原电池电解池串联装置

串联电路中各类电化学置的工作原理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。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、电解质溶液的恢复及运用电子守恒处理相关数据等。规律方法解答该类试题时，对电池种类的判断是关键，整个电路中各个电池工作时电子守恒是数据处理的法宝。1.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、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。（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Pt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（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，C是负极，D是正极；甲是电解池，B是阴极，A是阳极2.有关概念的分析判断在确定了原电池和电解池后，如电极的判断、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等，只要按照各自的规律分析即可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就是电子转移的守恒，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。如图所示：Zn：Zn-2e-1=Zn2+Cu：H++e-1=H2Pt：2Cl-1-2e-1=Cl2C：Cu2++2e-1=Cu图中装置甲是原电池，乙是电解池若电路中有0.2mol电子转移，则Zn极溶解6.5g，Cu极上析出H22.24L（标况下），Pt电极上析出Cl20.1mol，C极上析出Cu6.4g，甲池中H+被还原，生成ZnSO4，溶液PH增大；乙池中是电解CuCl2溶液，由于Cu2+浓度的减小使溶液PH微弱增大，电解后再加入适量的CuCl2固体可使溶液还原。【例1】（1）图中甲池是____________装置（填“电解池”或“原电池”），其中OH-移向____________极（填“CH3OH”或“O2”）。（2）写出通入CH3OH的电极的电极反应式：___________________________________________________________（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为____________（填“A”或“B”），并写出此电极的反应式：___________________________________________________________负极正极阴极阳极阳极阴极（3）乙池中总反应的离子方程式为：___________________________________________________________（4）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，乙池的PH是____________（若此时乙池中溶液的体积为500mL）；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_____________（填序号）。A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO3【例2】在如图所示装置中，若通直流电5min，铜电极质量增加2.16g，试回答下列问题（1）电源中X电极为直流电源的__________极。（2）PH变化：A：___________，B：___________，C：___________（填“增大”“减小”或“不变”）。Cu：Ag++e-=Ag阴极阳极正极负极阴极阳极阴极阳极负极增大减小Ag：Ag-e-=Ag+不变（3）通电5min时，B中共收集224mL（标况下）气体，溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为____________（设电解前后溶液体积无变化）。（4）若A中KCl足量且溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的PH为____________（设电解前后溶液体积无变化）。n(Ag)=2.16/108=0.02mol=n(e-)阳极：4OH--4e-=O2+2H2On(O2)=0.02/4=0.005molB中气体总物质的量n(气)=0.224/22.4=0.01mol则说明B中电解分两个阶段，先电解CuSO4，再电解2H2O，生产H2和O2，B中收集到的是混合气体。阴极：2H++2e-=H20.01mol0.005molCu2++2e-=Cu0.005mol0.01moln(CuSO4)=0.005molc(CuSO4)=0.005mol÷0.2L=0.025mol/L2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH-2e-n(H2)=0.01mol,n(OH-)=0.02molc(OH-)=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L0.025mol/L13小结：解答原电池和电解池组合装置的试题时，要求了解原电池和电解池的工作原理，会写出电极反应式和电池反应式。学会判断电池种类是解题关键，牢记整个电路中各个电池工作时电子守恒，是数据处理的法宝。