模板01 电化学装置分析 第一步:细审题 阅读题目获取对解题有价值的信息,排除无效信息,并作标记。 第二步:定类型 判断装置类型是原电池、电解池、二次电池(放电为原电池,充电为电解池)。 第三步:析装置 根据题目所给信息,判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况等。 第四步:巧计算 根据电化学原理及装置所处的环境,书写相关的电极反应式和总反应式,分析电解液变化。 技法01 原电池 1.原电池的工作原理 2.解题技巧 (1)原电池装置的分析方法 ①判断电极: 负极:活泼金属、燃料、还原性物质等,物质中元素化合价升高,发生氧化反应。 正极:较活泼金属、O2、氧化性物质等,物质中元素化合价降低,发生还原反应。 ②电极反应: 负极:还原剂-ne-———氧化产物;正极:氧化剂+ne-———还原产物。 ③电子移动:电子从负极流出,经外电路流向正极。 ④离子移动:阳离子移向正极,阴离子移向负极。 (2)电极反应式书写的一般步骤 3.燃料电池 (1)燃料电池结构分析 (2)解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意燃料电池的介质电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料,通入正极的物质一般为氧气。 ③通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 (3)燃料电池电极反应式书写的常用方法 第一步,写出电池总反应式。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致,若产物能和电解质反应,则总反应为加合后的反应。 如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下: CH4+2O2===CO2+2H2O ① CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O ② ①+②可得甲烷燃料电池的总反应式:CH4+2O2+2NaOH===Na2CO3+3H2O。 第二步,写出电池的正极反应式。 根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,因电解质溶液不同,故其电极反应也会有所不同: ①酸性电解质:O2+4H++4e-===2H2O。 ②)碱性电解质:O2+2H2O+4e-===4OH-。 ③固体电解质(高温下能传导O2-):O2+4e-===2O2-。 ④熔融碳酸盐(如熔融K2CO3):O2+2CO2+4e-===2CO。 第三步,电池的总反应式-电池的正极反应式=电池的负极反应式。 技法02 二次电池 1.二次电池的结构分析 2.解题技巧 技法03 电解池 1.电解池的工作原理 2.电解池中阴、阳极的判断方法 3.电子和离子的移动方向(惰性电极) 4.阴、阳极放电离子的判断 (1)分析电解质的组成,找全离子并分为阴、阳两组,不要忽略水溶液中的H+和OH-离子。 (2)根据放电顺序确定两极放电物质或离子。 ①阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。 ②阳极: 活泼电极:电极材料(电极为活性电极)本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 惰性电极:溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。 (3)判断电极产物,写出电极反应式。 (4)写出电解反应的总反应式。 技法04 带离子交换膜电化学装置 1.离子交换膜的作用 (1)将两极区隔离,阻止两极区产生的物质接触,防止发生化学反应。 (2)选择性通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 2.离子交换膜的类型 (1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过,阻止阴离子和气体通过) 以锌铜原电池为例,中间用阳离子交换膜隔开 ①负极反应式:Zn-2e-=Zn2+ ②正极反应式:Cu2++2e-=Cu ③Zn2+通过阳离子交换膜进入正极区 ④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) (2)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过,阻止阳离子和气体通过) 以Pt为电极电解淀粉 KI溶液,中间用阴离子交换膜隔开 ①阴极反应式:2H2O+2e-=H2↑+2OH- ②阳极反应式:2I-_2e-=I2 ③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O ④阴离子→透过阴离子交换膜 ... ...
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