2020高考热点微专题---双液电池的纽带--盐桥

认识原电池中的“桥”一、盐桥的构成与原理：盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。

用作盐桥的溶液需要满足以下条件：阴阳离子的迁移速度相近；盐桥溶液的浓度要大；盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定。

盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高,两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥,故两个新界面上产生的液接电位稳定。

又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等,故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等,从而使液接电位减至最小以至接近消除。

常用的盐桥溶液有：饱和氯化钾溶液、4.2mol/LKCl、0.1mol/LLiAc和0.1mol/LKNO3等。

二、盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。

盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，即正电荷增多，溶液带正电荷。

Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，即负电荷增多，溶液带负电荷。

当溶液不能保持电中性，将阻止放电作用的继续进行。

盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4溶液迁移，K+向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。

盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。

可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。

而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。

电池的革命---从“盐桥”到“膜”“膜”又叫离子交换膜，在原电池和电解质中的应用已经十分广泛，根据膜的种类有选择地让所需要的离子留下或通过，从而达到人为的目的。

但是无论选择什么样的“膜”，原电池、电解池中离子向两极移动的方向不会改变。

1.膜的分类：①阳离子交换膜，简称“阳膜”，只允许阳离子和H＋通过；②阴离子交换膜，简称“阴膜”，只允许阴离子通过；③质子交换膜，只允许H＋通过。

2.膜的作用：（1）在原电池中应用离子交换膜，起到替代盐桥的作用，一方面能起到平衡电荷导电的作用，另一方面能防止电解质溶液中的离子与电极直接反应，提高电能效率。

（2）在电解池中使用选择性离子交换膜的主要目的是限制某些离子(或分子)的定向移动，避免电解质溶液中的离子或分子与电极产物反应，提高产品纯度或防止造成危险等。

概括为：将两极隔离，提高电池效率；选择性通过离子，限制离子迁移。

1.科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。

质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。

下列说法不正确的是（）A.电极a为电池的负极B.电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2OC.电路中每流过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2S（标准状况）D.每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区2.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。

一种以液态肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。

下列关于该电池的叙述正确的是（）A.b电极发生氧化反应B.a电极的电极反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2OC.放电时，电流从a电极经过负载流向b电极D.其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜3.在电解液不参与反应的情况下，采用电化学法还原CO2可制备ZnC2O4，原理如图所示。

下列说法正确的是（）A.电解结束后电解液Ⅱ中C（Zn2＋）增大B.电解液Ⅰ应为ZnSO4溶液C.Pt极反应式为2CO2＋2e－＝C2O2－4D.当通入44 g CO2时，溶液中转移1 mol电子4.用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。

还原性比较：碘离子大于二价铁大于溴离子电池中电解质中的阴离子流向负极，阳离子流向正极。

盐桥里的物质一般是强电解质而且不与电解质反应。

课本中为氯化钾用课本中的模型，没有盐桥时，用铜、锌片和硫酸铜溶液组成原电池。

锌为负极，失电子产生锌离子使锌片周围溶液带正电，而铜离子在铜片（正极）上得电子析出，导致铜片附近硫酸根增多而带负电。

当反应进行到一定时间后，负极的正电荷增多而导致电子（负电荷）难以流出，正极负电荷增多也会导致电子流入困难。

从而电池电流减弱。

加了盐桥后（设为KCl），当发生上述情况时，带负电离子（Cl-)会流到锌片处，带正电离子(K+)流到铜片，中和两极上的电荷。

从而保持两边溶液电中性而保证电流的稳定。

化学原电池盐桥的作用是保持电中性的和沟通回路.保持电中性就是保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈中性(正负电荷相等).因为化学原电池进行反应时溶液中的离子得失电子,使得半电池溶液正电荷或负电荷偏多,盐桥的存在可为它们提供相应的电荷,从而在盐桥中产生电流,与外部反应结合,构成闭合回路保证原电池反应的进行.在两种溶液之间插入盐桥以代替原来的两种溶液的直接接触，减免和稳定液接电位（当组成或活度不同的两种电解质接触时，在溶液接界处由于正负离子扩散通过界面的离子迁移速度不同造成正负电荷分离而形成双电层，这样产生的电位差称为液体接界扩散电位，简称液接电位）,使液接电位减至最小以致接近消除.防止试液中的有害离子扩散到参比电极的内盐桥溶液中影响其电极电位。

