高三一輪復(fù)習(xí)原電池電解池綜合復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)

原電池電解池綜合復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)：解答電解問(wèn)題的規(guī)律方法1．明確電極反應(yīng)規(guī)律(1)陰極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)①一般情況下，電極本身不參加反應(yīng)；②一定是電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子“爭(zhēng)”得電子。(2)陽(yáng)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)①若為活性電極，則電極本身參加反應(yīng)；②若為惰性電極，則電解質(zhì)溶液中的陰離子失電子而被氧化。2．準(zhǔn)確判斷離子的放電順序離子的放電順序主要取決于離子的本性，還與離子的濃度、溶液的酸堿性有關(guān)。(1)陽(yáng)離子放電順序(從強(qiáng)到弱)Ag＋、Hg2＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋(酸)、Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋、H＋(H2O)、Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋(2)陰離子放電順序(從強(qiáng)到弱)S2－、I－、Br－、Cl－、OH－、最高價(jià)含氧酸根離子(如NO3-、SO42-、CO32-)[注意]Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只在熔融狀態(tài)下才能放電。3．聯(lián)系分析電解問(wèn)題的基本思路(1)通電前：電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽(yáng)離子(包括水電離出的H＋和OH－)。(2)通電時(shí)：陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰(shuí)先放電(注意活潑金屬作陽(yáng)極時(shí)陽(yáng)極本身被氧化)。(3)寫電極反應(yīng)，并結(jié)合題目要求分析電解結(jié)果，如兩極現(xiàn)象，水的電離平衡移動(dòng)、離子濃度的變化、pH的變化等。4．判斷電解后溶液pH變化的方法根據(jù)原溶液的酸堿性和電極產(chǎn)物即可對(duì)電解后溶液pH的變化作出正確的判斷，其方法如下：(1)若電極產(chǎn)物只有H2而無(wú)O2，則pH變大。(2)若電極產(chǎn)物只有O2而無(wú)H2，則pH變小。(3)若電極產(chǎn)物既有O2又有H2，原溶液呈酸性則pH變小，原溶液呈堿性則pH變大，原溶液呈中性則pH不變。例1.以甲醇為燃料的新型燃料電池，其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，圖1是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池的工作原理示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：圖1圖2(1)B極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________________。(2)若用該燃料電池作電源，用石墨作電極電解CuSO4溶液，則電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________，當(dāng)陽(yáng)極收集到11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí)，消耗甲醇的質(zhì)量為_(kāi)_______g(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))，若要使溶液復(fù)原，可向電解后的溶液中加入的物質(zhì)為_(kāi)_____________________________。(3)目前已開(kāi)發(fā)出用電解法制取ClO2氣體的新工藝。①如圖2所示裝置，用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。若用上述甲醇燃料電池進(jìn)行電解，則電解池的a極接甲醇燃料電池的________(填“A”或“B”)極，寫出陽(yáng)極上產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式：______________________________________________。②電解一段時(shí)間，當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，停止電解，則通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。知識(shí)點(diǎn)：電化學(xué)知識(shí)的綜合問(wèn)題該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個(gè)方面：電極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動(dòng)方向、pH的變化以及電解質(zhì)溶液的復(fù)原、根據(jù)得失電子守恒處理相關(guān)數(shù)據(jù)等。1．解答此類試題的關(guān)鍵(1)理解原電池、電解池的工作原理原電池的負(fù)極和正極分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)；電子從負(fù)極流出沿外電路流向正極，溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。電解池的陽(yáng)極和陰極分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。電解質(zhì)溶液中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)。根據(jù)陽(yáng)極為活性電極或惰性電極可寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)。(2)準(zhǔn)確判斷原電池和電解池串聯(lián)電池中，若有燃料通入的電池為原電池，其中通入燃料的電極為負(fù)極；若兩個(gè)均為惰性電極，且沒(méi)有通入氣體，則該裝置為電解池。(3)靈活利用電子轉(zhuǎn)移守恒處理數(shù)據(jù)在進(jìn)行有關(guān)原電池和電解池的計(jì)算時(shí)，要寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等，可完成相應(yīng)計(jì)算。2．多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷(1)直接判斷：非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛酸蓄電池等為原電池，則其他裝置為電解池。如下圖所示，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：原電池一般是兩種活動(dòng)性不同的金屬電極或一個(gè)金屬電極和一個(gè)石墨電極；而電解池一般是兩個(gè)惰性電極，如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)石墨電極，只根據(jù)電極材料一般不能判斷出電池類型，往往還需要結(jié)合電解質(zhì)溶液進(jìn)行判斷。