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2023届高三化学一轮复习 电化学 课件
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这是一份2023届高三化学一轮复习 电化学 课件，共60页。PPT课件主要包含了负极正极总反应，NaOHaq，电解池电极反应的书写，B区和D区，电解水，A区和C区，电解电解质，A区和D区，放O2生酸型，B区和C区等内容，欢迎下载使用。
Mg - 2e- = Mg2+
2H++ 2e- = H2 ↑
2Al+8OH–- 6e-＝2AlO2–+4H2O
6H2O + 6e-＝3H2↑+6OH–
2H++ Mg = Mg2++H2 ↑
2Al + 2OH–+ 2H2O ＝ 2AlO2–+ 3H2↑
（4） 铝空气海水电池
2Mg - 4e- = 2Mg2+
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
4Al–12e- = 4Al3+
3O2+6H2O+12e- = 12OH-
4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
2Mg+ O2+2H2O = 2Mg(OH)2
（5） Cu │ 浓硝酸│ Al
开始时，Al做负极，Cu做正极Al在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al的进一步反应t1后， Cu做负极， Al做正极
负极：Cu-2e-=Cu2+
正极：2NO3-+2e- +4H+= 2NO2↑+2H2O
用惰性电极电解水溶液的规律
阴极 阳离子 得电子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)> Fe2＋>Zn2＋>H＋(水) >Al3＋>Mg2＋>Na＋
阳极 阴离子 失电子放电顺序： S2-> I- >Br- >Cl- >OH-> 含氧酸根离子>F-
1、用惰性电极电解MgCl2溶液
2Cl-－2e- = Cl2↑
2H2O＋2e- ＋Mg2+ =Mg(OH)2 ↓ ＋H2 ↑
2、用铁作阳极电解NaOH溶液
Fe－2e- ＋ 2OH- = Fe(OH)2
2H+＋2e- =H2 ↑ 或2H2O＋2e-=2OH- ＋H2 ↑
3、用铝作阳极电解硫酸溶液，铝表面形成氧化膜
2Al－6e- ＋ 3H2O = Al2O3↑ ＋ 6H+
6H+＋6e- = 3H2 ↑
4、用惰性电极电解AgNO3溶液
4OH- －4e- =O2 ↑＋2H2O或2H2O -4e- =O2 ↑ ＋4H+
4Ag+＋4e- = 4Ag
5、用铁作阳极电解NaCl溶液
Fe－2e- = Fe2+
2H+＋2e- =H2 ↑或 2H2O＋2e-=2OH- ＋H2 ↑
6、用铝作阳极电解NaOH溶液
2Al－6e- ＋ 8OH- = 2AlO2- ＋ 4H2O
6H+＋6e- =3H2 ↑ 或6H2O＋6e- =3H2 ↑＋6OH-
6、电解NO制备NH4NO3，工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是__________。
负极： Al － 3e－===Al3+正极：2CO2＋2e－===C2O42-
总：2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3
8、一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为：Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCl4-⇌4Al2Cl7-＋3Cn(Cn表示石墨)。
负极：Cu-2e- ＋2OH===Cu(OH)2正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH-
连接好装置，开始时左侧铁片表面持续产生气泡，5分钟后，灵敏电流表指针向右偏转，右侧铁片表面无明显现象。
与电化学有关的定量计算
原电池和电解池的相关计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算。
(1)根据电子守恒法计算:用于串联电路,阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 (2)根据总反应式计算:先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)根据关系式式计算:
(4)膜两侧溶液质量变化的计算计算原电池或电解池膜两侧溶液质量变化时,要注意气体的排出或吸收、沉淀的析出或溶解,尤其不能忽略离子的转移对质量的影响。
例1、用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，析出w g Na2SO4·10 H2O晶体，阴极上放出a g气体，则饱和Na2SO4溶液的质量分数为________________。
被电解的水的质量为9a g被电解的水与w g晶体组成该温度下的饱和溶液
例2、（1）若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，两极均收集到标况下22.4L的气体，求通过导线的电子数目________；若电解结束后溶液的体积为2L，则溶液pH为__________；若让溶液恢复至原状态，需要加________________。（2） 用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，若加1ml CuCO3可恢复至原状态，通过导线的电子数目为___________。
1ml Cu(OH)2
（3）用惰性电极电解500mL的CuSO4溶液，通电一段时间后停止通电，此时加入0.2ml Cu2(OH)2CO3正好使电解质溶液恢复至电解前的状态。假设电解过程中溶液的体积不变化。①电解过程中外电路通过的电子为____________ml；②电解后电解质溶液中溶质的浓度为__________ml/L。
例3：用铂作电极电解1L 、0.1ml/L AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4g，下列有关叙述正确的是（NA代表阿伏加德罗常数的值）（ ）A. 电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NAB. 在标准状况下，两极共产生3.92L气体C. 电解后溶液的pH为2（假设溶液体积不变）D. 加入13.8g Ag2CO3可将溶液彻底复原
例4、(2015新课标Ⅱ )维持电流强度为0.5 A，酸性锌锰电池持续工作5分钟，理论上消耗锌_____________g。(已知F=96500 C·ml-1)
例5、[2013新课标全国卷Ⅰ,28(5),5分]二甲醚(CH3OCH3)直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg-1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______________________________ 一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_______ 个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E=___________________ (列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kW·h=3.6×106 J)。
CH3OCH3+3H2O-12e- = 2CO2+12H+
某混合物浆液中含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。设计了分离装置使浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液，并回收利用。下列说法中错误的是( )
A．a极室的电极反应式为2H2O＋2e－==2OH－＋H2↑B．上述装置中a电极室的电极可换成金属铁C．电解后，b极室得到Na2SO4和Na2CrO4的混合液D．若电解后b极室溶液含Cr元素0.52 g，则电路中通过0.02 ml e－
原电池、电解池的串联计算问题
1、外接电源与电解池的串联
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
阳极 阴极 阳极 阴极
2、原电池与电解池的串联①燃料电池、铅蓄电池等在电路中存在时，其他装置为电解池。如下图中，______为原电池，____为电解池。
②电极Ⅰ为Al，其他均为Cu
负极 正极 阳极 阴极
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。
③根据电极反应现象判断
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____是原电池，_____是正极，______是负极；____是电解池，___是阳极，___是阴极。
例6、有三个烧杯，分别盛有足量氯化铜，足量氯化钾和足量硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为 （ ）
例7 下图中X是直流电源．Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒．接通电路后，发现d附近显红色
(1) 电解过程中在d电极收集到了2.8mL的气体(标况)，假设Y溶液的体积为100mL，且保持不变，则此时溶液OH-浓度为_________________ml/L
例7 下图中X是直流电源．Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒．接通电路后，发现d附近显红色(2) 电解2min后，取出e、f，洗净、烘干、称量，质量差为0.64g，在通电过程中，电路中通过的电子为_____ml
(3) 若将e、f分别改为等质量的Zn和Cu，电解2min称量溶液增加了0.1g，在通电过程中，电路中通过的电子为________ml(假设CuCl2足量)
(4) 若将e、f分别改为等质量的Cu和Zn，在通电过程中，电路中通过的电子为0.1 ml，则过程中溶液会减轻了_______g，(假设CuCl2足量)
例7下图中X是直流电源．Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒．接通电路后，发现d附近显红色
(5) 若e、f均为石墨电极，当电子转移了0.1ml时，f电极增重3.25g，则可将Z池中溶液换为______A. AgNO3 B.FeSO4 C.ZnSO4 D.Pb(NO3)2
例8、将含有CuSO4、NaCl、KNO3各1 ml的溶液分别置于甲、乙、丙三个烧杯中进行电解(电极均为石墨且质量相等)，如图1所示。接通电源一段时间后，b电极质量增加；常温下，三个烧杯中溶液的pH随通电时间的变化如图2所示。
(1)0~t1 s内，e电极上生成的气体在标准状况下的体积为 _________L，t1 s时，电极b、c的质量差为 g。 (3)t2 s时，若将直流电源正、负极对调，则电解至各电极质量均不再发生变化的过程中，a电极的电极反应为 。
1ml CuSO4、 NaCl、 KNO3
2H++2e- = H2↑、Cu2++2e- = Cu
例11 [2016北京,12,6分]用石墨电极完成下列电解实验。
下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ）A. a、d处:2H2O+2e- = H2↑+2OH-B. b处：2Cl--2e- = Cl2↑ C. c处发生了反应:Fe-2e- =Fe2+D. 根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氧化钠辖液电解实验，如图所示。
若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_____________(法拉第常数F=9.65×l04C . ml-1列式计算)，最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。
用石墨烯锂硫电池电解制备Fe(OH)2的装置如图所示。电池放电时的反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)，电解池两极材料分别为Fe和石墨，工作一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。下列说法不正确的是( )
A．X是铁电极，发生氧化反应B．电子流动的方向：B→Y，X→AC．正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4D．锂电极减重0.14 g时，电解池中溶液减重0.18 g
