2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、認(rèn)識(shí)原電池中的“橋”認(rèn)識(shí)原電池中的“橋”一、鹽橋的構(gòu)成與原理:一、鹽橋的構(gòu)成與原理:鹽橋里的物質(zhì)一般是強(qiáng)電解質(zhì)而且不與兩池中電解質(zhì)反應(yīng),教材中常使用裝有飽和KCl瓊脂溶膠的U形管,離子可以在其中自由移動(dòng),這樣溶液是不致流出來(lái)的。用作鹽橋的溶液需要滿足以下條件:陰陽(yáng)離子的遷移速度相近;鹽橋溶液的濃度要大;鹽橋溶液不與溶液發(fā)生反應(yīng)或不干擾測(cè)定。鹽橋作用的基本原理是:由于鹽橋中電解質(zhì)的濃度很高兩個(gè)新界面上的擴(kuò)散作用主要來(lái)自鹽橋故兩個(gè)新界面上產(chǎn)

2、生的液接電位穩(wěn)定。又由于鹽橋中正負(fù)離子的遷移速度差不多相等故兩個(gè)新界面上產(chǎn)生的液接電位方向相反、數(shù)值幾乎相等從而使液接電位減至最小以至接近消除。常用的鹽橋溶液有:飽和氯化鉀溶液、4.2molLKCl、0.1molLLiAc和0.1molLKNO3等。二、鹽橋的作用:二、鹽橋的作用:鹽橋起到了使整個(gè)裝置構(gòu)成通路、保持電中性的作用,又不使兩邊溶液混合。鹽橋是怎樣構(gòu)成原電池中的電池通路的呢?Zn棒失去電子成為Zn2進(jìn)入溶液中,使ZnSO4溶液

3、中Zn2過(guò)多,即正電荷增多,溶液帶正電荷。Cu2獲得電子沉積為Cu,溶液中Cu2過(guò)少,SO42過(guò)多,即負(fù)電荷增多,溶液帶負(fù)電荷。當(dāng)溶液不能保持電中性,將阻止放電作用的繼續(xù)進(jìn)行。鹽橋的存在,其中Cl向ZnSO4溶液遷移,K向CuSO4溶液遷移,分別中和過(guò)剩的電荷,使溶液保持電中性,反應(yīng)可以繼續(xù)進(jìn)行。鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路,鹽橋既鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路,鹽橋既可溝通兩方溶液,又能阻止反應(yīng)物的直接接觸??墒褂伤B接的兩

4、溶液保持電中性可溝通兩方溶液,又能阻止反應(yīng)物的直接接觸??墒褂伤B接的兩溶液保持電中性,否則鋅鹽溶液會(huì)由于鋅溶解成為Zn2而帶上正電,銅鹽溶液會(huì)由于銅的析出減少了Cu2而帶上了負(fù)電。鹽橋保障了電子通過(guò)外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移,使鋅的溶解和銅的析出過(guò)程得以繼續(xù)進(jìn)行。導(dǎo)線的作用是傳遞電子,溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路,保持電中性就是化學(xué)原電池的鹽橋起到電荷“橋梁”的作用,保持兩邊的電荷平衡以防止兩邊因?yàn)殡姾刹黄胶猓ㄒ贿吺ル娮?,?/p>

5、邊得到電子造成的)而阻礙氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。三、鹽橋反應(yīng)現(xiàn)象:三、鹽橋反應(yīng)現(xiàn)象:極池從而達(dá)到傳導(dǎo)電流使雙液電池形成閉合回路的目的,所以鹽橋用一段時(shí)間就會(huì)失效了,要重新浸到飽和食鹽水(或是KCl溶液)里。兩燒杯中的離子會(huì)通過(guò)鹽橋的但不會(huì)太多,因這時(shí)兩池中的濃度差相對(duì)太小的緣故(此說(shuō)法有待商榷,歡迎專家指導(dǎo),謝謝)。3.在有鹽橋的銅鋅原電池中,電解質(zhì)溶液的選擇為什么要與電極材料的陽(yáng)離子相同?如Zn極對(duì)應(yīng)的是硫酸鋅,能不能是氯化鋅或者氯化鈉?

6、鋅在負(fù)極失去電子,變成離子進(jìn)入溶液,電子沿外導(dǎo)線流到正極銅上面,硫酸銅溶液中的銅離子在正極上得到電子變成銅單質(zhì)析出。硫酸銅溶液中的陰離子通過(guò)鹽橋移動(dòng)到硫酸鋅溶液中,而形成回路。4.在有鹽橋的銅鋅原電池中,電解質(zhì)溶液的選擇為什么要與電極材料的陽(yáng)離子相同?如Zn極對(duì)應(yīng)的是硫酸鋅,能不能是氯化鋅或者氯化鈉?答:可以的,如果該溶液中溶質(zhì)的陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)比電極強(qiáng)的話沒(méi)有問(wèn)題。反正這邊發(fā)生的反應(yīng)只是Zn的溶解而已。但是如果比電極弱的話,例如硫

7、酸銅,鋅就會(huì)置換出銅,在表面形成原電池,減少供電量。使用鹽橋就是為了避免這種情況,至于電解液要跟電極相同那是一個(gè)做題的技巧,具體問(wèn)題具體分析就好了。5.鋅與硫酸鋅溶液會(huì)反應(yīng)?請(qǐng)參閱“電極電勢(shì)”及“雙電層理論”雙電層理論德國(guó)化學(xué)家能斯特(HWNernst)提出了雙電層理論(electrondoublelayerthey)解釋電極電勢(shì)的產(chǎn)生的原因。雙電層理論:膠核的靜電作用把溶液中的反離子吸附到其周圍。受膠核電位離子的靜電引力和反離子熱運(yùn)動(dòng)

8、的擴(kuò)散作用、溶液對(duì)反離子的水化作用,反離子的濃度隨與固體表面距離增加濃度逐漸減少,分布符合Boltzmann分布。德國(guó)科學(xué)家W.Nernst對(duì)電極電勢(shì)產(chǎn)生機(jī)理作了較好的解釋。他認(rèn)為:當(dāng)把金屬插入其鹽溶液中時(shí),金屬表面上的正離子受到極性水分子的作用,有變成溶劑化離子進(jìn)入溶液而將電子留在金屬表面的傾向。金屬越活潑、溶液中正離子濃度越小,上述傾向就越大。與此同時(shí),溶液中的金屬離子也有從溶液中沉積到金屬表面的傾向,溶液中的金屬離子濃度越大、金屬

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