2022版新教材化学鲁科版选择性必修第一册学案：第1章 微专题1 原电池、电解池的比较与判定 WORD版含解析.docx

1、微专题1 原电池、电解池的比较与判定互动探究关键能力见学用25页一、原电池、电解池的比较与判定微突破1.原电池、电解池的比较类型原电池电解池能量转化化学能电能电能化学能形成条件两个活泼性不同的电极电极插入电解质溶液形成闭合回路能自发地发生氧化还原反应两电极接直流电源电极插入电解质溶液（或熔融的电解质）形成闭合回路电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属或非金属导体阴极：接电源负极阳极：接电源正极电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应装置判断无外加电源有外加电源电子流向负极 导线 正极电源负极导线阴极阳极导线电源正极电流方向正极导线负极电源正极导线阳极阴极导线电源负极

2、应用化学电源、金属的防护等电镀、精炼铜、电冶金等实例（总反应）CuSO4+Zn=Cu+ZnSO42FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2CuCl2=通电Cu+Cl22NaCl+2H2O=通电2NaOH+Cl2+H22.“串联电池”的解题流程例 按如图所示装置进行实验,并回答下列问题：（1）判断装置的名称：A 池为 ,B 池为 。（2）锌极为 极,电极反应式为 ;铜极为 极,电极反应式为 ;石墨棒C1 为 极,电极反应式为 ;石墨棒C2 附近发生的实验现象为 。（3）当C2 极析出224mL 气体(标准状况)时,锌的质量 (填“增加”或“减少”) g ,CuSO4 溶液的质量 (填“增加”或

3、“减少”) g 。答案：（1）原电池 ; 电解池（2）负; Zn-2e-=Zn2+ ; 正 ; Cu2+2e-=Cu ; 阳 ; 2Cl-2e-=Cl2 ; 有无色气体产生,附近溶液出现红色（3）减少 ; 0.65; 增加 ; 0.01解析： A 池中Zn、Cu 放入CuSO4 溶液中构成原电池,B 池中两个电极均为石墨电极,在以A 为电源的情况下构成电解池。A 池中Zn 为负极,Cu 为正极,B 池中C1 为阳极,C2 为阴极,阴极区析出H2, 周围OH- 富集,溶液变红,且n(H2)=0.224L22.4Lmol-1=0.01mol ,故电路中转移电子的物质的量为0.01mol2=0.02

4、mol ,根据得失电子守恒,负极有0.01molZn 溶解,即Zn 的质量减少0.01mol65gmol-1=0.65g ,正极上有0.01molCu 析出,即CuSO4 溶液增加了0.01mol(65gmol-164gmol-1)=0.01g 。微训练1.如图所示,将两烧杯中电极用导线相连,四个电极分别为Mg、Al、Pt、C 。当闭合开关S 后,以下表述正确的是( )A.电流表指针不发生偏转B.Al、Pt 两极有H2 产生C.甲池pH 减小,乙池pH 不变D.Mg、C 两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应答案：D解析：甲池中的Al 能与NaOH 溶液反应,所以甲池为原电池,乙池中的Pt

5、、C 均不与NaOH 溶液反应,乙池为电解池,闭合开关S 后,有电流产生,电流表指针发生偏转,A错误;甲池中Mg 为正极,产生H2,Al 为负极溶解,Pt 作阴极产生H2 ,C 作阳极产生O2 ,B错误;甲池消耗NaOH,pH 减小,乙池消耗水,pH 增大,C错误;根据电子转移数目相等,可知Mg、C 两极产生的H2、O2 体积比为2:1,在一定条件下可以恰好完全反应,D正确。2.在A、B、C 三只烧杯中盛放稀硫酸、氯化钠溶液和硝酸银溶液各1000mL 。根据下图判断下列说法中正确的是（假设溶液的体积变化忽略不计,两极产物不发生反应）( )A.A 池为电解池B.C 池为原电池C.A 池铜棒上的电