带隔膜的多室电解池及其计算问题
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
1、两室电解池：惰性电极电解一定浓度的Na2CO3溶液
4H2O+4e- =2H2↑+4OH-
某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。
(1)当电路中转移a ml e－时，交换膜左侧溶液中约减少____ml离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)_____ 1 ml·L－1。(填“＞”“＜”或“＝”)(忽略溶液体积变化)。
(2)若质子交换膜换成阴离子交换膜，其他不变。若有11.2 L氯气(标准状况)参与反应，则必有____ml____(填离子符号)由交换膜________侧通过交换膜向_______侧迁移。交换膜右侧溶液中c(HCl)______(填“＞”“＜”或“＝”)1 ml·L－1(忽略溶液体积变化)。
（3）若换成阳离子交换膜，当电路中转移0.01 ml e－时，交换膜左侧溶液中约减少________ ml离子若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应是否改变？_________
①阴极的电极反应式为___________________________。②若电解过程中转移了3 ml电子,则质子交换膜两侧电解液的质量变化差（∣Δm左∣—∣Δm右∣）为________g。
2NO2-+6e-+8H+=4H2O+N2↑
例13、工 业上也可设计图示装置，用锂离子电池
为电源，电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，当电解过程中转移了0.5 ml电子时:(1)理论上右侧溶液的质量减少______ g；(2)理论上两侧溶液的质量差_______ g；(原溶液质量相等）(3)理论上两侧溶液的质量的变化差_______ g。
CrO42- + 2H+ = Cr2O72- +H2O
（LixC为难电离锂碳化合物）为电源，电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，当电解过程中转移了0.5 ml电子时:
4CrO42- + 4H+ = 2Cr2O72- +2H2O
2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑
4H2O + 4e-＝4OH-＋2H2↑
例14、空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NO，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.H＋由右室进入左室B.Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用C.阴极的电极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2OD.若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6L甲烷时，理论上可转化HNO2 2 ml
例15 电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH- ==IO3- +5I- +3H2O下列说法不正确的是( ) A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e—==H2↑+2OH-B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3-C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O===KIO3+3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
2、多室电解池三室式电渗析法处理含KNO3的废水得到KOH和HNO3:
2H2O-4e- =O2↑+4H+
阳膜 阴膜
虽然其实质是电解水，但总反应不能写成2H2O 2H2↑+O2↑，而应该写为4KNO3+6H2O 2H2↑+4KOH+ O2↑+4HNO3。
例16、三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42—可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
阴极： 4H2O+4e-=2H2↑+2OH-
阳极： 2H2O-4e=O2↑+4H+
下列叙述正确的是（ ）A.通电后中间隔室的SO42—离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为2H2O－4e-=O2↑+4H+，负极区溶液pH降低D.当电路中通过1ml 电子的电量时，会有的0.5mlO2生成
例17、已知：次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。H3PO2也可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”制备工作原理如图所示：
①产品室要得到H3PO2的则三种膜分别是什么膜？
阳膜 阴膜 阳膜
②写出阳极和阴极的电极反应式：
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_______________杂质，该杂质产生原因____________________________________。
H3PO4或PO43-
H2PO2-、H3PO2被氧化生成H3PO4或PO43-。
防止产生杂质，提高产物纯度
④若阴极室的NaOH溶液用NaH2PO2稀溶液代替，并撤去阴极室与原料室之间的阳膜，从而合并了阴极室与原料室。分析后续的反应？（已知H3PO2是一元中强酸）
阳极：2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑
阴极：4H2O + 4e-＝4OH-＋H2↑
例14、用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。
