电化学.doc

专题三 电化学组合装置问题的分析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，也是学习的难点之一。电化学组合装置在其他省市经常以大题出现，在广东高考中沉寂有很多年之后，2014年出现在选择题中。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。突破这类题型，面对多个装置联接图，首先要判断装置类型，再单个分析其工作原理。一、电解池串联【方法导引】这类组合最明显标志是有外接电源，是串联的电解池。每个单独的装置都按电解原理去分析。串联的装置中每个电极上得到或失去的电子数均相等，依此来进行有关计算。如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，下列说法正确的是( )A乙烧杯中d的电极反应为2Cl2e=Cl2Ba、c两极产生气体的物质的量相等C如果忽略水解，甲、乙两烧杯中溶液混合后溶液的pH7D乙烧杯中发生的反应为：2NaCl2H2O电解2NaOHH2Cl2【解析】根据电路图，可知这是两个串联的电解池。a是阳极、d是阴极，d的电极反应式为2H2e=H2，A项不正确；a极和c极产生的气体分别是O2和Cl2，根据得失电子相等，二者体积之比是12，B项不正确；乙池中Cl2在溶液中溶解，使NaOH被消耗，故两池混合后，溶液的pH略小于7，C项不正确。二、没有盐桥的不同类装置串联【方法导引】(1)直接判断：有直接说明或非常直观明显的装置，如燃料电池、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。(2)根据电池中的电池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。(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、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。【例2】新型高效的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。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)。【解析】题目已经明示两个甲烷燃料电池是串联的原电池。(1)总反应式为：CH42O22OH=CO3H2O，正极反应式为2O24H2O8e=8OH，则负极反应式由总反应式减正极反应式得到；(2)由图可看出一二两池为串联的电源，其中甲烷是还原剂，所在电极为负极，因而与之相连的b电极为阴极，产生的气体为氢气；(3)1 mol甲烷氧化失去电子8 mol，电量为896500C，因题中虽有两个燃料电池，但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算，1 L为1/22.4 mol，可求电量；甲烷失电子是Cl失电子数的8倍，则得到氢气为4 L(CH48Cl4Cl2)答案：(1)2O24H2O8e=8OHCH410OH8e=CO7H2O(2)H2 2NaCl2H2O电解,2NaOHH2Cl2(3)89.65104Cmol13.45104 C 4 L三、有盐桥的不同类装置串联【方法导引】在多装置组合中，如果有盐桥，则盐桥连接的两个装置组成一个原电池，其它为电解池。如下图各组装置。【例3】某