2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)魯科版教案：第5章 第30講 電化學(xué)裝置中的串聯(lián)和計算(能力課)

1、PAGE PAGE 8 第30講電化學(xué)裝置中的串聯(lián)和計算(能力課)1.了解電解池中的串聯(lián)和原電池與電解池的串聯(lián)分析。2.掌握電化學(xué)中的定量計算。多池串聯(lián)的電化學(xué)裝置分析類型一有外接電源的電解池串聯(lián)類型二原電池為電源的電解池串聯(lián)1根據(jù)電極材料和電解液判斷(1) 甲為電解池，乙為原電池甲乙(2) 甲乙甲為原電池，乙為電解池2根據(jù)“鹽橋”判斷甲為電解池，乙、丙構(gòu)成原電池“串聯(lián)”類電池的解題流程1如圖所示裝置可間接氧化工業(yè)廢水中含氮離子(NHeq oal(,4)。下列說法不正確的是 () 甲 乙A乙是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置B含氮離子氧化時的離子方程式為3Cl22NHeq oal(,4)=N26Cl8H

2、C若生成H2和N2的物質(zhì)的量之比為31，則處理后廢水的pH減小D電池工作時，甲池中的Na移向Mg電極D根據(jù)題意可知甲為原電池，Mg為負(fù)極，石墨為正極，乙為電解池，右電極為陰極，左電極為陽極。D項，原電池工作時，Na移向正極即石墨電極，錯誤。2(雙選)(2021濟(jì)南模擬)實驗室以某燃料電池為電源模擬工業(yè)上用電解法治理亞硝酸鹽對水體的污染的裝置如圖所示，電解過程中Fe電極附近有N2產(chǎn)生。下列說法不正確的是()A電解過程中，裝置A中Fe電極附近溶液顏色變化為無色黃色淺綠色Bb電極的電極反應(yīng)式：2NOeq oal(,3)10e12H=N26H2OC裝置B的中間室中的Na移向右室，Cl移向左室D1 mo

3、l甲醇參加反應(yīng)時，整個裝置能產(chǎn)生0.6 mol N2AD根據(jù)題意，裝置A是電解池，裝置B是原電池。裝置B中b電極上NOeq oal(,3)得電子轉(zhuǎn)化為N2，b極為正極，則a電極為負(fù)極，進(jìn)而推知裝置A中Fe電極是陽極。A項，電解過程中，裝置A中Fe電極發(fā)生的反應(yīng)為Fe2e=Fe2，然后Fe2和NOeq oal(,2)發(fā)生反應(yīng)2NOeq oal(,2)8H6Fe2=N26Fe34H2O，F(xiàn)e電極附近溶液顏色變化為無色淺綠色黃色，錯誤；B項，b電極為正極，正極上NOeq oal(,3)得電子生成N2，電極反應(yīng)式為2NOeq oal(,3)10e12H=N26H2O，正確；C項，根據(jù)原電池中離子移動方

4、向判斷，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，正確；D項，a電極的電極反應(yīng)式為CH3OH6eH2O=CO26H，1 mol CH3OH參加反應(yīng)時，裝置B中能產(chǎn)生0.6 mol N2，電路中通過6 mol電子，裝置A中能產(chǎn)生0.5 mol N2，整個裝置共產(chǎn)生1.1 mol N2，錯誤。3(2021山東名校聯(lián)考)某科研小組模擬“人工樹葉”電化學(xué)裝置如圖所示，甲裝置為甲醇空氣燃料電池，乙裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為C6H12O6和O2，X、Y是特殊催化劑型電極。下列說法正確的是() 甲乙Ab口通入空氣，c口通入甲醇B甲裝置中H向M極移動，乙裝置中H向Y極移動CY極的電極反應(yīng)式為6CO224H24e=

5、C6H12O66H2OD理論上，每生成22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2，必有4 mol電子由N極流向X極C根據(jù)乙裝置Y極上CO2發(fā)生反應(yīng)生成C6H12O6可知，Y極是陰極，故甲裝置中M極是負(fù)極、N極是正極，c口通入空氣，b口通入甲醇，A錯誤；M極是負(fù)極，N極是正極，在原電池中H向正極移動，故B錯誤；乙裝置中CO2在Y極上轉(zhuǎn)化為C6H12O6，因此Y極的電極反應(yīng)式為6CO224H24e=C6H12O66H2O，C正確；N極是正極，電子由X極流入N極，D錯誤。電化學(xué)的定量計算【典例】500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq oal(,3)0.6 molL1，用石墨作電極電解此

6、溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是()A原混合溶液中c(K)為0.2 molL1B上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子C電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05 molD電解后溶液中c(H)為0.2 molL1思路點撥n(氣體)0.1 mol陽極：4OH4e=O22H2O 0.4 mol 0.1 mol陰極：Cu22e=Cu 0.1 mol 0.4 mol0.2 mol0.2 mol2H2e=H2 0.2 mol 0.1 molA石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽極反應(yīng)式為4OH4e=2H2O