每增加1 ml H3BO3产品，NaOH溶液增重______ g
例18、已知：在直流电源的作用下，双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法错误的是( )
A. 电极a连接电源的正极B. B为阳离子交换膜C. 电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生D. Ⅱ口排出的是淡水
例19 利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述中正确的是( )
A. 电极a为粗铜，电极b为精铜B. 甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区C. 乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区D. 当电路中通过1 ml电子时，可生成32 g精铜
Mg - 2e- = Mg2+
2H++ 2e- = H2 ↑
2Al+8OH–- 6e-＝2AlO2–+4H2O
6H2O + 6e-＝3H2↑+6OH–
2H++ Mg = Mg2++H2 ↑
2Al + 2OH–+ 2H2O ＝ 2AlO2–+ 3H2↑
（4） 铝空气海水电池
2Mg - 4e- = 2Mg2+
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
4Al–12e- = 4Al3+
3O2+6H2O+12e- = 12OH-
4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
2Mg+ O2+2H2O = 2Mg(OH)2
（5） Cu │ 浓硝酸│ Al
开始时，Al做负极，Cu做正极Al在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al的进一步反应t1后， Cu做负极， Al做正极
负极：Cu-2e-=Cu2+
正极：2NO3-+2e- +4H+= 2NO2↑+2H2O
用惰性电极电解水溶液的规律
阴极 阳离子 得电子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)> Fe2＋>Zn2＋>H＋(水) >Al3＋>Mg2＋>Na＋
阳极 阴离子 失电子放电顺序： S2-> I- >Br- >Cl- >OH-> 含氧酸根离子>F-
1、用惰性电极电解MgCl2溶液
2Cl-－2e- = Cl2↑
2H2O＋2e- ＋Mg2+ =Mg(OH)2 ↓ ＋H2 ↑
2、用铁作阳极电解NaOH溶液
Fe－2e- ＋ 2OH- = Fe(OH)2
2H+＋2e- =H2 ↑ 或2H2O＋2e-=2OH- ＋H2 ↑
3、用铝作阳极电解硫酸溶液，铝表面形成氧化膜
2Al－6e- ＋ 3H2O = Al2O3↑ ＋ 6H+
6H+＋6e- = 3H2 ↑
4、用惰性电极电解AgNO3溶液
4OH- －4e- =O2 ↑＋2H2O或2H2O -4e- =O2 ↑ ＋4H+
4Ag+＋4e- = 4Ag
5、用铁作阳极电解NaCl溶液
Fe－2e- = Fe2+
2H+＋2e- =H2 ↑或 2H2O＋2e-=2OH- ＋H2 ↑
6、用铝作阳极电解NaOH溶液
2Al－6e- ＋ 8OH- = 2AlO2- ＋ 4H2O
6H+＋6e- =3H2 ↑ 或6H2O＋6e- =3H2 ↑＋6OH-
6、电解NO制备NH4NO3，工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是__________。
负极： Al － 3e－===Al3+正极：2CO2＋2e－===C2O42-
总：2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3
8、一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为：Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCl4-⇌4Al2Cl7-＋3Cn(Cn表示石墨)。
负极：Cu-2e- ＋2OH===Cu(OH)2正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH-
连接好装置，开始时左侧铁片表面持续产生气泡，5分钟后，灵敏电流表指针向右偏转，右侧铁片表面无明显现象。
与电化学有关的定量计算
原电池和电解池的相关计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算。
(1)根据电子守恒法计算:用于串联电路,阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 (2)根据总反应式计算:先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)根据关系式式计算:
(4)膜两侧溶液质量变化的计算计算原电池或电解池膜两侧溶液质量变化时,要注意气体的排出或吸收、沉淀的析出或溶解,尤其不能忽略离子的转移对质量的影响。
例1、用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，析出w g Na2SO4·10 H2O晶体，阴极上放出a g气体，则饱和Na2SO4溶液的质量分数为________________。
被电解的水的质量为9a g被电解的水与w g晶体组成该温度下的饱和溶液
例2、（1）若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，两极均收集到标况下22.4L的气体，求通过导线的电子数目________；若电解结束后溶液的体积为2L，则溶液pH为__________；若让溶液恢复至原状态，需要加________________。（2） 用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，若加1ml CuCO3可恢复至原状态，通过导线的电子数目为___________。
1ml Cu(OH)2
（3）用惰性电极电解500mL的CuSO4溶液，通电一段时间后停止通电，此时加入0.2ml Cu2(OH)2CO3正好使电解质溶液恢复至电解前的状态。假设电解过程中溶液的体积不变化。①电解过程中外电路通过的电子为____________ml；②电解后电解质溶液中溶质的浓度为__________ml/L。