原電池中的電極材料一般能和電解質(zhì)溶液發(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)溶液反應(yīng)。如下圖所示，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，如下圖所示。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)。3．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)是電子轉(zhuǎn)移守恒，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)。如下圖所示。圖中甲是原電池，乙是電解池，若電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解6.5gZn，Cu極上析出2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，Pt極上析出0.1molCl2，C極上析出6.4gCu。甲池中H＋被還原成H2，溶液pH變大；乙池中是電解CuCl2，電解后再加入適量CuCl2固體可使溶液復(fù)原。例2.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用如下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問(wèn)題。當(dāng)閉合該裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。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CH3OH的電極的電極反應(yīng)___________。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為_(kāi)_______(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽(yáng)極”)，總反應(yīng)為_(kāi)_________。(3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.4g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________(填“C”或“D”)極析出________g銅，(4)若丙池中電極不變，將CuCl2溶液換成NaCl溶液，開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后，甲池中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，丙池中溶液的pH將________。知識(shí)點(diǎn)：“三池”的比較原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理，在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置裝置舉例形成條件①活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極(連接)②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并能與電極自發(fā)反應(yīng))③形成閉合回路①兩個(gè)電極接直流電源②兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)陽(yáng)極：與電源正極相連的極陰極：與電源負(fù)極相連的極(由外加電源決定)陽(yáng)極：鍍層金屬陰極：鍍件(同電解池)電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子陽(yáng)極：金屬電極失電子陰極：電鍍液中陽(yáng)離子得電子電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極電源正極陽(yáng)極電源負(fù)極陰極電源正極陽(yáng)極帶電粒子的移向陽(yáng)離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)同電解池反應(yīng)原理舉例負(fù)極：Zn－2e－===Zn2＋正極：2H＋＋2e－===H2↑總反應(yīng)：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑陰極：Cu2＋＋2e－===Cu總反應(yīng)：CuCl2Cu＋Cl2↑陽(yáng)極：Zn－2e－===Zn2＋陰極：Zn2＋＋2e－===Zn溶液中Zn2＋濃度不變主要應(yīng)用金屬的電化學(xué)腐蝕分析；犧牲陽(yáng)極法；制造多種新的化學(xué)電源電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè))；電冶金(冶煉Na、Mg、Al)；精煉銅鍍層金屬為鉻、鋅、鎳、銀等，使被保護(hù)的金屬抗腐蝕能力增強(qiáng)，增加美觀和表面硬度實(shí)質(zhì)使氧化還原反應(yīng)中的電子通過(guò)導(dǎo)線定向轉(zhuǎn)移，形成電流使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液，而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程聯(lián)系均是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩電極得失電子數(shù)相等例3.甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如下圖所示，裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)，通過(guò)裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)a處應(yīng)通入________(填“CH4”或“O2”)，b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是_____________________________。(2)電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，裝置Ⅱ中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度________。(3)電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH－外，還含有________(忽略水解)。(4)在此過(guò)程中若完全反應(yīng)，裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量變化12.8g，則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷_(kāi)______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。例4.如圖所示裝置，C、D、E、F都是惰性電極，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色。請(qǐng)回答：(1)電源電極A名稱為_(kāi)_______。(2)寫出C和F的電極名稱，以及電極反應(yīng)式。C：________________________________________________________________________，F(xiàn)：__________________________________________________________________