[转载]在丹尼尔电池(双液的铜锌原电池)中,如何说明原电池的工作原理?其中“盐桥”
(2017-03-23 10:28:45)
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在丹尼尔电池(双液的铜锌原电池)中,如何说明原电池的工作原理?其中“盐桥”的作用是什么?有“盐桥”的原电池正极材料的选择有何要求?
伏打电池是最简单的电池模型,它不能提供持续、稳定的电流。要说清原电池的工作原理,须借助于丹尼尔电池。在丹尼尔电池中,通过盐桥将ZnSO4溶液和CuSO4溶液连接起来,构成离子移动的电路,使溶液保持电中性,两个电极反应(锌电极发生氧化反应、铜电极发生还原反应)在彼此隔离的条件下分别进行,保障两个半电池中的电子能持续通过外电路转移,使装置持续产生比较稳定的电流,从而清楚地揭示出电池中发生的化学反应。
有盐桥的原电池,选择的正极材料不能和正极池中的电解质发生反应。例如,总反应为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+的原电池,选用石墨和铁分别作正负极,用氯化铁溶液和氯化亚铁溶液分别做正负极的电解液,用充满氯化钾饱和溶液的U形管做盐桥,电池能够正常工作一段时间。如果把正极材料换成铜,由于铜和氯化铁溶液直接接触,发生了反应2Fe3+ + Cu = 2Fe2++ Cu2+,使原来的原电池不能正常工作。
建议在“原电池”的复习教学中,重点要求学生理解原电池的工作原理、弄清两个电极上发生的反应、正确书写电极反应式、判断电子的流动方向(或电流方向),不必用很多时间补充讲解盐桥的作用。至于“盐桥”可以延缓外电路电流的衰减、有效减小(消除)液接电势、提高原电池的效率等作用,由于学生知识储备不足,难以理解,可以不必介绍。