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1、通用版2022年高考化学一轮复习第六章化学反应与能量微专题强化突破12电化学串联装置的两大模型学案新人教版1两类串联装置的特点无外接电源，二者必有一个装置是原电池(相当于发电装置)，为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，即左图为原电池装置，右图为电解装置有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的电流相等2.“串联”类电池的解题流程1根据下图装置，下列说法不正确的是()A此装置用于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变B若a为纯铜，b为粗铜，该装置可用于粗铜的电解精炼C燃料电池中正极反应为O24e2H2O=4OHD电子经导线流入b电极解析：选B。氢氧燃料电池中，
2、通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，则b是阴极、a是阳极。A项，此装置用于电镀铜时，阳极溶解的金属铜等于阴极析出的金属铜，所以电解质溶液的浓度不变，正确；B项，电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，即a为粗铜，b为纯铜，错误；C项，该燃料电池中，正极上氧气得电子被还原生成氢氧根离子，电极反应为O24e2H2O=4OH，正确；D项，电子从负极沿导线流向b电极、从a电极沿导线流向正极，正确。2下图装置中a、b、c、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。符合上述实验结果的盐溶液是()选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4
3、Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3解析：选B。A项，当X为MgSO4时，b极上生成H2，电极质量不增加，错误；C项，X为FeSO4，Y为Al2(SO4)3，b、d极上均产生气体，错误；D项，b极上析出Cu，d极上析出Ag，其中d极质量大于b极质量，错误。3如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()AX极是电源负极，Y极是电源正极Ba极的电极反应是2Cl2e=Cl2C电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大DPt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体解析：选B。a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，依据电解质溶
4、液为氯化钠的酚酞溶液，判断b极是阴极，Y为电源负极，X为电源正极，故A错误；a极是氯离子失电子发生的氧化反应，电极反应为2Cl2e=Cl2，故B正确；电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子生成氧气，溶液中铜离子在Cu电极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，故C、D错误。4某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则下列说法正确的是()A电流方向：电极A 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：选A。当多个池串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右
5、边组成电解池。A电子移动方向：电极A 电极，电流方向与电子移动方向相反，A正确。B原电池负极在工作中失去电子，被氧化，发生氧化反应，B错误。C原电池正极得电子，铜离子在电极上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，C错误。D电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极为正极，因此电极为电解池的阳极，其电极反应式为Cu2e=Cu2，D错误。5如图所示，X、Y、Q、W都是惰性电极，将电源接通后，W 极附近颜色逐渐加深。下列说法中不正确的是()A电源的M极为正极B甲装置中溶液的pH减小C甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为11D欲用乙装置给铜镀银，U极应该是Ag
6、，电镀液选择AgNO3溶液解析：选C。W极附近颜色逐渐加深，说明通电时氢氧化铁胶粒移向该电极，该极为阴极，即W连接电源的负极，则M为正极，N为负极，A正确；通电时，甲装置中X为阳极，电极反应为2H2O4e=O24H，Y为阴极，电极反应为2Cu24e=2Cu，总反应为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，甲装置中溶液的pH减小，B正确；n(O2)n(Cu)12，C错误；电镀时镀层金属作阳极，即U极应该是Ag，电镀液为AgNO3溶液，D正确。6如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu 时，、中溶液pH分别为(溶液足量，体积均为100 mL 且电解前后溶液体积变化忽略不计)()A13
