第三第三课时课时 电电池的池的组组合合将原电池和电解池结合在一起，综合考查化学反应中的将原电池和电解池结合在一起，综合考查化学反应中的将原电池和电解池结合在一起，综合考查化学反应中的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，是能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识，是能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识，是能量变化、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、常有以下几个方面：电极的判断、电极反应方程式的书写、常有以下几个方面：电极的判断、电极反应方程式的书写、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、实验现象的描述、溶液离子的移动、实验现象的描述、溶液离子的移动、实验现象的描述、溶液离子的移动、pHpHpHpH的变化及电解质溶液的变化及电解质溶液的变化及电解质溶液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。的恢复、运用电子守恒处理相关数据等。的恢复、运用电子守恒处理相关数据等。的恢复、运用电子守恒处理相关数据等。解答该类试题时解答该类试题时解答该类试题时解答该类试题时电池种类电池种类电池种类电池种类的判断是关键，整个电路中各的判断是关键，整个电路中各的判断是关键，整个电路中各的判断是关键，整个电路中各个电池工作时电子守恒，是数据处理的法宝。个电池工作时电子守恒，是数据处理的法宝。个电池工作时电子守恒，是数据处理的法宝。个电池工作时电子守恒，是数据处理的法宝。【例题例题例题例题1 1】某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。进行实验探究。进行实验探究。进行实验探究。图图图图请回答：请回答：请回答：请回答：用图用图用图用图1 1所示装置进行第一组实验。所示装置进行第一组实验。所示装置进行第一组实验。所示装置进行第一组实验。（1 1）在保证电极反应不变的情况下，不）在保证电极反应不变的情况下，不）在保证电极反应不变的情况下，不）在保证电极反应不变的情况下，不能替代能替代能替代能替代CuCu做电极的是做电极的是做电极的是做电极的是 （填字母序号）。（填字母序号）。（填字母序号）。（填字母序号）。 A A铝铝铝铝 B B石墨石墨石墨石墨 C C银银银银 D D铂铂铂铂（2 2）N N极发生反应的电极反应式为极发生反应的电极反应式为极发生反应的电极反应式为极发生反应的电极反应式为 。（3 3）实验过程中，）实验过程中，）实验过程中，）实验过程中，SOSO4 42-2- （填（填（填（填“ “从左向右从左向右从左向右从左向右” ”、“ “从右向左从右向左从右向左从右向左” ”或或或或“ “不不不不” ”）移）移）移）移动；滤纸上能观察到的现象有动；滤纸上能观察到的现象有动；滤纸上能观察到的现象有动；滤纸上能观察到的现象有 。【环节一环节一环节一环节一】：以原电池电解池串联装置为例进一步巩固分：以原电池电解池串联装置为例进一步巩固分：以原电池电解池串联装置为例进一步巩固分：以原电池电解池串联装置为例进一步巩固分析电化学装置的程序，掌握电极方程式书写的基本方法。析电化学装置的程序，掌握电极方程式书写的基本方法。析电化学装置的程序，掌握电极方程式书写的基本方法。析电化学装置的程序，掌握电极方程式书写的基本方法。 (1)(1)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断：根据电池中的电极材料和电解质溶液判断：根据电池中的电极材料和电解质溶液判断：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和一个原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极和一个原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极和一个原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电碳棒作电极；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。极或两个碳棒。极或两个碳棒。极或两个碳棒。原电池原电池原电池原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生中的电极材料和电解质溶液之间能发生中的电极材料和电解质溶液之间能发生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自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应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，电解池的电极材料一般不能和电解质溶，电解池的电极材料一般不能和电解质溶，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图：左为原电池，右为电解池液自发反应。如图：左为原电池，右为电解池液自发反应。如图：左为原电池，右为电解池液自发反应。如图：左为原电池，右为电解池图图图图【归纳小结归纳小结归纳小结归纳小结 】 多池串联装置中电池类型的判断多池串联装置中电池类型的判断多池串联装置中电池类型的判断多池串联装置中电池类型的判断1 1多池串联装置中电池类型的判断多池串联装置中电池类型的判断多池串联装置中电池类型的判断多池串联装置中电池类型的判断(2)(2)直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。(3)根据电极反应现象判断：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，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：并由此判断电池类型，如下图：若若C极溶解，极溶解，D极上析出极上析出Cu，B极附近溶液变红，极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，极上放出黄绿色气体，则可知则可知乙是原电池，乙是原电池，D是正极，是正极，C是负极；甲是电解池，是负极；甲是电解池，A是阳极，是阳极，B是阴极。是阴极。B、D极发生还原反应，极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。极发生氧化反应。 2 2有关概念的分析判断有关概念的分析判断有关概念的分析判断有关概念的分析判断 在确定了原电池和电解池后，有关概念的分析和判断，在确定了原电池和电解池后，有关概念的分析和判断，在确定了原电池和电解池后，有关概念的分析和判断，在确定了原电池和电解池后，有关概念的分析和判断，如如如如电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描述、电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描述、电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描述、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、溶液离子的移动、溶液离子的移动、溶液离子的移动、pHpH的变化及电解质溶液的恢复的变化及电解质溶液的恢复的变化及电解质溶液的恢复的变化及电解质溶液的恢复等。