例3：用铂作电极电解1L 、0.1ml/L AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4g，下列有关叙述正确的是（NA代表阿伏加德罗常数的值）（ ）A. 电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NAB. 在标准状况下，两极共产生3.92L气体C. 电解后溶液的pH为2（假设溶液体积不变）D. 加入13.8g Ag2CO3可将溶液彻底复原
例4、(2015新课标Ⅱ )维持电流强度为0.5 A，酸性锌锰电池持续工作5分钟，理论上消耗锌_____________g。(已知F=96500 C·ml-1)
例5、[2013新课标全国卷Ⅰ,28(5),5分]二甲醚(CH3OCH3)直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg-1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______________________________ 一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_______ 个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E=___________________ (列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kW·h=3.6×106 J)。
CH3OCH3+3H2O-12e- = 2CO2+12H+
某混合物浆液中含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。设计了分离装置使浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液，并回收利用。下列说法中错误的是( )
A．a极室的电极反应式为2H2O＋2e－==2OH－＋H2↑B．上述装置中a电极室的电极可换成金属铁C．电解后，b极室得到Na2SO4和Na2CrO4的混合液D．若电解后b极室溶液含Cr元素0.52 g，则电路中通过0.02 ml e－
原电池、电解池的串联计算问题
1、外接电源与电解池的串联
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
阳极 阴极 阳极 阴极
2、原电池与电解池的串联①燃料电池、铅蓄电池等在电路中存在时，其他装置为电解池。如下图中，______为原电池，____为电解池。
②电极Ⅰ为Al，其他均为Cu
负极 正极 阳极 阴极
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。
③根据电极反应现象判断
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____是原电池，_____是正极，______是负极；____是电解池，___是阳极，___是阴极。
例6、有三个烧杯，分别盛有足量氯化铜，足量氯化钾和足量硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为 （ ）
例7 下图中X是直流电源．Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒．接通电路后，发现d附近显红色
(1) 电解过程中在d电极收集到了2.8mL的气体(标况)，假设Y溶液的体积为100mL，且保持不变，则此时溶液OH-浓度为_________________ml/L
例7 下图中X是直流电源．Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒．接通电路后，发现d附近显红色(2) 电解2min后，取出e、f，洗净、烘干、称量，质量差为0.64g，在通电过程中，电路中通过的电子为_____ml
(3) 若将e、f分别改为等质量的Zn和Cu，电解2min称量溶液增加了0.1g，在通电过程中，电路中通过的电子为________ml(假设CuCl2足量)
(4) 若将e、f分别改为等质量的Cu和Zn，在通电过程中，电路中通过的电子为0.1 ml，则过程中溶液会减轻了_______g，(假设CuCl2足量)
例7下图中X是直流电源．Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒．接通电路后，发现d附近显红色
(5) 若e、f均为石墨电极，当电子转移了0.1ml时，f电极增重3.25g，则可将Z池中溶液换为______A. AgNO3 B.FeSO4 C.ZnSO4 D.Pb(NO3)2
例8、将含有CuSO4、NaCl、KNO3各1 ml的溶液分别置于甲、乙、丙三个烧杯中进行电解(电极均为石墨且质量相等)，如图1所示。接通电源一段时间后，b电极质量增加；常温下，三个烧杯中溶液的pH随通电时间的变化如图2所示。
(1)0~t1 s内，e电极上生成的气体在标准状况下的体积为 _________L，t1 s时，电极b、c的质量差为 g。 (3)t2 s时，若将直流电源正、负极对调，则电解至各电极质量均不再发生变化的过程中，a电极的电极反应为 。
1ml CuSO4、 NaCl、 KNO3
2H++2e- = H2↑、Cu2++2e- = Cu
例11 [2016北京,12,6分]用石墨电极完成下列电解实验。
下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ）A. a、d处:2H2O+2e- = H2↑+2OH-B. b处：2Cl--2e- = Cl2↑ C. c处发生了反应:Fe-2e- =Fe2+D. 根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氧化钠辖液电解实验，如图所示。
若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_____________(法拉第常数F=9.65×l04C . ml-1列式计算)，最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。
