高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 考點(diǎn)核心突破 原電池和電解池原理的綜合運(yùn)用章末專題講座課件

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1、章末專題講座章末專題講座原電池和電解池原理的綜合運(yùn)用原電池和電解池原理的綜合運(yùn)用將原電池和電解池結(jié)合在一起，綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，是高考試卷中電化學(xué)部分的重要題型。該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個(gè)方面：電極的判斷、電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液離子的移動(dòng)、pH的變化以及及電解質(zhì)溶液的恢復(fù)、運(yùn)用電子守恒處理相關(guān)數(shù)據(jù)等。策策 略略 指指 導(dǎo)導(dǎo)順利解答該類試題的關(guān)鍵是把握以下三點(diǎn)：(1)透徹理解原電池、電解池的工作原理；(2)準(zhǔn)確判斷原電池和電解池；(3)靈活利用電子守恒處理數(shù)據(jù)。1多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷(1)直接判斷：非常直觀明顯的

2、裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如下圖：A為原電池，B為電解池。 (2)根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷：原電池一般是兩種不同的金屬電極或一種金屬電極一個(gè)碳棒作電極；而電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極，如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)碳棒。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖：B為原電池，A為電解池。 (3)根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷：在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型，如圖：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負(fù)極；甲是

3、電解池，A是陽(yáng)極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。2綜合裝置中的有關(guān)計(jì)算原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計(jì)算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒，分析時(shí)要注意兩點(diǎn)：(1)串聯(lián)電路中各支路電流相等；(2)并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。在此基礎(chǔ)上分析處理其他各種數(shù)據(jù)。如圖所示：圖中裝置甲是原電池，乙是電解池，若電路中有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解6.5 g，Cu極上析出H2 2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，Pt極上析出Cl2 0.1 mol，C極上析出Cu 6.4 g。甲池中H被還原，生成ZnSO4，溶液pH變大；乙池中是電解CuCl2，由于Cu2濃度的減小使溶液pH微弱增大，電

4、解后再加入適量CuCl2固體可使溶液復(fù)原。 某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問(wèn)題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時(shí)，觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。典典 例例 剖剖 析析請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)甲池為_(kāi)(填“原電池”、“電解池”或“電鍍 池 ” ) ， 通 入 C H3O H 電 極 的 電 極 反 應(yīng) 為_(kāi)。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為_(kāi)(填“正極”、“負(fù)極”或“陰極”、“陽(yáng)極”)，總反應(yīng)式為_(kāi)。 (3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40 g時(shí)，甲池中理論上消耗O2的體積為_(kāi) mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，丙池中_極析出_ g銅。(4)若丙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時(shí)間后，甲中溶液

5、的pH將_(填“增大”、“減小”或“不變”)；丙中溶液的pH將_(填“增大”、“減小”或“不變”)?！?答 案 】【 答 案 】 (1)原 電池原 電池 CH3OH 6e 8OH=CO236H2O (2)陽(yáng)極陽(yáng)極 4AgNO32H2O=電解電解4AgO24HNO3 (3)280 D 1.6 (4)減小減小 增大增大 練習(xí)1鉛蓄電池的工作原理為：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O研讀下圖，下列判斷不正確的是跟跟 蹤蹤 練練 習(xí)習(xí)答案答案C 練習(xí)2下圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將

6、直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色。請(qǐng)回答： (1)B極是電源的_，一段時(shí)間后，甲中溶液顏色_，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明_，在電場(chǎng)作用下向Y極移動(dòng)。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí)，對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)是_(填“鍍層金屬”或“鍍件”)，電鍍液是_溶液。當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)(此時(shí)乙溶液體積為500 mL)，丙中鍍件 上 析 出 銀 的 質(zhì) 量 為 _ _ _ _ _ _ _ _ ， 甲 中 溶 液 的pH_(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (4)若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生

7、的總反應(yīng)的離子方程式為：_ _。解析(1)由裝置圖知，直流電源與各電解池串聯(lián)；由F極附近呈紅色知，F(xiàn)極為陰極，則E極為陽(yáng)極、D極為陰極、C極為陽(yáng)極、G極為陽(yáng)極、H極為陰極、X極為陽(yáng)極、Y極為陰極、A極為正極、B極為負(fù)極。甲裝置是用惰性電極電解CuSO4溶液，由于Cu2放電，導(dǎo)致c(Cu2)降低，溶液顏色逐漸變淺；丁裝置是膠體的電泳實(shí)驗(yàn)，由于X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，說(shuō)明氫氧化鐵膠粒帶正電荷。 (2)當(dāng)甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí)，C、D、E、F電極的產(chǎn)物分別為：O2、Cu、Cl2、H2，根據(jù)各電極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，則對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：1 2

8、2 2。(3)給銅件鍍銀，根據(jù)電鍍?cè)?，銅件作陰極，銀作陽(yáng)極，電鍍液是可溶性銀鹽。當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)，則乙中n(OH)0.1 molL10.5 L0.05 mol，即各電極轉(zhuǎn)移電子0.05 mol，所以丙中析出銀0.05 mol；甲裝置中由于電解產(chǎn)生H，導(dǎo)致溶液的酸性增強(qiáng)，pH變小。 (4)若將C電極換為鐵，則鐵作陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)：Fe2e=Fe2，D極發(fā)生：Cu22e=Cu，則總反應(yīng)的離子方程式為：FeCu2=CuFe2。答案(1)負(fù)極逐漸變淺氫氧化鐵膠粒帶正電荷(2)1 2 2 2(3)鍍件AgNO3(合理即可)5.4 g變小(4)FeCu2=CuFe2 練習(xí)3下圖所示裝置中，甲、乙、丙

9、三個(gè)燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。 (1)接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題：電源的N端為_(kāi)極； 電 極 b 上 發(fā) 生 的 電 極 反 應(yīng) 為 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積_；電極c的質(zhì)量變化是_ g；電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡(jiǎn)述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_；(2)如果電解過(guò)程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？_ _。解

10、析(1)乙中c電極質(zhì)量增加，說(shuō)明c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu22e=Cu，c電極應(yīng)為陰極，則M為負(fù)極，N為正極。甲中盛放的是NaOH溶液，電解時(shí)實(shí)質(zhì)上是電解水，b電極上的電極反應(yīng)為：4OH4e=2H2OO2。而要計(jì)算出b電極上產(chǎn)生氣體的體積，就必須先根據(jù)丙中K2SO4濃度的變化計(jì)算出轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。設(shè)丙中電解水的質(zhì)量為x g，由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等可得： 10010%(100 x)10.47%，x4.5 g，所以整個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.5 mol電子，根據(jù)電極方程式可計(jì)算出b電極放出的O2為0.125 mol，其體積為2.8 L，c電極上析出的銅為0.25 mol，其質(zhì)量為16 g。 甲中電解的是水，NaOH濃度增大；乙中水電離出來(lái)的OH放電，H濃度增大；丙中電解的也是水，雖然K2SO4濃度變大，但pH不變。(2)銅全部析出時(shí)溶液變?yōu)镠2SO4溶液，電解仍可以繼續(xù)進(jìn)行。