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1、探究性实验题赏析 例题 1 ： （1）利用下述反应： Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2 ，设计一个原电池装 置，画出装置图，并指明两极材料及电解液名称，写出两个电极上的电极反应。 解析 ：原电池是借助氧化还原反应，把化学能转化为电能的装置。设计原电池时， 首先要根据所提供的氧化还原反应的特点去进行设计。一般说来， 只有电极与电解液之间有 自发的氧化还原反应发生的原电池才是实际可利用的。这个与电解液有自发的氧化还原反应 的电极一般是原电池的负极。 具体方法是：首先将已知氧化还原反应拆为两个半反应（即氧化反应和还原反应）： Cu 2e - = Cu 2+，2Fe3+ + 2
2、e- = 2Fe 2+；根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找 出正、负极材料及电解液：Cu 就作负极，电解液中 Fe 3+应该在正极得到电子，正极应选用比 Cu 不活泼的金属或非金属导体（如C） ；按要求画出原电池的装置图： 答案 ：原电池的装置图（略） ；负极为 Cu ，电极反应式为： Cu 2e -= Cu2+，正极为 C， 电极反应式为： 2Fe 3+ + 2e- = 2Fe2+；电解液是 FeCl 3溶液。 （2）设计一个实验，使 Cu + H2SO4 = CuSO4 + H2的反应发生。要求使用中学常用 仪器，写出电极反应和画出装置图。 解析 ：该反应不能自发进行，所以要设计为
3、电解池，将电能转化为化学能。 具体方法是：首先由总反应方程式找出在两极反应的微粒：阳极（氧化反应）：Cu 2e -= Cu2+；阴极（还原反应） ：2H+ + 2e- = H2。根据电解池原理确定出两极材料及电 解液：稀硫酸溶液。按要求画出电解池的装置图： 电极反应式为：阳极： Cu 2e -= Cu2+ 阴极： 2H + + 2e- = H2 拓展 ：本题是原电池、电解池实际应用能力的考查。因为原电池和电解池都是氧化 还原反应， 但原电池是借助氧化还原反应把化学能转化为电能的装置，而电解池则是利用电 能实现不能自发进行的氧化还原反应的装置。所以设计时， 要根据所提供氧化还原反应的特 点，把握
4、原电池和电解池的两极氧化、还原规律，将原圆滑还原反应拆分为两个半反应，再 考虑电极材料，最后画图。 例题 2 ：如图装置， A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的 Na 2SO4滤纸条 上的铂夹；电源有 a、b两极。若在 A、B充满KOH 溶液后倒立于 KOH 溶液的水槽中。切断K1合闭 K2、K 3，通直流电，回答下列问题： （1）判断电源的正、负极：a为 极，b 为 极。 （2）在湿的 Na2SO4溶液滤纸条中心的 KMnO4液滴，有什么现象 。 （3）写出电极反应式： A极是 ， B极是 。 （4）若电解一段时间后， A和B中均有气体包围电极。此时切断K2和K3，闭合K1，则电
5、流表 的指针 （填是或否）移动。若电流表指针不移动，说明理由；若指针移动，也说明 理由： 。 解析 ：在教学中教师要引导学生分析、探究以下问题： 构成原电池与电解池的条件及原电池与电解池的区别？ 切断K1，闭合K2和K3时，A和B电极与 KOH 溶液以及 C和D电极与 Na2SO4溶液构成原电池， 还是电解池？ 切断K 2和K3，闭合K1时，A和B电极与 KOH 溶液以及 C和D电极与 Na2SO4溶液构成原电池， 还是电解池？ 对上述问题探究后，不难对这道题做出正确分析： （1）A、B 产生气体的体积是不相同的，B中产生气体约为A中气体的2 倍，由此可以判断 B端的气体是氢气，A端产生的气体
6、是氧气，所以可以确定a 为负极而b 端是正极。 （2）紫色向 D方向移动，因为 b为正极，则 D端是阳极，吸引阴离子（OH - 和MnO4 -） ，阴离子 OH- 在这里放电： 4OH - -4e - =2H2O+O2；因为a为负极， 则C端是阴极， 吸引阳离子放电： 2H +-2e- =H2。 H -4e-=2H 2O+O2；B极：2H +-2e-=H 2 似燃烧电池） ，消耗了氢气和氧气，电 技巧点中的两种气体的体积，由此确定电源的正、负极， 使题 的题目。 （3）A极：4O （4）氢气和氧气在碱性环境下发生的是电池反应（类 流表的指针移动。 两极反应的方程式分别为： （- ）2H2+4OH -4e- =4H2O （+）O2+2H2O+4e -=4OH- 参考答案： （1）负极 ；正极 （2）紫色向D方向移动，两极有气体产生； （3）A极：4OH - -4e -=2H 2O+O2；B极：2H +-2e-=H 2 （4）是，组成氢氧燃料电池 拨 ：此题的突破点是， 示意图 中所有问题迎刃而解。同时， 分析把握好有关刀闸闭合后组成的装置是原电池，还是电 解池。在答题时，我们应该认真的读题审题，抓住题中的突破口。 此题是一道化学知识与物理知识综合的试题，属于综合应用类型