2025年高中化学第4章微专题5电化学中的多池串联及计算课件新人教版选择性必修1

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第四章 微专题5　电化学中的多池串联及计算专题阐释1.原电池与电解池的串联(1)判断电池类型(2)解题思维流程 例1某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。当闭合该装置的电键时,观察到电流表的指针发生偏转。下列有关说法正确的是(　　)A.该装置为两个原电池串联B.乙装置中Pt作负极C作正极C.当甲中产生0.1 mol 气体时,乙中析出固体的质量为6.4 gD.实验一段时间后,甲烧杯中溶液的pH减小C解析 Zn、Cu电极和稀硫酸构成原电池,其中Zn作负极,Cu作正极;乙装置是电解池,C为阴极,Pt为阳极,A、B错误。当甲中产生0.1 mol H2时,电极反应式为2H++2e-===H2↑,电路转移0.2 mol 电子,乙电解池中,阴极上电极反应为Cu2++2e-===Cu,根据转移电子守恒计算得到0.1 mol Cu,质量为6.4 g,C正确。一段时间后,甲烧杯的溶液中c(H+)减小,pH增大,D错误。2.电解池与电解池的串联(1)判断电极名称(2)解题思维流程 例2如图串联装置中,通电片刻后发现乙装置左侧Pt电极表面出现红色固体。下列说法不正确的是(　　)A.丙中Ag电极连接的是电源的正极B.向乙中加入适量的Cu(OH)2固体,能使溶液恢复到电解前的状态C.电解过程中丙中c(Ag+)无变化D.当甲中产生4.48 L气体(标准状况)时,丙中Cu电极质量可能增加21.6 gB解析 通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体,即乙池中左侧电极为阴极,电极反应为Cu2++2e-===Cu,乙池中右侧电极为阳极,根据电极连接方式,丙中Ag电极为阳极,连接的是电源的正极,A正确;乙池阴极的电极反应为Cu2++2e-===Cu,阳极电极反应为2H2O-4e-===4H++O2↑,两极产生Cu和O2,氢元素未减少,使溶液恢复到电解前的状态,应加入CuO、CuCO3等,不能加入Cu(OH)2,B错误;丙池中左侧Cu电极为阴极,电极反应为Ag++e-===Ag,右侧Ag电极为阳极,电极反应为Ag-e-===Ag+,故溶液中c(Ag+)无变化,C正确;甲中产生4.48 L气体(标准状况),即产生的H2和Cl2的物质的量之和为0.2 mol,则n(H2)=0.1 mol,转移电子的物质的量为0.2 mol,根据电极反应式,丙中Cu电极质量增加0.2 mol×108 g·mol-1=21.6 g,D正确。专题精练1.甲、乙两池均是电化学装置,按下图连接。乙池中的两个电极分别是石墨电极和铁电极,已知工作过程M、N两个电极的质量均不减少。下列说法正确的是(　　)A.M电极的材料是石墨B.若乙池中某电极质量增加4.32 g时,理论上甲池消耗氧气为224 mLC.在此过程中,甲池中OH-向通乙醇的一极移动D.在此过程中,乙池溶液中电子从M电极向N电极移动C解析 通入乙醇的一极为负极,通入氧气的一极为正极,M、N两个电极的质量都不减少,说明铁不反应,作阴极,连接负极,则M为铁电极,N为石墨,A错误;M极为阴极,产生银,当产生4.32 g Al,转移0.04 mol 电子,理论上甲池消耗氧气的物质的量为0.01 mol,在标准状况下体积为224 mL,但题目未指明是否处于标准状况下,B错误;甲池为原电池,阴离子向负极移动,C正确;此过程中,乙池为电解池,电子不能在溶液中移动,D错误。2.(2024·湖北武汉联考)某同学组装了如图所示的电化学装置,其中电极Ⅰ为Al,其他均为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发生的电极反应为Cu2++2e-===CuC.电极Ⅱ逐渐溶解D.盐桥中电子从右侧流向左侧B解析 电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,Al易失电子作负极,则Ⅰ是负极,Ⅳ是阴极,Ⅲ是阳极,Ⅱ是正极,故前2个烧杯组成原电池,第3个烧杯为电解池,A错误;电极Ⅳ是阴极,电解质溶液中的Cu2+在该电极得到电子变为单质Cu,电极Ⅳ的电极反应式为Cu2++2e-===Cu,B正确;电极Ⅱ是正极,正极上Cu2+得到电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,故电极Ⅱ质量逐渐增大,C错误;盐桥中阴、阳离子发生定向移动,无电子通过,D错误。3.(2024·辽宁沈阳联考)某化学兴趣小组用如图所示装置进行电化学原理的实验探究,试回答下列问题:(1)通O2的Pt电极为电池　　　　极,其电极反应式为　 。 (2)若B池为电镀池,目的是在某镀件上镀一层银,则X电极材料为　　　,电解质溶液为　 。 (3)若B池为精炼铜,且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质,则该电池阳极泥的主要成分是　　　　　。 正O2+4e-+2H2O===4OH-　 Ag AgNO3溶液 Ag、Au (4)若B池的电解质溶液为NaCl溶液,X、Y皆为惰性电极,当电池工作一段时间断开电源K,要使该溶液恢复到原状态,需加入　　　　　(填化学式)。 (5)若X、Y均是铜,B池的电解质溶液为NaOH溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,试写出该电极发生的电极反应式为　 。 HCl2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O 解析 (1)A是氢氧燃料电池,通O2的Pt电极得电子发生还原反应,通O2的Pt电极为电池正极,其电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-。(2)B是电解池,X与电源正极相连,X是阳极、Y是阴极;若B池为电镀池,镀层金属作阳极,镀件作阴极,镀层金属的盐溶液为电解质溶液,在某镀件上镀一层银,则X电极材料为Ag,电解质溶液为AgNO3溶液。(3)若B池为电解精炼铜,且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质,锌和铁的金属活动性大于铜,锌和铁会在电极上放电生成阳离子进入溶液,所以阳极泥的主要成分是Ag、Au。(4)若B池的电解质溶液为NaCl溶液,X、Y皆为惰性电极,电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气,要使该溶液恢复到原状态,需通入HCl气体。(5)若X、Y均是铜,B池的电解质溶液为NaOH溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,说明X是阳极,金属铜失电子发生氧化反应生成Cu2O,发生的电极反应式为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O。