（全国通用）高考化学二轮热点题型归纳与变式演练 专题31 多池串联的模型（解析+原卷）学案

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【题型一】 模型一 外接电源与电解池的串联………………………………………………………1
【题型二】 模型二 原电池与电解池的串联…………………………………………………………5
二、最新模考题组练……………………………………………………………………………………………11
【题型一】 模型一 外接电源与电解池的串联
【典例分析】
1．在如图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是
A．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g
B．电解过程中丙中溶液酸碱性无变化
C．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态
D．乙中左侧电极反应式：
【答案】C
【分析】
通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则此红色固体为Cu，即乙装置左侧为阴极，右侧为阳极；甲装置中，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极；丙装置中，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极。
【解析】
A. 标准状况下当甲中产生4.48L气体时，甲中为电解氯化钾溶液产生氢气和氯气，则各产生0.1ml，转移电子数为0.2ml，丙中Cu电极上银离子得电子产生银单质，质量增加0.2ml 108g/ml=21.6g，A正确；
B. 在丙装置中，阳极Ag-e-=Ag+，阴极Ag++e-=Ag，所以电解过程中丙溶液pH无变化，B正确；
C. 甲中阳极生成Cl2，阴极生成H2，相当于从溶液中逸出HCl气体，若向甲中加入适量的盐酸，则加入了水，溶液浓度减小，不能恢复到电解前的状态，C不正确；
D. 乙中左侧铜离子放电，电极反应式：Cu2++2e-＝Cu，D正确；
答案选C。
【提分秘籍】
1．串联电化学装置分析方法思路
(1)根据题中所给的串联电路或电极材料等判断电池类型；
(2)根据电池类型和电极材料、电解质溶液、离子放电顺序等写出电极反应；
(3)根据电极反应分析实验现象或完成计算等。
2．模型一 外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
3．“串联”类装置的解题流程
【变式演练】
1．如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，D电极表面析出红色固体。下列说法正确的是
A．E极附近的溶液变为红色
B．相同条件下，C、E、F电极产生的气体体积之比一定为1：2：2(忽略气体的溶解)
C．Y极附近的颜色变深
D．电子移动方向：
2．如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法正确的
A．电源B极是正极
B．(甲)、(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1：1：2：2
C．欲用(丙)装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液
D．装置(丁)中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷
【题型二】 模型二 原电池与电解池的串联
【典例分析】
1．某同学设计用NO—空气质子交换膜燃料电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为的原理。
下列说法正确的是
A．甲、乙装置中NO均被氧化，物质A为HNO3
B．燃料电池放电过程中正极的电极反应式为
C．若甲装置中消耗22.4LO2(标况)，则乙装置中SO2和NO转化的物质的量共有2.8ml
D．该装置中，电子的转移方向为Pt(I)→石墨(II)→电解质溶液→石墨(I)→Pt(II)
【答案】C
【分析】
甲装置为燃料电池，Pt(Ⅰ)电极上NO被氧化为HNO3，为负极，Pt(Ⅱ)电极上氧气被还原，为正极，则乙装置为电解池，石墨(I)为阳极，SO2被氧化为硫酸根，石墨(Ⅱ)为阴极，NO被还原为铵根。
【解析】
A．乙装置中NO通入阴极，被还原为NH，A错误；
B．燃料电池放电过程中负极是NO失电子发生氧化反应，电极反应为NO-3e-+2H2O=NO+4H+，B错误；
C．n(O2)=，由转移电子关系：O2~4e-，知电路中转移电子为4 ml，乙装置中转移电子关系为：SO2~2e-、NO~5e-，故n(SO2)=，n(NO)=，则乙装置中SO2与NO转化的总量为2.8 ml，C正确；
D．电子不能在电解质溶液中移动，D错误；
故答案选C。
2．认真观察下列装置，下列说法错误的是
A．装置B中PbO2上发生的电极反应式为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O
B．装置A中总反应的离子方程式为：Cu+2H+Cu2++H2↑
C．若在装置D中生成0.2mlFe(OH)3，则消耗水的物质的量共为0.5ml
D．若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则极板M的材料为Ag
【答案】D
【分析】
B、C装置是含盐桥的原电池装置，其它为串联关系的电解池，结合原电池和电解池的工作原理分析解答。
【解析】
A．图中B、C装置是含盐桥的原电池装置，PbO2是正极发生还原反应，电极反应式为：PbO2+4H++ SO+2e－＝PbSO4+2H2O，A正确；
B．铜与原电池的正极相连是阳极，发生氧化反应，所以阳极铜本身放电生成铜离子，阴极是酸电离出的氢离子放电，生成氢气，总的电极反应式为：Cu+2H+Cu2++H2↑，B正确；
C．得到0.2ml Fe(OH)3沉淀，涉及反应有Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑，4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3，关系式为4Fe～10H2O，则得到0.2ml Fe(OH)3沉淀消耗0.5ml水，C正确；
D．N是阳极，阳极应是镀层金属银，所以极板M的材料为Cu，D错误；
故选D。
【提分秘籍】
1．串联电化学装置分析方法思路
(1)根据题中所给的串联电路或电极材料等判断电池类型；
(2)根据电池类型和电极材料、电解质溶液、离子放电顺序等写出电极反应；
(3)根据电极反应分析实验现象或完成计算等。
2．模型二 原电池与电解池的串联(如图)
