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1、小專題五電化學組合裝置的破解策略將原電池和電解池結合在一起,綜合考查化學反應中的能量變化、氧化還原反應、化學實驗和化學計算等知識,是高考試卷中電化學部分的重要題型。該類題目的考查內容通常有以下幾個方面:電極的判斷、電極反應方程式的書寫、實驗現(xiàn)象的描述、溶液離子的移動、pH 的變化、電解質溶液的恢復及運用電子守恒處理相關數(shù)據等。突破這類題型,面對多個裝置連接圖,首先要判斷裝置類型,再單個分析其工作原理。考向1電解池串聯(lián)解題指導 這類組合最明顯標志是有外接電源,是串聯(lián)的電解池。每個單獨的裝置都按電解原理去分析。串聯(lián)的裝置中每個電極上得到或失去的電子數(shù)均相等,依此來進行有關計算。例1如圖所示,a、b
2、、c、d 均為石墨電極,通電進行電解,下列說法正確的是()。A乙燒杯中 d 的電極反應為 2Cl2e=Cl2Ba、c 兩極產生氣體的物質的量相等C如果忽略水解,甲、乙兩燒杯中溶液混合后溶液的 pH7解析:根據電路圖,可知這是兩個串聯(lián)的電解池。a是陽極、d是陰極,d的電極反應式為2H2e=H2,A項不正確;a極和c極產生的氣體分別是O2和Cl2,根據得失電子相等,二者體積之比是1 2,B項不正確;乙池中Cl2在溶液中溶解,使NaOH被消耗,故兩池混合后,溶液的pH略小于7,C項不正確。答案:D考向2沒有鹽橋的不同類裝置串聯(lián)解題指導(1)直接判斷:有直接說明或非常直觀明顯的裝置,如燃料電池、鉛蓄電
3、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):AB(2)根據電池中的電池材料和電解質溶液判斷: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溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應,電解池的電極材料一般不能和電解質溶液自發(fā)反應。如圖(A為電解池,B 為原電池):AB(3)根據電極反應現(xiàn)象判斷:在某些裝置中根據電極反應或反應現(xiàn)象可判斷電極,并由此判斷電池類型。如下圖,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 是負極;甲是電
4、解池,A是陽極,B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應,A、C極發(fā)生氧化反應。甲乙例2新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH4 和 O2 ,電解質為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進行飽和氯化鈉溶液電解實驗,如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:(1) 甲烷燃料電池正極、負極的電極反應分別為_、_。(2)閉合K開關后,a、b電極上均有氣體產生,其中 b電極上得到的是 _ , 電解氯化鈉溶 液的 總反應方程 式為_。(3)若每個電池甲烷通入量為 1 L(標準狀況),且反應完全,則理論上通過電解池的電量為_( 法拉第常數(shù) F9.65104 C mol1,列式計算),最多能產
5、生的氯氣體積為_L(標準狀況)。考向3有鹽橋的不同類裝置串聯(lián)解題指導 在多裝置組合中,如果有鹽橋,則鹽橋連接的兩個裝置組成一個原電池,其他為電解池。例3某同學組裝了如圖所示的電化學裝置,電極為 Al,其他均為 Cu,則()。A電流方向:電極A電極B電極發(fā)生還原反應C電極逐漸溶解D電極的電極反應:Cu22e=Cu解析:由題意可知,該裝置的、是原電池的兩極,是負極,是正極,、是電解池的兩極,其中是陽極,是陰極,所以電流方向:電極A電極,A 項正確;電極是原電池的負極,發(fā)生氧化反應,B 項錯誤;電極是原電池的正極,發(fā)生還原反應,有Cu 析出,C 項錯誤;電極是陽極,發(fā)生氧化反應,電極反應是Cu2e=Cu2,D 項錯誤。答案:A