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铜锌原电池装置将盐桥换成金属丝后装置原理分析

新教材安排了有盐桥的锌铜原电池装置。在强调盐桥的重要作用后,启发学生能否用金属导线替代盐桥?在同学争论不休时,将一段铜导线替代盐桥做实验,实验结果使师生大吃一惊,不仅装置有电流产生,而且产生的电流比用盐桥更大。

怎样解释这一“反常”现象。实验事实似乎支持了认为金属桥可以替代盐桥的结论,而且有的同学在网上还找到了某篇论文做依据。其实并不然,因为金属导线仅仅起导体的作用,而不能使阴阳离子向两个半电池迁移,保持电解质溶液呈电中性。

如何说服学生呢?

若分别用铜丝、锌片、铁丝替代盐桥,都有大小不同的电流产生。但将插入硫酸铜溶液的铜丝与插入硫酸锌溶液的锌片拧接在一起替代盐桥时,就没有电流产生。这个实验事实有力地说明了“金属桥能替代盐桥”是错误的结论。

该如何解释用某些金属导线替代盐桥时也有电流产生呢?

其原理是:

1、当用铜导线替代盐桥时,锌片、铜导线与硫酸锌溶液形成了原电池,铜片、铜导线与硫酸铜溶液只起导体(其实相当于镀铜的电镀池)的作用,故产生的电流较大;

2、若用锌片替代盐桥,锌片、铜片与硫酸铜溶液形成了原电池,锌片与硫酸锌溶液也只起导体(其实相当于镀锌的电镀池)的作用;

3、若用铁丝替代盐桥,一种是锌铁电池(吸氧腐蚀)与铁铜电池的串联,这个需要氧气参加,产生的电流也较大;另外一种是一个电解池,一个原电池(如下图所示,由赵斌老师提供),相当于铁铜原电池作为电源对另一装置中的铁电极上进行电镀锌。

铜锌原电池装置将盐桥换成金属丝后装置原理分析

大部分老师认为后一种正确,并且在某地模拟考试题中出现过,答案按照一个电解池与一个原电池串联处理的。

欢迎老师们参与讨论,并在评论框留言,谢谢!

(责任编辑:化学自习室)
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