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1、专题串联电路中各类电化学装置的工作原理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。注重考查学生对知识的迁移能力、灵活应用能力、运用化学用语的能力。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。第1页/共20页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，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则
2、其他装置为电解池。如下图：A为原电池，B为电解池。(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一个碳棒做电极；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。第2页/共20页(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、
3、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。第3页/共20页2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；(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：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，由于Cu2浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量C
4、uCl2固体可使溶液复原。第4页/共20页典例1(2013年北京西城检测)如下图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：(1)通入氧气的电极为_(填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应式_。(2)铁电极为_(填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为_。第5页/共20页(3)反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在_(填“铁极”或“石墨极”)区，简述理由是_。(4)如 果 粗 铜 中 含 有 锌、银 等 杂 质，丙 装 置 中 阳 极 上 电 极 反 应 式 为_，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将_(填“
5、增大”“减小”或“不变”)。(5)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为_；丙装置中阴极析出铜的质量为_。第6页/共20页第7页/共20页第8页/共20页典例2如图所示，下列叙述正确的是()AY为阴极，发生还原反应BX为正极，发生氧化反应CY与滤纸接触处有氧气生成DX与滤纸接触处变红第9页/共20页答案A 第10页/共20页可充电电池电极方程式的书写1可充电电池有充电和放电两个过程，放电发生的是原电池反应，充电发生的是电解反应。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。
6、以铅蓄电池为例，该过程可结合图示分析。第11页/共20页第12页/共20页第13页/共20页2书写可充电电池放电时的电极反应式，一般是先写放电的电极反应，往往负极反应式较容易写出，正极反应式较难写出，此时可先书写负极反应式，然后用电池反应式减去负极反应式即得正极反应式。书写充电时的电极反应式：阴极和阳极的电极反应分别用放电时的负极和正极的电极反应式逆向转化即可。书写电极反应式时，不要忽略了两极产生的离子是否与电解质溶液发生反应。第14页/共20页典例市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质的一种能传导Li的高分子
7、材料。这种锂离子电池的电池反应式为：下列说法不正确的是()A放电时，负极的电极反应式：Lie=LiB充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中Li向负极移动第15页/共20页解析A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确；B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极得电子，故错。答案D第16页/共20页第17页/共20页答案：D 第18页/共20页本小节结束请按ESC键返回第19页/共20页感谢您的观看。第20页/共20页