只要等。只要等。只要等。只要按照各自的规律分析就可以了。按照各自的规律分析就可以了。按照各自的规律分析就可以了。按照各自的规律分析就可以了。【例题例题例题例题3 3 3 3】如图所示，回答问题如图所示，回答问题如图所示，回答问题如图所示，回答问题ZnSOZnSO4 4溶液溶液溶液溶液隔膜隔膜隔膜隔膜( (只允许只允许只允许只允许SOSO4 42 2 通过通过通过通过) )CuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液滤纸滤纸滤纸滤纸( (滴加了滴加了滴加了滴加了NaNa2 2SOSO4 4、酚酞溶、酚酞溶、酚酞溶、酚酞溶液液液液) )表面皿表面皿表面皿表面皿Y YZnZnCuCu铜丝铜丝铜丝铜丝X X下列叙述正确的是：下列叙述正确的是：下列叙述正确的是：下列叙述正确的是：A AY Y为阴极，发生还原反应为阴极，发生还原反应为阴极，发生还原反应为阴极，发生还原反应B BX X为正极，发生氧化反应为正极，发生氧化反应为正极，发生氧化反应为正极，发生氧化反应C CY Y与滤纸接触处有氧气生成与滤纸接触处有氧气生成与滤纸接触处有氧气生成与滤纸接触处有氧气生成D DX X与滤纸接触处变红与滤纸接触处变红与滤纸接触处变红与滤纸接触处变红例例例例1 1、甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电、甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电、甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电、甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解池电解池电解池电解50 mL 2 mol/L50 mL 2 mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：的氯化铜溶液的装置示意图：的氯化铜溶液的装置示意图：的氯化铜溶液的装置示意图： 请回答：请回答：请回答：请回答： 甲烷燃料电池的负极反应式是甲烷燃料电池的负极反应式是甲烷燃料电池的负极反应式是甲烷燃料电池的负极反应式是_。 当线路中有当线路中有当线路中有当线路中有0.1 mol0.1 mol电子通过时，电子通过时，电子通过时，电子通过时，_（填（填（填（填“ “a”a”或或或或“ “b”b”）极增重）极增重）极增重）极增重_g g。【环节二环节二环节二环节二】 综合装置中的有关计算综合装置中的有关计算综合装置中的有关计算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原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是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电子转移的守恒电子转移的守恒电子转移的守恒，分析时要注意两点：，分析时要注意两点：，分析时要注意两点：，分析时要注意两点：(1)(1)(1)(1)串联电路中各支路电流相等；串联电路中各支路电流相等；串联电路中各支路电流相等；串联电路中各支路电流相等；(2)(2)(2)(2)并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分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。析处理其他各种数据。析处理其他各种数据。析处理其他各种数据。如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：【归纳小结归纳小结归纳小结归纳小结 】综合装置中的有关计算综合装置中的有关计算综合装置中的有关计算综合装置中的有关计算图图图图中装置甲是原中装置甲是原中装置甲是原中装置甲是原电电电电池，乙是池，乙是池，乙是池，乙是电电电电解池，解池，解池，解池，若若若若电电电电路中有路中有路中有路中有0.2 mol0.2 mol电电电电子子子子转转转转移，移，移，移，则则则则ZnZn极溶极溶极溶极溶解解解解6.5 g6.5 g，CuCu极上析出极上析出极上析出极上析出HH2 2 2.24 L( 2.24 L(标标标标准状况准状况准状况准状况) )，PtPt极上析出极上析出极上析出极上析出ClCl2 2 0.1 mol 0.1 mol，C C极上析出极上析出极上析出极上析出Cu 6.4 gCu 6.4 g。甲池中。甲池中。甲池中。甲池中HH被被被被还还还还原，原，原，原，生成生成生成生成ZnSOZnSO4 4，溶液，溶液，溶液，溶液pHpH变变变变大；乙池中是大；乙池中是大；乙池中是大；乙池中是电电电电解解解解CuClCuCl2 2溶液，由于溶液，由于溶液，由于溶液，由于CuCu2 2浓浓浓浓度的减小使溶液度的减小使溶液度的减小使溶液度的减小使溶液pHpH微弱增大，微弱增大，微弱增大，微弱增大，电电电电解后再加入适量解后再加入适量解后再加入适量解后再加入适量CuClCuCl2 2固体可固体可固体可固体可使溶液复原。使溶液复原。使溶液复原。使溶液复原。 精练精练精练精练 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入上分别通入上分别通入上分别通入CHCH4 4和和和和OO2 2 ，电解质为，电解质为，电解质为，电解质为KOHKOH溶液。某研究小组将溶液。某研究小组将溶液。某研究小组将溶液。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两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液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。电解实验，如图所示。电解实验，如图所示。电解实验，如图所示。回答下列问题：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甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_、_。(2)闭合闭合K开关后，开关后，a、b电极上均有气体产生，其中电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是电极上得到的是_，电解氯化钠溶液的总反应方程，电解氯化钠溶液的总反应方程式为式为_。(3)若每个电池甲烷通入量为若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况标准状况)，且反应完，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为全，则理论上通过电解池的电量为_(法法拉第常数拉第常数F9.65104 Cmol1，列式计算，列式计算)，最多能产生的，最多能产生的氯气体积为氯气体积为_L(标准状况标准状况)。