6、极反应式为2H+2e-=H2D.当A 池产生0.05molH2 时,B 池溶液中OH- 的浓度为0.05mol/L答案：2. C解析：Zn 和Cu 金属活动性相差最大,所以A 池为原电池,B 池和C 池都是电解池,A、B错误;A 池中Zn 是原电池的负极,其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,Cu 是原电池的正极,其电极反应式为2H+2e-=2,C 正确;B 池中,石墨1是阳极,电极反应式为2Cl-2e-=Cl2 ,石墨2是阴极,电极反应式为2H+2e-=H2 ,消耗2molOH- ,所以当A 池产生0.05molH2 时,转移电子的物质的量为0.1mol ,B 池中产生的OH- 的物质的量也

7、为0.1mol, 故B池溶液中c(OH-)=0.1mol1L=0.1mol/L,D 错误。二、离子交换膜在电化学中的综合应用1.离子交换膜的作用（1）防止副反应的发生,避免影响所制取产品的纯度;防止引发不安全因素(如在电解饱和食盐水中,利用阳离子交换膜,防止阳极产生的Cl2 进入阴极室与氢氧化钠反应,导致所制产品不纯或与阴极产生的H2 混合发生爆炸)。（2）用于物质的分离、提纯等。（3）用于物质的制备。2.离子交换膜的类型根据透过的微粒,离子交换膜可以分为多种,在高考试题中主要出现过阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种。阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,阴离子交换膜只允

8、许阴离子通过,质子交换膜只允许质子(H+) 通过。3.离子交换膜类型的判断根据电解质溶液呈电中性的原则,判断膜的类型：（1）首先写出阴、阳两极上的电极反应,依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。（2）根据溶液呈电中性,判断出离子移动的方向,从而确定离子交换膜的类型。4.定量关系外电路电子转移数=通过隔膜的阴（阳）离子带的负（正）电荷数。例 制备Na2S2O5 也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2 碱吸收液中含有NaHSO3 和Na2SO3 。阳极的电极反应式为 。电解后, 室的NaHSO3 浓度增大。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5 。答案： 2H2O-4e-=4H

9、+O2 ; a解析：由题图可知,阳极:2H2O-4e-=4H+O2 ,阴极:2H2O+2e-=2OH-+H2,H+ 通过阳离子交换膜进入a 室与SO32- 反应生成HSO3-,Na+ 通过阳离子交换膜进入b 室形成Na2SO3,a 室的NaHSO3 浓度增大,b 室的Na2SO3 浓度增大。微训练1.三室式电渗析法处理含Na2SO4 废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd 均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+ 和SO42- 可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )A.通电后中间隔室的SO42- 向正极区迁移,正极区溶液pH 增大B.

10、该法在处理含Na2SO4 废水时可以得到NaOH 和H2SO4 产品C.负极区的电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+, 负极区溶液pH 减小D.当电路中通过1mol 电子时,会有0.5mol 的O2 生成答案： B解析：A项,正极区发生的反应为2H2O-4e-=O2+4H+ ,由于生成H+ ,正极区溶液中阳离子增多,故中间隔室的SO42- 向正极区迁移,正极区溶液的pH 减小,错误;B项,负极区发生的反应为2H2O+2e-=B 项,阴离子增多,中间隔室的Na+ 向负极区迁移,故负极区产生NaOH ,正极区产生H2SO4 ,正确;C项,由B项分析可知,负极区产生OH- ,负极区溶液的pH 增

11、大,错误;D项,正极区发生的反应为2H2O-4e-=O2+4H+ ,当电路中通过1mol 电子时,生成0.25molO2 ,错误。2.（2021河北衡水高二金卷）学习小组设计如图所示装置,进行NO 和NO2 （假设二者物质的量之比为1:1）的处理并制取硝酸。下列说法正确的是( )A.ab适宜选用阴离子交换膜B.该电池工作时,正极区溶液的pH 减小C.导线中流过2mol 电子的电量时,有2mol 离子通过交换膜D.负极的电极反应式为NO+H2O-2e-=NO2+2H+答案： C解析：由题图可知,左边石墨电极为负极,电极反应式为NO+2H2O-3e-=NO3-+4H+、NO2+H2O-e-=NO3-+2H+ ;右边石墨电极为正极,电极反应式为O2+4H+4e-=2H2O ,则ab适宜选用阳离子交换膜或质子交换膜,A、D项错误;该电池工作时,NaCl 溶液浓度减小,溶液pH 不变,B项错误;由电荷守恒知,导线中流过2mol 电子的电量时,有2molH+ 通过交换膜,C项正确。