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1、人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 原电池与电解池的组合装置 将原电池和电解池结合在一起,综合考查化学反应中的 能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识,是 高考试卷中电化学部分的重要题型。该类题目的考查内容通 常有以下几个方面:电极的判断、电极反应方程式的书写、 实验现象的描述、溶液离子的移动、pH的变化及电解质溶 液的恢复、运用电子守恒处理相关数据等。 解答该类试题时电池种类的判断是关键,整个电路中各 个电池工作时电子守恒,是数据处理的法宝。 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 1多池串联装置中电池类型的判断 (1)直接判断:非常直观明显的装置,如燃
2、料电池、铅 蓄电池等在电路中,则其他装置为电解池。如下图:A为原 电池,B为电解池。 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 (2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断: 原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极和一 个碳棒作电极;而电解池则一般都是两个惰性电极,如两个 铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间 能发生自发的氧化还原反应,电解池的电极材料一般不能和 电解质溶液自发反应。如图:B为原电池,A为电解池。 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 (3)根据电极反应现象判断: 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极, 并由此判断电池类型,如
3、下图:若C极溶解,D极上析出 Cu,B极附近溶液变红,A极上放出黄绿色气体,则可知 乙是原电池,D是正极,C是负极;甲是电解池,A是阳极 ,B是阴极。B、D极发生还原反应,A、C极发生氧化反应 。 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 2有关概念的分析判断 在确定了原电池和电解池后,有关概念的分析和判断 ,如电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描 述、溶液离子的移动、pH的变化及电解质溶液的恢复等。 只要按照各自的规律分析就可以了。 3综合装置中的有关计算 原电池和电解池综合装置的有关计 算的根本依据就是电子转移的守恒,分 析时要注意两点:(1)串联电路中各支路电流相等;
4、(2)并联 电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理 其他各种数据。如图所示: 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 图中装置甲是原电池,乙是电解池,若电路中有0.2 mol电子转移,则Zn极溶解6.5 g,Cu极上析出H2 2.24 L(标 准状况),Pt极上析出Cl2 0.1 mol,C极上析出Cu 6.4 g。甲 池中H被还原,生成ZnSO4,溶液pH变大;乙池中是电解 CuCl2溶液,由于Cu2浓度的减小使溶液pH微弱增大,电 解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 典题例析 (2012海南高考)新型高效的
5、甲烷燃料电池采用铂为电 极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液 。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行 饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 回答下列问题: (1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_、 _。 (2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b 电极上得到的是_,电解氯化钠溶液的总反应方程 式为_。 (3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完 全,则理论上通过电解池的电量为_(法 拉第常数F9.65104 Cmol1,列式计算),最多能产生的 氯气体积为_L(标准状况)。 人教
6、版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 针对训练 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 AA为原电池,B为电解池 BA为电解池,B为原电池 C当A烧杯中产生0.1 mol气体时,B烧杯中产生气体的物质的 量也为0.1 mol D经过一段时间,B烧杯中溶液的pH增大 解析:构成A装置的是活泼性不同的两电极,两电极均浸在电解 质溶液中,两极形成了闭合回路,所以A装置为原电池装置,且 A装置为B装置提供电能。A装置中的电极反应式:正极:2H 2e=H2,负极:Fe2e=Fe2
7、。B装置中的电极反应式: 阴极:Cu22e=Cu,阳极:2Cl 2e=Cl2。装置B 是电解氯化铜溶液,铜离子浓度减小,水解程度减小,溶液的 pH增大。 答案:B 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 2.如图为相互串联的甲乙两个电解池, X、Y为直流电源的两个电极。电解 过程中,发现石墨电极附近先变红。 请回答: (1)电源X极为_极(填“正”或“负”),乙池中Pt电极 上的电极反应式为_。 (2)甲池若为电解精炼铜的装置,其阴极增重12.8 g,则乙 池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为_, 电路中通过的电子为_ mol。 (3)在(2)的情况下,若乙池剩余溶液的体积仍为400 mL, 则电解后所得溶液c(OH)_。 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置 人教版化学 本章热点专题 原电池与电解池的组合装置