7、、7、1B12、7、2C1、7、13D7、13、1解析：选A。n(Cu)0.32 g64 g/mol0.005 mol，由电极反应：Cu22e=Cu可知转移电子为0.01 mol，电解时，、中电池反应方程式分别为2KCl2H2O2KOHH2Cl2、2H2O2H2O2； 2CuSO42H2O2CuO22H2SO4 。中生成0.01 mol OH ，c(OH)0.01 mol0.1 L0.1 mol/L，pH13；中电解水，溶液仍然呈中性，溶液的pH7；中生成0.01 mol H ，c(H )0.01 mol0.1 L0.1 mol/L，pH1，故选项A正确。一、选择题1如图用氢氧燃料电池电解硫酸
8、钠溶液(均为惰性电极)，下列说法正确的是()选项甲池乙池A放电过程中KOH浓度不变滴加酚酞试液d极区域溶液先变红BOH移向a电极OH移向d电极Ca电极消耗2.24 L H2时(标准状况)c电极生成1.12 L O2(标准状况) Da电极反应：H22e=2Hd电极反应：4OH4e=O22H2O解析：选C。甲池中a电极为负极，b电极为正极，乙池中c电极是阳极，d电极是阴极，而放电过程中会产生水，氢氧化钾的浓度降低，故A错误。甲池中氢氧根离子移向a电极，乙池中氢氧根离子移向c电极，故B错误。a电极消耗2.24 L的氢气转移0.2 mol电子，则c电极生成0.05 mol 氧气，即1.12 L(标准状
9、况)，故C正确。a电极是氢气失电子但是为碱性环境，故书写错误，d电极应该进行的是还原反应，故D错误。2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，Y极上产生黄绿色气体。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Cl2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：选D。根据Y极有黄绿色气体生成，Y极电极反应为2Cl2e=Cl2，发生氧化反应，即Y为电解池的阳极，B为原电池的正极，A为原电池的负极，故A极的电极反应为A2e=A2，溶液中c(A2)增大，A、C错误；B极为正极，发生还原反应，B错误；
10、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。3铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，研读下图，下列判断正确的是()AK闭合时，d电极的电极反应式：PbSO42e=PbSOB当电路中通过0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时，中SO向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为负极解析：选B。根据图示，K闭合时，为原电池，a为正极，b为负极；为电解池，c为阴极，d为阳极。d发生氧化反应：PbSO42e2H2O=PbO24H
11、SO，A项错误；根据铅蓄电池的总反应知，电路中转移0.2 mol电子时，中消耗0.2 mol H2SO4，B项正确；K闭合时，中SO向阳极(d极)迁移，C项错误；K闭合一段时间后，c电极析出Pb，d电极析出PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，此时可以形成铅蓄电池，d电极作正极，D项错误。4电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是()A石墨电极上发生氧化反应B为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇C根据图示
12、，物质A为CO2D甲烷燃料电池中CO向空气一极移动解析：选C。A项，甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极是负极，与负极相连的石墨电极是阴极，阴极得电子发生还原反应，错误；B项，乙醇是非电解质，不能增强污水的导电能力，错误；C项，根据图示，甲烷燃料电池中用熔融碳酸盐作电解质，所以正极反应为2CO2O24e=2CO，物质A为CO2，正确；D项，在燃料电池中，阴离子移向负极，所以CO向甲烷一极移动，错误。5如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是()A反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区B乙装置中铁电极为阴极，电极反
13、应式为Fe2e=Fe2C通入氧气的一极为负极，发生的电极反应为O24e2H2O=4OHD反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变解析：选A。甲装置为甲醚燃料电池，通入氧气的一极发生还原反应，为电池的正极，通入甲醚的一极为电池的负极；乙装置为电解饱和氯化钠的装置，Fe电极为阴极，C电极为阳极，丙装置为电解精炼铜的装置，粗铜为阳极，纯铜为阴极。A项，乙装置中铁电极反应2H2e=H2，所以反应一段时间后，装置中生成的氢氧化钠在铁极区，正确；B项，乙装置中铁电极反应为2H2e=H2，错误；C项，通入氧气的一极发生还原反应，为原电池的正极，发生的电极反应为O22H2O4e=4OH，错误；D项，丙装
14、置中，粗铜极除了铜发生氧化反应外，活动性在铜前面的金属也要反应，但是在纯铜极，除铜离子被还原外，没有其他离子能被还原，根据得失电子相等，可知硫酸铜溶液浓度减小，错误。6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：选A。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。二、非选择题7在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g。试回答下列问题。(1)电源中X电极为直流电源的_极。(2)pH变化：A：_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B_，C_。(3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前
