《高考化学一轮总复习 第六章 化学反应与能量 专题讲座 电化学组合装置的问题分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮总复习 第六章 化学反应与能量 专题讲座 电化学组合装置的问题分析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线专题讲座电化学组合装置的问题分析将原电池和电解池结合在一起，综合考查化学反应中的能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识，是高考试卷中电化学部分的重要题型。该类题目的考查内容通常有以下几个方面：电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描述、溶液离子的移动、pH的变化以及电解质溶液的恢复、运用电子守恒处理相关数据等。 解答该类试题，透彻理解电化学原理是基础，准确判断电池种类是关键，灵活利用电子守恒是处理数据的法宝。具体可按以下三个步骤进行：第一步：多池
2、串联装置中电池类型的判断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。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；而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。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
3、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。第二步：利用相关概念进行分析判断在确定了原电池和电解池后，有关概念的分析和判断如：电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动方向、pH的变化及电解质溶液的恢复等。只要按照各自的规律分析就可以了。第三步：串联装置中的数据处理原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点：串联电路中各支路电流相等；并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2 mol 电子转移
4、，则Zn极溶解6.5 g，Cu极上析出H2 2.24 L(标准状况)，Pt极上析出Cl2 0.1 mol，C极上析出Cu 6.4 g。甲池中H被还原，产生H2，负极Zn极氧化生成ZnSO4溶液，pH变大；乙池中是电解CuCl2溶液，由于Cu2浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。【例】某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应为_。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_(填“正极”“负极”或“阴极”“阳
5、极”)，总反应式为_。(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_mL(标准状况)，丙池中_极析出_g铜。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)；甲中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应为：CH3OH6e8OH= CO6H2O。(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，总反应为：4AgNO32H2O4AgO24HNO3。(3)根据各电极上转移的电子相同，则n(Ag)4n(O2)2n(Cu)，故V(O2)22.4
6、L0.28 L280 mL，m(Cu)64 g1.60 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH3O24KOH = 2K2CO36H2O，溶液pH减小。答案：(1)原电池CH3OH6e8OH= CO6H2O (2)阳极 4AgNO32H2O4AgO24HNO3(3)280D1.6(4)增大减小1(2017扬州调研)如图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分别为Mg、Al、Pt、C。当闭合开关S后，以下表述正确的是()A电流表指针不发生偏转BAl、Pt两极有H2产生C甲池pH减小，乙池p
7、H不变DMg、C两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应解析：甲池Al能与NaOH溶液反应，所以为原电池，乙池Pt、C均不与NaOH溶液反应，故乙池为电解池，电流表指针偏转。甲池中Mg为正极，产生H2，Al为负极溶解，Pt作阴极产生H2，C作阳极产生O2，甲池消耗NaOH，pH减小，乙池消耗水，pH增大。根据电子转移数目相等，则Mg、C两极产生的H2、O2体积比为21，在一定条件下可以完全反应。答案：D2(2014广东卷)某同学组装了如图所示的电化学装置。电极为Al，其他电极均为Cu，则()A电流方向：电极 电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e=Cu解析：电极是原
8、电池的负极，电极是原电池的正极，电极是电解池的阳极，电极是电解池的阴极，故电流方向：电极 电极，A正确；电极发生氧化反应，B错误；电极是原电池的正极，发生还原反应，有单质铜析出，C错误；电极是电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应为Cu2e=Cu2，D错误。答案：A3某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当K闭合时，SO从右向左通过交换膜移向A极。下列分析正确的是()A溶液中c(A2)减小BB极的电极反应：B2e=B2CY电极上有H2产生，发生还原反应D反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀解析：根据SO从右向左通过交换膜移向A极，则A极为负极，故A极的电极反
9、应为A2e=A2，溶液中c(A2)增大，A错误；B极为正极，发生还原反应，B错误；Y电极为阳极，为Cl放电，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，有Cl2产生，C错误；右边U形管中最初为电解AlCl3溶液，X电极为H放电，c(H)减小，c(OH)增大，且Al3移向X极，因此会产生Al(OH)3白色胶状沉淀，D正确。答案：D4(2016六安模拟)下图所示的电解池和中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd；C项，Al3不能得电子，d棒不增重；D项，电解时分别发生Age=Ag，Cu22e= Cu，转移相同数目的电子时析出Ag的质量更大，综上所述应选D
10、项。答案：D5(2016潍坊模拟)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()A当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生C当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变解析：当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；B装置中消耗H，pH变大，A装置中相当于电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变；D装置中相当于铜的电解精炼，pH不变。答案：A6(2016武汉模拟)如图所示，某同学设
11、计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：(1)甲烷燃料电池负极电极反应式是：_。(2)石墨电极(C)的电极反应式为_。(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体体积为_ L。(4)铜丝a处在开始一段时间的现象为_；原因是_。解析：(1)碱性条件下，甲烷燃料电池总反应为CH42O22OH=CO3H2O，正极反应式为O24e2H2O=4OH，所以负极反应式为CH48e10OH=CO7H2O。(2)石墨电极(C)为电解池阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2。(3)乙装置中铁电极为阴极，电极反应为2H2e= H2。若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，转移电子0.4 mol，则乙装置中铁电极上生成0.2 mol H2，体积为4.48 L。(4)铜丝a为电解池阴极，电极反应为2H2e= H2，开始一段时间后，水的电离平衡正向移动，使溶液显碱性，酚酞遇碱变红。答案：(1)CH48e10OH=CO7H2O(2)2Cl2e=Cl2(3)4.48(4)溶液变红由于2H2e=H2，水的电离平衡正向移动，使溶液显碱性，酚酞遇碱变红政德才能立得稳、立得牢。要深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想特别是习近平总书记关于“立政德”的重要论述，深刻认识新时代立政德的重要性和紧迫性。
