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    为降低双液电池的液接电势.在两电解质溶液间设置的浓度高且正.负离子迁移数相近的电解质溶液 桥 .称盐桥.盐桥使两电解质溶液不直接接触.又使电路沟通.盐桥的作用:在于减小原电池的液体接界电位.用作盐桥的电解质不能与电极物质发生反应.常用的盐桥电解质是KCl.KNO3.NH4NO3等. 原电池由两个半电池组成.在铜锌原电池中.锌和锌盐溶液组成一个半电池.铜和铜盐溶液组成另一个半电池.下面以铜-锌电池为例说明盐桥的作用:将饱和的KCl或NH4NO3(正.负离子迁移数几乎相等)溶液装在倒置的U形管中.跨接于两电解质溶液之间.代替两溶液的直接接触.就构成了盐桥. 在盐桥的饱和KCl溶液和电池的ZnSO4.CuSO4溶液间形成了两个液体接界.KCl溶液浓度远大于电池中ZnSO4.CuSO4溶液的浓度.扩散作用主要来自KCl溶液.即KCl分别往ZnSO4.CuSO4溶液中扩散.由于K+和Cl-的迁移数很相近.因此在界面上产生的液体接界电势数值很小.而且符号又常常相反.相互抵消了一部分.两个液体接界电势的和小于ZnSO4.CuSO4溶液直接接触时的接界电势.使用盐桥时.液体接界电势可降到1-2mV.在一般电动势测量中.可忽略不计.若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀.可用NH4NO3代替KCl作盐桥.NH4+和NO-3的迁移速度也是很相近的. 常用盐桥(质量分数为3%琼脂-饱和KCl盐桥)的制备方法如下:将盛有3 g 琼脂和97 mL蒸馏水的烧瓶放在水浴上加热.直到完全溶解.然后.加30 g KCl.充分搅拌.KCl完全溶解后.立即用滴管或虹吸管将此溶液装入已制作好的U形玻璃管(注意.U形管中不可夹有气泡)中.静止.待琼脂冷却凝成冻胶后.制备即完成.多余的琼脂-KCl用磨口瓶塞盖好.用时可重新在水浴上加热.将此盐桥浸于饱和KCl溶液中.保存待用. 典例剖析 例1．碱性电池具有容量大.放电电流大的特点.因而得到广泛应用.锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液.电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+ H2O2(s)+Mn2O3(s),下列说法错误的是 A．电池工作时.锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq) C．电池工作时.电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过O.2mol电子.锌的质量理论上减小6.5g 解析:该电池的负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e- == Zn(OH)2(s).正极反应为2MnO2(s) +H2O(1)+2e- ==Mn2O3(s)+2OH-(aq).Zn为负极.失去电子.电子由负极通过外电路流向正极.1molZn失去2mol电子.外电路中每通过O.2mol电子.Zn的质量理论上减小6.5g.答案为C. 例2.(1)今有2H2+O22H2O反应.构成燃料电池.则负极通的应是 .正极通的应是 .电极反应式为: . .(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质.则电极反应式为 . .的电解液不同.反应进行后.其溶液的pH各有何变化? (3)如把H2改为甲烷.KOH做导电物质.则电极反应式为 . 解析:解决此题的关键是弄清原电池的有关概念.根据电池反应式可知H2在反应中被氧化.O2被还原.H2应在负极上反应.O2应在正极上反应.又因为是碱性溶液不可能有H+参加或生成.故负极反应为:2H2+4OH--4e-＝4H2O.正极反应为:O2+2H2O+4e-＝4OH-.若将导电物质换成酸性溶液.此时应考虑不可能有OH-参加反应也不可能有OH-生成.负极:2H2-4e-＝4H+.正极:O2+4H++4e-＝2H2O.由于前者在碱性条件反应.KOH量不变.但工作时H2O增多.故溶液变稀.pH将变小,而后者为酸溶液.H2SO4不变.水增多.溶液酸性变小.故pH将变大.如把H2改为甲烷用KOH作导电物质.则负极:CH4+10OH--8e-＝CO32 -+7H2O.正极:2O2+4H2O+8e-＝8OH-.此时不会有CO2放出. 答案:(1)H2 O2 负极:2H2+4OH--4e-＝4H2O 正极:O2+2H2O+4e-＝4OH- (2)负极:2H2-4e-＝4H+ 正极:O2+4H++4e-＝2H2O 中pH变大. (3)负极:CH4+10OH--8e＝CO32-+7H2O 正极:2O2+4H2O+8e-＝8OH- 例3．镍镉可充电电池在现代生活中有广泛应用.