例析電池串聯裝置中電池類型的判斷

◇ 廣西 馬德信

電化學原理是高考必考知識點,主要考查原電池和電解池的工作原理和電極反應式,有時也將原電池和電解池結合在一起,綜合考查電池正負極、陰陽極的判斷,電子或離子的移動方向,電極反應式的書寫和化學計算等知識,是高考試卷中的重要題型.解答試題的關鍵是判斷電池種類.

1 根據電化學裝置判斷

例1如圖1是一個化學過程的示意圖.已知甲池的總反應式為2CH3OH＋3 O2＋4 KOH＝2 K2CO3＋6 H2O,請回答:

圖1

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

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

(3)當乙池中B極(Ag)的質量增加5.40 g時,甲池中理論上消耗O2_______mL(標準狀況下).

分析(1)甲裝置自發地發生反應: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,為電解池的陽極,發生氧化反應,電極方程式為4 OH－－4e－＝O2↑＋2 H2O,電解硝酸銀溶液,陽極生成氧氣,陰極生成銀,電解總反應式為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,則標準狀況下V(O2)＝280 mL.

2 根據電池中的電極材料和電解質溶液判斷

例2某課外小組同學按圖2裝置進行實驗,回答下列問題:

圖2

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

(2)Zn電極為________極,Cu電極反應式為________,C1為________極,電極反應式為________,C2附近發生的現象為________.

(3)開始時Zn電極和Cu電極質量相等,當C2極析出標準狀態下224 mL氣體,Cu電極和Zn電極質量差為________g.

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

(2)鋅比銅活潑,鋅是負極,銅是正極,發生還原反應,電極反應式是Cu2＋＋2e－＝Cu.C1與電源的正極相連,是電解池的陽極,電極反應式為2Cl－－2e－＝Cl2↑;電極C2和電源的負極相連作陰極,電極反應式為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,實驗現象為碳棒上產生氣泡且附近溶液變紅.

(3)標準狀況下224 mL氣體是氫氣,物質的量是0.01 mol,則轉移0.02 mol電子,消耗鋅的物質的量是0.01 mol,質量是0.65 g,正極析出銅的質量是0.64 g.設開始時Zn電極和Cu電極質量都為mg,實驗后Cu電極和Zn電極質量差為

總之,多池串聯裝置中電池類型的判斷,可根據裝置直接判斷,也可以根據構成電池的條件判斷,還可以根據實驗過程中的電極反應現象判斷.