《優(yōu)化探究》屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí)配套課件專題講座多池串聯(lián)組合裝置的解題方法

專題講座六多池串聯(lián)組合裝置的解題方法將原電池和電解池結(jié)合在一起，綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算等知識，是高考試卷中電化學(xué)部分的重要題型。該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個(gè)方面：電極的判斷、電極反應(yīng)方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動(dòng)、pH的變化以及電解質(zhì)溶液的恢復(fù)、運(yùn)用電子守恒處理相關(guān)數(shù)據(jù)等。順利解答該類試題的關(guān)鍵是把握以下三點(diǎn)：(1)透徹理解原電池、電解池的工作原理。(2)準(zhǔn)確判斷原電池和電解池。(3)靈活利用電子守恒，是數(shù)據(jù)處理的法寶。1．多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷(1)直接判斷：非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如圖：A為原電池，B為電解池。(2)根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷：原電池一般是兩種不同的金屬電極或一個(gè)金屬電極一個(gè)碳棒做電極；而電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極，如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)碳棒。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖：B為原電池，A為電解池。(3)根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷：在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型，如圖：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負(fù)極；甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。2．綜合裝置中的有關(guān)計(jì)算原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計(jì)算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒，分析時(shí)要注意兩點(diǎn)：(1)串聯(lián)電路中各支路電流相等。(2)并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。在此基礎(chǔ)上分析處理其他各種數(shù)據(jù)。如圖所示：圖中裝置甲是原電池，乙是電解池，若電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解6.5g，Cu極上析出H22.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，Pt極上析出Cl20.1mol，C極上析出Cu6.4g。甲池中H＋被還原，生成ZnSO4，溶液pH變大；乙池中是電解CuCl2，由于Cu2＋濃度的減小使溶液pH微弱增大，電解后再加入適量CuCl2固體可使溶液復(fù)原。典例下圖所示裝置中，甲、乙、丙燒杯依次盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中K2SO4溶液為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：(1)電源的N端為______________________________________極。(2)電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________。(3)列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：_____________________________________________________________________________________________________________。(4)電極c的質(zhì)量變化是________g。(5)電解前后各溶液的酸堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：甲溶液______________________________________________；乙溶液______________________________________________；丙溶液______________________________________________。即時(shí)訓(xùn)練1．(2014年高考廣東卷)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，則(

)A．電流方向：電極Ⅳ→A→電極ⅠB．電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C．電極Ⅱ逐漸溶解D．電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu解析：當(dāng)多個(gè)池串聯(lián)時(shí)，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A.電子移動(dòng)方向：電極Ⅰ→A→電極Ⅳ，電流方向與電子移動(dòng)方向相反，A正確。B.原電池負(fù)極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤。C.原電池正極為得電子極，銅離子在電極Ⅱ上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，C錯(cuò)誤。D.電解池中陽極為非惰性電極時(shí)，電極本身失電子，形成離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌OⅡ?yàn)檎龢O，因此電極Ⅲ為電解池的陽極，其電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，D錯(cuò)誤。答案：A2.按如圖裝置實(shí)驗(yàn)，A、B兩燒杯分別盛放200g10%NaOH和足量CuSO4溶液。通電一段時(shí)間后，c極上有Cu析出；又測得A燒杯中溶液的質(zhì)量減少4.5g(不考慮水的蒸發(fā))。則下列敘述中正確的是(

)A．電源P極為負(fù)極B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，b極產(chǎn)生氣體的體積為5.6LC．c極上析出固體的質(zhì)量為32gD．a(chǎn)極上所發(fā)生的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑答案：A3．課題式研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的良好方法。某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝置如圖連接，D、F、X、Y都是鉑電極，C、E是鐵電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：(1)電源B極是________極。(2)甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是____________________。(3)設(shè)電解質(zhì)溶液過量，則同一時(shí)間內(nèi)C、D電極上參加反應(yīng)的單質(zhì)或生成的單質(zhì)的物質(zhì)的量之比是________。(4)欲用丙裝置將粗銅(含少量鐵、鋅等雜質(zhì))精煉，G極材料應(yīng)該是________(填“粗銅”或“精銅”)，電解液中原溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度將__________(填“變大”“變小”或“不變”)。(5)裝置丁中的現(xiàn)象是__________