它的充放电反应按下式进行: 由此可知.该电池放电时的负极材料是 A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH) 解析:镍镉电池放电时的负极反应为Cd+2OH--2e-==Cd(OH)2.正极反应为 2NiO(OH)+2H2O+2e-==2Ni(OH)2+2OH-,充电时的阴极反应为Cd(OH)2+2e- ==Cd+2OH-.阳极反应为 2Ni(OH)2+2OH--2e-==2NiO(OH) +2H2O.可知答案为C. 例4．高铁电池是一种新型可充电电池.与普通高能电池相比.该电池能长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH,下列叙述不正确的是 A．放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 B．充电时阳极反应为:Fe(OH)3 -3e-+ 5OH-=FeO42-+ 4H2O C．放电时每转移3mol电子.正极有1molK2FeO4被氧化 D．放电时正极附近溶液的碱性增强 解析:高铁电池放电时的负极反应为3Zn+6OH--6e-=3Zn(OH)2.正极反应为2FeO42-+8H2O+6e-==2Fe(OH)3+10OH-,充电时的阴极反应为3Zn(OH)2+6e-==3Zn+6OH-.阳极反应为2Fe(OH)3+10OH--6e-==2FeO42-+8H2O.从而不难分析出答案为C. 例5．下图为氢氧燃料电池原理示意图.按照此图的提示.下列叙述不正确的是 ( ) A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为:4OH--4e-== 2H2O+O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 解析:分析氢氧燃料电池原理示意图.可知a极为负极.其电极反应为2H2-4e-==4H+.b极为正极.其电极反应为O2+2H2O+4e-==4OH-.电池总反应式为2H2+O2==2H2O.H2为还原剂.O2为氧化剂.该电池只要通入H2.O2就能工作.无需将它们储藏在电池内部.氢氧燃料电池的能量效率较高.而且产物水是一种无污染物质.是一种具有应用前景的绿色电源.在航天领域已得到应用.答案为B. 例6．一种新燃料电池.一极通入空气.另一极通入丁烷气体,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体.在熔融状态下能传导O2-.下列对该燃料说法正确的是( ) A．在熔融电解质中.O2-由负极移向正极 B．电池的总反应是:2C4H10+13O2 ==8CO2 +10H2O C．通入空气的一极是正极.电极反应为:O2+4e- == 2O2- D．通入丁烷的一极是正极.电极反应为:C4H10+26e-+13O2-==4CO2 + 5H2O 解析:丁烷燃料电池的总反应为2C4H10+13O2 ==8CO2 +10H2O.负极反应为2C4H10+26O2--52e-==8CO2+10H2O.正极反应为13O2+52e-== 26O2-.熔融电解质中.负离子O2-由正极移向负极.正离子由负极移向正极.完成电子运动的循环.答案为B.C. 例7．X.Y.Z.W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素. 已知:① X可分别与Y.W形成X2Y.X2Y2.XW等共价化合物, ② Z可分别与Y.W形成Z2Y.Z2Y2.ZW等离子化合物. 请回答: (1)Z2Y的化学式是 . (2)Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 . (3)如图所示装置.两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液.C为多孔石墨电极. 接通S1后.C(Ⅰ)附近溶液变红.两玻璃管中有气体生成.一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极).断开S1.接通S2.电流表的指针发生偏转.此时: C(I)的电极名称是 , C(II)的电极反应式是 . (4)铜屑放入稀硫酸不发生反应.若在稀硫酸中加入X2Y2.铜屑可逐渐溶解.该反应的离子方程式是 . 解答:(1)Na2O(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑(3)负极 Cl2+2e-===2Cl- (4)Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O 知能训练 【查看更多】

     

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