2019届一轮复习鲁科版6-专项突破(十三)“多池”组合装置分析与电化学计算教案

2019届一轮复习鲁科版6-专项突破(十三)“多池”组合装置分析与电化学计算教案

‎(十三)“多池”组合装置分析与电化学计算 ‎(对应学生用书第128页)‎ 突破1| “多池”组合装置的原理分析 ‎[考纲知识整合]‎ ‎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 ‎(1)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；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。‎ ‎(2)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。‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点　“多池”组合装置的原理分析 ‎1．(2018·沈阳质检)用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解Na2SO4溶液，已知固体氧化物在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过，其工作原理如图所示(c、d均为惰性电极)。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．电路中电子流向为a→d→c→b B．电极b为负极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－‎ C．电解后烧杯中溶液pH增大 D．理论上b极消耗气体和c极生成气体质量相等 D　[在溶液中没有电子的流动，只有离子的流动，A项错误；通入O2的一极(电极b)为电池的正极，发生还原反应，B项错误；惰性电极电解Na2SO4溶液实质上是电解水，溶液的pH不变，C项错误；c极生成O2，根据得失电子守恒可知D项正确。]‎ ‎2．烧杯A中盛放0.1 mol·L－1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 mol·L－1的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ ‎ 【导学号：95160177】‎ A．A中Fe极质量减少，C极有气体产生 B．A为电解池，B为原电池 C．当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 mol D．经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大(不考虑Cl2溶于水)‎ B　[构成A装置的活动性不同的电极、电解质溶液，两极形成了闭合的回路，所以A为原电池装置，且A为B的电解提供电能。电极反应式分别为(烧杯A中)C正极：2H＋＋2e－===H2↑，Fe负极：Fe－2e－===Fe2＋。(烧杯B中)阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。烧杯B中电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，水解程度减小，pH增大。 ]‎ 突破2| 电化学计算 ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．计算原则 电化学的反应是氧化还原反应，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。‎ 关键：a.电极名称要区分清楚；b.电极产物要判断准确；c.各产物间量的关系遵循电子得失守恒。‎ ‎2．三种计算方法 提醒：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－‎19 C来计算电路中通过的电量。‎ ‎[典例导航]‎ ‎500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.3 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体‎1.12 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是 (　　)‎ A．原混合溶液中c(Na＋)＝0.2 mol·L－1‎ B．电解后溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L－1‎ C．上述电解过程中共转移0.4 mol电子 D．电解后得到的Cu的物质的量为0.1 mol ‎【答案】　B ‎(1)整个电解过程，阴极电极反应式为____________________________________________________________。‎ ‎(2)如何使电解后溶液复原？______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】　(1)Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎(2)加入‎4.9 g Cu(OH)2(或同时加入‎4 g CuO和‎0.9 g H2O)‎ ‎[易错防范]‎ 电解一定量NaCl或CuSO4溶液时，注意电解的程度，当溶液中的Cl－或Cu2＋放电完全后，再电解时相当于电解H2O，故判断复原物质要注意前期与后期减少的物质，确定加什么物质复原。‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点　电化学的有关计算 ‎1．(2018·大连模拟)用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为 (　　) 【导学号：95160178】‎ A．0.4 mol　　　　　　　B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol C　[Cu2(OH)2CO3可改写为2CuO·H2O·CO2，因反应后生成的CO2离开溶液，所以加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3相当于加入0.2 mol CuO、0.1 mol H2O，根据 ‎2Cu　　～　　O2　　～　　4e－‎ ‎2 mol　　　　　　　　　　4 mol ‎0．2 mol　　　　　　　　　0.4 mol ‎2H2O 　～　　O2　　～　　4e－‎ ‎2 mol　　　　　　　　　　4 mol ‎0．1 mol　　　　　　　　　0.2 mol 转移电子的物质的量＝0.4 mol＋0.2 mol＝0.6 mol。 ]‎ ‎2．某兴趣小组的同学用如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： ‎ ‎【导学号：95160179】‎ ‎(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_______________________________________‎ ‎________________________________________________。‎ ‎(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，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)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)，若将丙中溶液复原，需加入________。‎ ‎【解析】　(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。‎ ‎(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。‎ ‎(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 L＝‎0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝××‎64 g＝‎1.6 g。‎ ‎(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液pH增大，而甲中总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。‎ ‎【答案】　(1)原电池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O ‎(2)阳极　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3‎ ‎(3)280　D　1.6　(4)减小　增大　HCl