附：盐桥的制备--------------------------------------------------------------------------------1、琼脂－饱和KCl盐桥：烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，在水浴上加热至完全溶解。

然后加入30克KCl充分搅拌，KCl完全溶解后趁热用滴管或虹吸将此溶液加入已事先弯好的玻璃管中，静置待琼脂凝结后便可使用。

认识原电池中的“桥”一、盐桥的构成与原理：盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱和KCl 琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。

用作盐桥的溶液需要满足以下条件：阴阳离子的迁移速度相近；盐桥溶液的浓度要大；盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定。

盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高, 两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥, 故两个新界面上产生的液接电位稳定。

又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等, 故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等, 从而使液接电位减至最小以至接近消除。

常用的盐桥溶液有：饱和氯化钾溶液、4.2mol/LKCl、0.1mol/LLiAc和0.1mol/LKNO3等。

二、盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。

盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，即正电荷增多，溶液带正电荷。

Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，即负电荷增多，溶液带负电荷。

当溶液不能保持电中性，将阻止放电作用的继续进行。

盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4溶液迁移，K+向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。

盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。

可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。

而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。

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用作盐桥的溶液需要满足以下条件：阴阳离子的迁移速度相近；盐桥溶液的浓度要大；盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定。

盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高, 两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥, 故两个新界面上产生的液接电位稳定。

又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等, 故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等, 从而使液接电位减至最小以至接近消除。

常用的盐桥溶液有：饱和氯化钾溶液、4.2mol/LKCl、0.1mol/LLiAc和0.1mol/LKNO3等。

二、盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。

盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，即正电荷增多，溶液带正电荷。

Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，即负电荷增多，溶液带负电荷。

当溶液不能保持电中性，将阻止放电作用的继续进行。

盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4溶液迁移，K+向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。

盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。

可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。

而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。

高考理综题中的盐桥电池问题分析作者：郭宏杰赵春燕来源：《教育教学论坛》2014年第21期摘要：盐桥是高中化学新课改教材中出现的新名词，盐桥的主要作用就是构建闭合的内电路，平衡电荷，使原电池不断产生持续、稳定的电流。

因而有关盐桥的问题已成为新课标高考命题的热点，所以有必要对它进行分析。

关键词：高考；盐桥；问题分析中图分类号：G632.474 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）21-0083-01盐桥的存在，使分开放置的氧化性溶液与还原性溶液能够在两个半电池内发生反应。

1.（2009·福建理综，11）控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。

下列判断不正确的是（）。

A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极答案：D。

解析：甲池电解液FeCl3具有氧化性，乙池电解液KI具有还原性，二者能发生氧化还原反应，这是正反应方向，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小；FeCl2、I2的浓度增加，逆反应的速率逐渐增加，当正、逆反应速率相等时，原电池反应达到平衡，甲、乙烧杯溶液中的电解质的浓度保持不变，电流计读数为零，故ABC正确。

当向甲池加FeCl2固体时，生成物浓度增大，该原电池反应向逆反应方向进行，甲池中FeCl2发生氧化反应，甲中的石墨为负极，乙池中的I2发生还原反应，乙中的石墨为正极，D错。

2.已知反应AsO43-+2I-+2H+⇌AsO33-+I2+H2O是可逆反应。

设计如图装置（C1、C2均为石墨电极），分别进行下述操作：（1）向B烧杯中逐滴加入浓盐酸；（2）向B烧杯中逐滴加入40%的NaOH溶液，结果发现电流表指针均发生偏转。

试回答下列问题：①两次操作中指针为什么发生偏转？②两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。

认识原电池中的“桥”一、盐桥的构成与原理：盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。

用作盐桥的溶液需要满足以下条件：阴阳离子的迁移速度相近；盐桥溶液的浓度要大；盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定。

盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高,两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥,故两个新界面上产生的液接电位稳定。

又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等,故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等,从而使液接电位减至最小以至接近消除。

常用的盐桥溶液有：饱和氯化钾溶液、4.2mol/LKCl、0.1mol/LLiAc和0.1mol/LKNO3等。

二、盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。

盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，即正电荷增多，溶液带正电荷。

Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，即负电荷增多，溶液带负电荷。

当溶液不能保持电中性，将阻止放电作用的继续进行。

盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4溶液迁移，K+向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。

盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。

可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。

而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。

2021年高考电化学微专题复习《盐桥与离子交换膜》一、盐桥在双液原电池中，用阴、阴离子迁移速率相近的盐制成胶状（通常用琼脂，保证阴、阳离子在其中能自由扩散），要求盐与双液电池中的电解质溶液不发生化学反应，通常可以是KCl、KNO3等，但在电解质溶液中存在还原性强的离子，一般KNO3就不能用(NO3—在有H+时的氧化性)。

2020年全国I卷化学第27(2)题：电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。

盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∝)应尽可能地相近。

根据下表数据，盐+与Cl—或NO3—，Li+与HCO3—。

但Li+与HCO3—的电迁移率(u∝)小且可能反应生成Li2CO3，故不宜选用。

Ca2+与SO42—不仅电迁移率(u∝)差较大且CaSO4属微溶物质，故不宜选用。

“阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”，题给的电解质溶液含有Fe2+和Fe3+（它们的溶液均呈酸性），不能选用含HCO3—和NO3—的盐。

综合考虑，只能选用KCl。

二、离子交换膜具有离子选择性透过的聚合物薄膜。

在电化学和电渗领域有广泛的应用。

离子交换膜(有阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜等)不仅可以在电解质溶液中作隔膜，防止某离子或气体通过，保证得到电解产物或提高产物纯度，而且可以包裹住电极防止电极与电解质溶液反应。

（1）在原电池中的应用水溶液锂电池能让Li+通过H2O和H+不能通过的特制聚合物薄膜紧密包裹的金属锂，外层紧密套上锂导电陶瓷（使得金属锂与水隔绝）作电池负极，与锂离子电池的传统正极材料及水溶液构成高能量密度、高能量利用率的电动汽车新型水锂电池。

【辨析】锂电池与锂离子电池是两种不同的电池，但都同属锂系电池。

锂电池是金属锂或锂合金作电池的负极，Li失去电子形成Li+，而将化学能转化为电能。

锂电池通常是一次电池，亦有二次电池，但因其循环寿命过低和充电易爆不安全而受到制约。

锂离子电池是将Li+嵌入材料（常用碳素材料）中作负极（富Li+电极），经过Li+的嵌入/脱嵌来存储与释放电能。

zn和cu的原电池装置盐桥的作用在化学电池中，盐桥是一种连接两个半电池的电导体，它的作用是维持电池中电荷的平衡。

具体而言，盐桥可以通过离子转移来维持电池中离子的平衡，使得电池正常运作。

在我们讨论盐桥的作用之前，让我们先了解一下化学电池和盐桥的基本概念。

化学电池是一种将化学能转化为电能的装置。

它由两个半电池组成，即一个发生氧化的半电池和一个发生还原的半电池。

氧化半反应产生电子和金属阳离子，而还原半反应消耗电子和氧化剂离子。

当两个半电池通过电解质溶液连接时，如用盐桥连接，电子流动通路将被连通。

电解质溶液中的离子扮演着至关重要的角色。

在一个半电池中，金属离子失去电子并在盐桥中形成阳离子，然后通过盐桥传递给另一个半电池，通过还原半反应获得电子，这样电子就在两个半电池之间流动了。

盐桥在化学电池中的主要作用有以下几个方面：1.维持溶液中的电中性：盐桥通过将阴离子和阳离子在溶液中传递，使得半电池中的正电荷和负电荷保持平衡。

否则，当离子参与反应时，会在半电池中形成电荷累积，阻碍反应的继续进行。

2.保持半电池的电位恒定：盐桥可以稳定半电池中的离子电位。

电解质溶液中的离子浓度变化可能会导致半电池的电位变化，而盐桥可以通过离子的迁移来补偿这种变化，以确保电位的稳定。

3.防止溶液浓度反应：在正常运作的化学电池中，溶液的离子浓度会随着反应的进行而变化。

盐桥通过将溶液中的离子传递给半电池来保持离子浓度的平衡，以避免溶液的浓度反应。

4.调节电流：盐桥中的离子迁移可以调节电流的流动。

通过调节盐桥中的离子浓度，可以控制电子在半电池之间的传输速率，从而调节整个电池的电流。

需要注意的是，盐桥在电池中的作用不同于外部电路中的导线。

盐桥通过离子迁移来连接两个半电池，以维持电池中的电荷平衡和离子浓度平衡。

而导线则负责在化学反应中产生的电子流动，连接电池与外部电路。

我们可以以锌铜电池为例来说明盐桥的作用。

在锌铜电池中，锌是氧化剂，铜是还原剂。