例析電池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷

◇ 廣西 馬德信

電化學(xué)原理是高考必考知識(shí)點(diǎn),主要考查原電池和電解池的工作原理和電極反應(yīng)式,有時(shí)也將原電池和電解池結(jié)合在一起,綜合考查電池正負(fù)極、陰陽(yáng)極的判斷,電子或離子的移動(dòng)方向,電極反應(yīng)式的書寫和化學(xué)計(jì)算等知識(shí),是高考試卷中的重要題型.解答試題的關(guān)鍵是判斷電池種類.

1 根據(jù)電化學(xué)裝置判斷

例1如圖1是一個(gè)化學(xué)過(guò)程的示意圖.已知甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH＋3 O2＋4 KOH＝2 K2CO3＋6 H2O,請(qǐng)回答:

圖1

(1)甲池是________池,通入O2的電極作為________極,電極反應(yīng)式為________.

(2)乙池是________池,A電極名稱為________極,電極反應(yīng)式為________.乙池中的總反應(yīng)離子方程式為________,溶液的p H________(填“增大”“減小”或“不變”).

(3)當(dāng)乙池中B極(Ag)的質(zhì)量增加5.40 g時(shí),甲池中理論上消耗O2_______mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).

分析(1)甲裝置自發(fā)地發(fā)生反應(yīng):2CH3OH＋3 O2＋4 KOH＝2 K2CO3＋6 H2O,為原電池,通入氧氣的一極為原電池的正極,電極方程式為O2＋2 H2O＋4e－＝4 OH－.

(2)乙池為電解池,A與原電池正極相連,為電解池的陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極方程式為4 OH－－4e－＝O2↑＋2 H2O,電解硝酸銀溶液,陽(yáng)極生成氧氣,陰極生成銀,電解總反應(yīng)式為4 Ag＋O2↑＋4 H＋,則溶液p H減小.

(3)乙池中B極電極方程式為Ag＋＋e－＝Ag,則轉(zhuǎn)移電子0.05 mol,由電極方程式O2＋2 H2O＋4e－＝4 OH－可知消耗O20.012 5 mol,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(O2)＝280 mL.

2 根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷

例2某課外小組同學(xué)按圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),回答下列問(wèn)題:

圖2

(1)根據(jù)電極材料和電解質(zhì)溶液,判斷A池為________,B池為________.

(2)Zn電極為________極,Cu電極反應(yīng)式為________,C1為________極,電極反應(yīng)式為________,C2附近發(fā)生的現(xiàn)象為________.

(3)開始時(shí)Zn電極和Cu電極質(zhì)量相等,當(dāng)C2極析出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下224 mL氣體,Cu電極和Zn電極質(zhì)量差為________g.

分析(1)A電池中的兩個(gè)電極不同,且鋅能和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng),構(gòu)成原電池;B電池中兩個(gè)電極都是碳棒,相當(dāng)于外加電源,是電解池.

(2)鋅比銅活潑,鋅是負(fù)極,銅是正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－＝Cu.C1與電源的正極相連,是電解池的陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－＝Cl2↑;電極C2和電源的負(fù)極相連作陰極,電極反應(yīng)式為2 H2O＋2e－＝H2↑＋2 OH－,破壞溶液中水的電離平衡,使C2電極周圍溶液顯堿性,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為碳棒上產(chǎn)生氣泡且附近溶液變紅.

(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 mL氣體是氫氣,物質(zhì)的量是0.01 mol,則轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,消耗鋅的物質(zhì)的量是0.01 mol,質(zhì)量是0.65 g,正極析出銅的質(zhì)量是0.64 g.設(shè)開始時(shí)Zn電極和Cu電極質(zhì)量都為mg,實(shí)驗(yàn)后Cu電極和Zn電極質(zhì)量差為

總之,多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷,可根據(jù)裝置直接判斷,也可以根據(jù)構(gòu)成電池的條件判斷,還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷.