高三一轮复习原电池电解池综合复习知识点

原电池电解池综合复习知识点：解答电解问题的规律方法1．明确电极反应规律(1)阴极：得电子，发生还原反应①一般情况下，电极本身不参加反应；②一定是电解质溶液中的阳离子“争”得电子。(2)阳极：失电子，发生氧化反应①若为活性电极，则电极本身参加反应；②若为惰性电极，则电解质溶液中的阴离子失电子而被氧化。2．准确判断离子的放电顺序离子的放电顺序主要取决于离子的本性，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。(1)阳离子放电顺序(从强到弱)Ag＋、Hg2＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋(酸)、Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋、H＋(H2O)、Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋(2)阴离子放电顺序(从强到弱)S2－、I－、Br－、Cl－、OH－、最高价含氧酸根离子(如NO3-、SO42-、CO32-)[注意]Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只在熔融状态下才能放电。3．联系分析电解问题的基本思路(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先放电(注意活泼金属作阳极时阳极本身被氧化)。(3)写电极反应，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象，水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。4．判断电解后溶液pH变化的方法根据原溶液的酸碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下：(1)若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。(2)若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。(3)若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。例1.以甲醇为燃料的新型燃料电池，其成本远远低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，图1是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。请回答下列问题：图1图2(1)B极上的电极反应式为_________________________________。(2)若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解CuSO4溶液，则电解时阳极的电极反应式为__________________，当阳极收集到11.2L(标准状况)气体时，消耗甲醇的质量为________g(计算结果保留两位小数)，若要使溶液复原，可向电解后的溶液中加入的物质为______________________________。(3)目前已开发出用电解法制取ClO2气体的新工艺。①如图2所示装置，用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。若用上述甲醇燃料电池进行电解，则电解池的a极接甲醇燃料电池的________(填“A”或“B”)极，写出阳极上产生ClO2的电极反应式：______________________________________________。②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL(标准状况)时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________mol。知识点：电化学知识的综合问题该类题目的考查内容通常有以下几个方面：电极的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动方向、pH的变化以及电解质溶液的复原、根据得失电子守恒处理相关数据等。1．解答此类试题的关键(1)理解原电池、电解池的工作原理原电池的负极和正极分别发生氧化反应和还原反应；电子从负极流出沿外电路流向正极，溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。电解池的阳极和阴极分别发生氧化反应和还原反应。电解质溶液中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。根据阳极为活性电极或惰性电极可写出相应的电极反应。(2)准确判断原电池和电解池串联电池中，若有燃料通入的电池为原电池，其中通入燃料的电极为负极；若两个均为惰性电极，且没有通入气体，则该装置为电解池。(3)灵活利用电子转移守恒处理数据在进行有关原电池和电解池的计算时，要写出相应的电极反应，根据转移电子数目相等，可完成相应计算。2．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、铅酸蓄电池等为原电池，则其他装置为电解池。如下图所示，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：原电池一般是两种活动性不同的金属电极或一个金属电极和一个石墨电极；而电解池一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个石墨电极，只根据电极材料一般不能判断出电池类型，往往还需要结合电解质溶液进行判断。原电池中的电极材料一般能和电解质溶液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反应。如下图所示，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，如下图所示。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。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是电子转移守恒，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。如下图所示。图中甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2mol电子转移，则Zn极溶解6.5gZn，Cu极上析出2.24L(标准状况)H2，Pt极上析出0.1molCl2，C极上析出6.4gCu。甲池中H＋被还原成H2，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。例2.某化学兴趣小组的同学用如下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH的电极的电极反应___________。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应为__________。(3)当乙池中B极质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)，丙池中________(填“C”或“D”)极析出________g铜，(4)若丙池中电极不变，将CuCl2溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，甲池中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，丙池中溶液的pH将________。知识点：“三池”的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转化成电能的装置将电能转化成化学能的装置应用电解原理，在某些金属表面镀上一层其他金属的装置装置举例形成条件①活动性不同的两个电极(连接)②电解质溶液(电极插入其中并能与电极自发反应)③形成闭合回路①两个电极接直流电源②两个电极插入电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极②电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极(由外加电源决定)阳极：镀层金属阴极：镀件(同电解池)电极反应负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中阳离子得电子电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极电源负极阴极电源正极阳极带电粒子的移向阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动同电解池反应原理举例负极：Zn－2e－===Zn2＋正极：2H＋＋2e－===H2↑总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应：CuCl2Cu＋Cl2↑阳极：Zn－2e－===Zn2＋阴极：Zn2＋＋2e－===Zn溶液中Zn2＋浓度不变主要应用金属的电化学腐蚀分析；牺牲阳极法；制造多种新的化学电源电解饱和食盐水(氯碱工业)；电冶金(冶炼Na、Mg、Al)；精炼铜镀层金属为铬、锌、镍、银等，使被保护的金属抗腐蚀能力增强，增加美观和表面硬度实质使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移，形成电流使电流通过电解质溶液，而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程联系均是发生氧化还原反应，两电极得失电子数相等例3.甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。请回答下列问题：(1)a处应通入________(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应是_____________________________。(2)电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________。(3)电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－外，还含有________(忽略水解)。(4)在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_______L(标准状况)。例4.如图所示装置，C、D、E、F都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)电源电极A名称为________。(2)写出C和F的电极名称，以及电极反应式。C：________________________________________________________________________，F：__________________________________________________________________