高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 考點核心突破 原電池和電解池原理的綜合運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用原電池和電解池原理的綜合運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)實驗和化學(xué)計算等知識，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)容通常有以下幾個方面：電極的判斷、電極反應(yīng)方程式的書寫、實驗現(xiàn)象的描述、溶液離子的移動、pH的變化以及及電解質(zhì)溶液的恢復(fù)、運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：(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碳棒作電極；而電解池則一般都是兩個惰性電極，如兩個鉑電極或兩個碳棒。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)計算原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒，分析時要注意兩點：(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)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。典典 例例 剖剖 析析請回答下列問題：(1)甲池為_(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_。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為_(填“正極”、“負(fù)極”或“陰極”、“陽極”)，總反應(yīng)式為_。 (3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40 g時，甲池中理論上消耗O2的體積為_ 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)陽極陽極 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。請回答： (1)B極是電源的_，一段時間后，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_，在電場作用下向Y極移動。(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，對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為_。(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(此時乙溶液體積為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極為陽極、D極為陰極、C極為陽極、G極為陽極、H極為陰極、X極為陽極、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驗，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，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)電鍍原理，銅件作陰極，銀作陽極，電鍍液是可溶性銀鹽。當(dāng)乙中溶液的pH是13時，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，pH變小。 (4)若將C電極換為鐵，則鐵作陽極發(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)過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：電源的N端為_極； 電 極 b 上 發(fā) 生 的 電 極 反 應(yīng) 為 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；列式計算電極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，簡述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_；(2)如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？_ _。解

10、析(1)乙中c電極質(zhì)量增加，說明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，電解時實質(zhì)上是電解水，b電極上的電極反應(yīng)為：4OH4e=2H2OO2。而要計算出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，所以整個反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.5 mol電子，根據(jù)電極方程式可計算出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)銅全部析出時溶液變?yōu)镠2SO4溶液，電解仍可以繼續(xù)進行。