4.2.3 电化学“多池和多室”串联问题及计算 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦电化学“多池和多室”串联问题及计算，核心知识点包括隔膜类型与作用、多池串联电池类型判断、电化学定量计算。课堂导入从隔膜模型入手，通过两室、三室电解池实例分析，过渡到多池串联（有/无外接电源）的电池类型判断方法，再结合电子守恒计算，构建知识支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和证据推理为核心，结合科学探究与实践的实例分析。如三室电解池处理含KNO₃废水的实例，引导学生通过离子迁移和pH变化判断膜类型，培养模型分析能力；经典真题解析帮助学生掌握串联电池判断方法。学生能提升电化学综合应用与计算能力，教师可获得系统的教学流程和实例支持，提高教学效率。

组织建设 第一节　电解池 第四章 化学反应与电能 课时3 电化学“多池和多室”串联问题及计算 1．常见的隔膜 隔膜又叫离子交换膜，由特殊高分子材料制成。离子交换膜分四类： ①阳离子交换膜 ②阴离子交换膜 ③质子交换膜 ④双极性膜：膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴离子通过。 2．隔膜的作用 (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 一、“隔膜”原电池、电解池模型 教学内容 3．多室电解池的类型 多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室等，以达到浓缩、净化、提纯以及电化学合成的目的。 以惰性电极电解一定浓度的Na2CO3溶液为例： 如何判断阴阳极？ 两室电解池 教学内容 以三室式电渗析法处理含KNO3的废水得到KOH和HNO3为例，其原理如图所示： 阴极的电极反应：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 阳极的电极反应：2H2O－4e－==O2↑＋4H＋ 如何判断ab和cd膜种类？ 吸引中间隔室的K＋向阴极迁移，得到KOH溶液阴极区溶液的pH增大，ab膜为阳离子交换膜。 吸引中间隔室的NO3-向阳极迁移，得到HNO3溶液，阳极区溶液的pH减小，cd膜为阴离子交换膜。 三室电解池 教学内容 原电池和电解池统称为电池，将多个电池串联在一起，综合考查电化学知识是近年来高考命题的热点，该类题目能够考查学生对解题方法的掌握情况，需要学生具有缜密的思维能力及巧妙的处理数据的能力。 二、电化学“多池和多室”串联问题及计算 教学内容 （2020·重庆市铁路中学校高二阶段练习）已知装置E为电解池，认真观察下列装置，回答下列问题： 装置D为_______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，装置C中Pb上发生的电极反应方程式为_______。 教学内容 有外接电源的电池均为电解池。如 类型一：有外接电源电池 则甲、乙、丙为电解池。 一、多池串联装置中电池类型的判断 教学内容 类型二：无外接电源，则必有一池为原电池 (1)直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如下图：A为原电池，B为电解池。甲为原电池，其余为电解池。 教学内容 类型二：无外接电源，则必有一池为原电池 (1)直接判断 有盐桥的为原电池 教学内容 (2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断： 原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒做电极； 电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。 原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。 如图：B为原电池，A为电解池 教学内容 类型二：无外接电源，则必有一池为原电池 活泼性相差大，反应速率快的为原电池 能自发氧化还原反应的为原电池 教学内容 (3)根据电极反应现象判断： 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型，如图： 若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极， C是负极；甲是电解池， A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。 教学内容 “串联”类电池的解题流程 教学内容 二、电化学的定量计算 电化学的反应本质是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。 1．解题关键(1)电极名称要区分清楚；(2)电极产物要判断准确；(3)各产物间量的关系遵循得失电子守恒。 教学内容 2．电化学计算的三种方法 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： 教学内容 依据电子守恒，突破“串联电池”计算 硼酸溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中，水溶液呈弱酸性。大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间；H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图： 理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成标准状况下气体的体积是多少？ 提示：11.2 L。每生成1 mol产品，转移电子1 mol，阴极室生成0.5 mol氢气，其标准状况下为11.2 L。 教学内容 $