图乙
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。
3．“串联”类装置的解题流程
【变式演练】
1．电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．铁电极的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+
B．通入甲烷的石墨电极的电极反应式为： CH4+4CO-8e-=5CO2+2H2O
C．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量食盐
D．若左池石墨电极产生44.8L(标况下)气体，则消耗1ml甲烷
2．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。①~⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是
A．当K闭合后，B装置在电路中做电源
B．当K闭合后，C装置中银片质量增加
C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④
D．当K闭合后，保持温度不变，A、B装置pH均变大，D装置中CuCl2溶液的浓度保持不变
1．下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是
A．若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜
B．丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出
C．当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g
D．若甲装置中a、b均为惰性电极，向甲所得溶液中加入0.05mlCu2(OH)2CO3后恰好使溶液复原，则电路中转移的电子数目为0.2NA
2．如下图，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
A．Pt为阴极，Cu为阳极
B．a极的电极反应式是2Cl−-2e-=Cl2↑
C．当b极产生2.24L气体时，Pt极上有6.4gCu析出
D．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大
3．如下图，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
A．Pt为阴极，Cu为阳极
B．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大
C．b极的电极反应式是2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．Pt极上有6.4gCu析出时，b极产生2.24L(标准状况)气体
4．将足量的，，三种强电解质溶液分别置于三个烧杯中进行电解，电极均为石墨，接通电源，经过一段时间，测得烧杯乙中C电极增加16g，常温下，个烧杯中溶液的与电解时间t的关系如图所示，下列说法错误的是
A．M为直流电源的负极
B．甲、乙、丙烧杯放入的溶质依次是、、
C．电极b上反生的反应是
D．电极e上生成的气体在标准状况下的体积为11.2L
5．如图装置，常温下，溶液足量，体积均为100 mL且电解前后溶液的体积变化忽略不计，Ⅰ中溶液为KCl溶液、Ⅱ中溶液为NaNO3溶液、Ⅲ中溶液为CuSO4溶液，当电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu时，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分别为
A．12、7、2B．1、7、13C．13、7、1D．7、13、1
6．现以、、熔融盐Z(Na2CO3)组成的燃料电池，采用电解法处理同时制备，装置如图所示，其中为。下列说法不合理的是
A．石墨Ⅰ是原电池的负极，发生氧化反应
B．甲池中的向石墨Ⅰ极移动
C．乙池中左端极电极反应式：
D．若甲池消耗标准状况下的氧气，则乙池中产生氢气
7．燃料电池对新能源的发展有划时代的意义。甲池是一种氢氧燃料电池，乙池是高分子膜电解池(苯、环己烷均为气态)。已知D中进入10 ml混合气体(其中苯物质的量分数为20%，杂质不参与反应)，C中出来含苯的物质的量分数为10%的混合气体(不含H2)。
下列说法不正确的是
A．甲池中F极为正极B．乙池中流经外电路的电子为2NA
C．乙池中苯发生还原反应D．甲池中G极发生：H2-2e-=2H+
8．某实验小组用以下装置探究了铝和铜组成的原电池在不同浓度的NaOH溶液中放电的情况，NaOH溶液浓度对铝一碱电池的放电电流和持续放电时间的影响如下表。
根据以上数据分析，下列说法错误的是
A．在铜电极上发生还原反应放出氢气
B．负极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-
C．NaOH溶液浓度越大，反应速率越快，放电电流越大
D．该电池是一种二次电池，可充电后重复使用
9．某同学按如图所示的装置进行试验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当 K 闭合时，在交换膜处 SO从右向左移动。下列分析错误的是
A．金属活动性A强于B
B．B的电极反应： B-2e-= B2+
C．y电极上有黄绿色气体产生
D．随着反应的进行，x周围溶液pH逐渐升高
10．铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。下图中a、b、c、d四个电极均为表面有覆盖层的石墨电极，下列判断错误的是
A．K闭合时，d极的电极反应式：PbSO4＋2H2O-2e-=PbO2＋4H＋＋
B．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，c极为正极
C．K闭合时，Ⅱ中向d极迁移
D．当电路中转移0.2 ml电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2ml
11．某同学组装了如图所示的电化学装置，其中电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，下列说法正确的是（ ）
A．装Al2(SO4)3溶液的烧杯是原电池，其余两个为电解(电镀)池
B．电极IV的电极反应：Cu2++2e-=Cu
C．电极Ⅱ逐渐溶解
D．盐桥中电子从右侧流向左侧
C(NaOH)/ml·L-1
0.1
0.5
1.0
1.5
2.0
放电电流I/mA
0.13
0.26
0.40
0.52
0.65
放电时间t/min
45
14
9
8
7