一、多池串联模型
外接电源与电解池的串联,阴阳交替
原电池与电解池的串联,正接正,负接负
转移电子数相等
二、多室装置模型(膜电池)
1.离子交换膜是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具有选择性透过的高分子膜
2.离子交换膜的种类:阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜、双极膜
3.功能作用:隔离、制备、分离提纯
4.判断方法
根据副反应、根据反应的实际目的、根据电荷守恒
原电池中的离子移动方向一定符合基本规律(双极膜问题)
5.两室电解池
6.三室电解池
技巧:找到电极反应
关注目标产物
确定离子交换膜种类
7.四室电解池
技巧:关注隔室名称
确定离子交换膜种类
8.含单个双极膜的电解池
特点:在电场作用下,阴、阳离子交换膜复合层间的水解离为H+和OH-,并分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜向两极移动
离子迁移方向:电解池中双极膜产生的H+移向阴极,OH-移向阳极;原电池中双极膜中产生的H+移向正极,OH-移向负极。
9.含组合膜的电解池
三、其他新型电池
1.锂离子电池
电极材料:由金属锂或锂合金为负极材料,正极材料一般为含Li+的化合物,目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4
电极反应:负极产生(脱嵌)Li+,正极产生(嵌入)Li+
离子导体:非水电解质溶液
电子导体:导线
2.生物燃料电池
3.有机物电池
4.液流电池(循环转化)
5.浓差电池
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差,离子均是由“高浓度”移向“低浓度”,依据内电路离子移动方向判断电池的正、负极
四、计算专题
分析某室pH的变化:既要考虑该区(或该电极)的化学反应,又要考虑通过“交换膜”的离子。
分析某室浓度的变化:既要考虑通过“交换膜”的离子,又要考虑水作为反应物或生成物的问题。
分析某室质量的变化:既要考虑通过“交换膜”的离子,又要考虑电极反应是否有物质逃逸或沉积在电极上(溶液中的离子反应遵循质量守恒定律,考虑离子迁移即可)
依据电荷守恒,外电路通过电子的n=电解质溶液中通过交换膜离子的n×离子所带电荷数