7、O2，陰極先后發(fā)生兩個反應(yīng)：Cu22e=Cu,2H2e=H2。從收集到O2為2.24 L可推知上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子，而在生成2.24 L H2的過程中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol電子，電解前Cu2的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量都為0.1 mol。電解前后分別有以下守恒關(guān)系：c(K)2c(Cu2)c(NOeq oal(,3)，c(K)c(H)c(NOeq oal(,3)，不難算出：電解前c(K)0.2 molL1，電解后c(H)0.4 molL1。電化學(xué)中兩種基本計算模型注：在電化學(xué)計算中，還常利用QIt和Qn(e)N

8、A(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)1.601019 C來計算電路中通過的電量。1(2021大連模擬)用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 ()A0.4 molB0.5 molC0.6 mol D0.8 molCCu2(OH)2CO3可改寫為2CuOH2OCO2，因反應(yīng)后生成的CO2離開溶液，所以加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3相當(dāng)于加入0.2 mol CuO、0.1 mol H2O，根據(jù)2CuO2Cu4e2 mol 4 mo

9、l02 mol0.4 mol2H2O O24e2 mol 4 mol0.1 mol 0.2 mol轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量0.4 mol0.2 mol0.6 mol。 2(雙選)(2021山東師大附中模擬)某化學(xué)課外活動小組模擬用鉛蓄電池進(jìn)行電絮凝凈水的實驗探究，設(shè)計的實驗裝置如圖所示，下列敘述正確的是 ()AX極的電極反應(yīng)式：Pb2eSOeq oal(2,4)=PbSO4B鉛蓄電池工作時，每轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗196 g H2SO4C電解池的反應(yīng)僅有2Al6H2Oeq o(=,sup9(電解)2Al(OH)33H2D每消耗103.5 g Pb，理論上電解池陰極上有11.2 L H2生成AB根據(jù)

10、題意可知X為負(fù)極，Y為正極，Al為陽極，F(xiàn)e為陰極。電解池中陽極還有O2生成，C錯；11.2 L未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況下，D錯。3常溫下，用Pt電極電解200 mL足量KCl溶液，當(dāng)陰極上生成2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，溶液的pH為_(假設(shè)電解前后溶液體積不變)。解析n(H2)0.1 mol，n(OH)0.2 mol，c(OH)eq f(0.2,0.2) molL11 molL1，pOH0，pH14。答案141(2021全國甲卷，T13)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H和OH，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是()A

11、KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B陽極上的反應(yīng)式為2H2eH2OC制得2 mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1 mol電子D雙極膜中間層中的H在外電場作用下向鉛電極方向遷移D由題圖可知，在鉛電極乙二酸變成乙醛酸是去氧的過程，發(fā)生還原反應(yīng)，則鉛電極是電解裝置的陰極，石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2Br2e=Br2，是電解裝置的陽極。由上述分析可知，Br起到還原劑的作用，A錯誤；陽極上的反應(yīng)式為2Br2e=Br2，B錯誤；制得2 mol乙醛酸，實際上是左、右兩側(cè)各制得1 mol乙醛酸，共轉(zhuǎn)移2 mol電子，故理論上外電路中遷移的電子數(shù)為2 mol，C錯誤；電解裝置中，陽離子移向陰極(即鉛

12、電極)，D正確。2(2020山東等級考，T13)采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是()A陽極反應(yīng)為2H2O4e=4HO2B電解一段時間后，陽極室的pH未變C電解過程中，H由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D電解一段時間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量D a極上產(chǎn)生O2，發(fā)生的反應(yīng)為水被氧化生成O2的反應(yīng)，即a極為陽極，b極為陰極，a極電極反應(yīng)式：2H2O4e=4HO2，b極電極反應(yīng)式：2HO22e=H2O2，A項正確；電解一段時間后，陽極室產(chǎn)生的氫離子通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室，陽極室pH保持不變，B項正確；電解過程中H通過質(zhì)子交

13、換膜，從a極區(qū)向b極區(qū)遷移，C項正確；由陰、陽極的電極反應(yīng)式，可知電解一段時間后，b極消耗O2的量是a極生成O2的量的2倍，即a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2的量不相等，D項錯誤。采用電化學(xué)方法以SO2和Na2SO3為原料制取硫酸的裝置如圖所示(A、B為多孔石墨電極，C、D為惰性電極)。下列說法錯誤的是()A“膜2”為陽離子交換膜B電極A的電極反應(yīng)為SO22e2H2O=SOeq oal(2,4)4HC上述過程中，亞硫酸鈉溶液可循環(huán)使用D使用該裝置制取98 g硫酸需消耗11.2 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)D根據(jù)裝置圖可知，左側(cè)裝置為原電池，右側(cè)裝置為電解池，“膜2”右側(cè)逸出H2，則D為陰極，電極反應(yīng)為2HSOeq oal(,3)2e=H22SOeq oal(2,3)，則電解裝置中中間室內(nèi)的Na穿過“膜2”進(jìn)入右室，故X為Na2SO3