用石墨烯锂硫电池电解制备Fe(OH)2的装置如图所示。电池放电时的反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)，电解池两极材料分别为Fe和石墨，工作一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。下列说法不正确的是( )
A．X是铁电极，发生氧化反应B．电子流动的方向：B→Y，X→AC．正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4D．锂电极减重0.14 g时，电解池中溶液减重0.18 g
带隔膜的多室电解池及其计算问题
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
1、两室电解池：惰性电极电解一定浓度的Na2CO3溶液
4H2O+4e- =2H2↑+4OH-
某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。
(1)当电路中转移a ml e－时，交换膜左侧溶液中约减少____ml离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)_____ 1 ml·L－1。(填“＞”“＜”或“＝”)(忽略溶液体积变化)。
(2)若质子交换膜换成阴离子交换膜，其他不变。若有11.2 L氯气(标准状况)参与反应，则必有____ml____(填离子符号)由交换膜________侧通过交换膜向_______侧迁移。交换膜右侧溶液中c(HCl)______(填“＞”“＜”或“＝”)1 ml·L－1(忽略溶液体积变化)。
（3）若换成阳离子交换膜，当电路中转移0.01 ml e－时，交换膜左侧溶液中约减少________ ml离子若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应是否改变？_________
①阴极的电极反应式为___________________________。②若电解过程中转移了3 ml电子,则质子交换膜两侧电解液的质量变化差（∣Δm左∣—∣Δm右∣）为________g。
2NO2-+6e-+8H+=4H2O+N2↑
例13、工 业上也可设计图示装置，用锂离子电池
为电源，电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，当电解过程中转移了0.5 ml电子时:(1)理论上右侧溶液的质量减少______ g；(2)理论上两侧溶液的质量差_______ g；(原溶液质量相等）(3)理论上两侧溶液的质量的变化差_______ g。
CrO42- + 2H+ = Cr2O72- +H2O
（LixC为难电离锂碳化合物）为电源，电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，当电解过程中转移了0.5 ml电子时:
4CrO42- + 4H+ = 2Cr2O72- +2H2O
2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑
4H2O + 4e-＝4OH-＋2H2↑
例14、空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NO，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.H＋由右室进入左室B.Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用C.阴极的电极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2OD.若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6L甲烷时，理论上可转化HNO2 2 ml
例15 电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH- ==IO3- +5I- +3H2O下列说法不正确的是( ) A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e—==H2↑+2OH-B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3-C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O===KIO3+3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
2、多室电解池三室式电渗析法处理含KNO3的废水得到KOH和HNO3:
2H2O-4e- =O2↑+4H+
阳膜 阴膜
虽然其实质是电解水，但总反应不能写成2H2O 2H2↑+O2↑，而应该写为4KNO3+6H2O 2H2↑+4KOH+ O2↑+4HNO3。
例16、三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42—可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
阴极： 4H2O+4e-=2H2↑+2OH-
阳极： 2H2O-4e=O2↑+4H+
下列叙述正确的是（ ）A.通电后中间隔室的SO42—离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为2H2O－4e-=O2↑+4H+，负极区溶液pH降低D.当电路中通过1ml 电子的电量时，会有的0.5mlO2生成
例17、已知：次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。H3PO2也可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”制备工作原理如图所示：
①产品室要得到H3PO2的则三种膜分别是什么膜？
阳膜 阴膜 阳膜
②写出阳极和阴极的电极反应式：
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_______________杂质，该杂质产生原因____________________________________。
H3PO4或PO43-
H2PO2-、H3PO2被氧化生成H3PO4或PO43-。
防止产生杂质，提高产物纯度
④若阴极室的NaOH溶液用NaH2PO2稀溶液代替，并撤去阴极室与原料室之间的阳膜，从而合并了阴极室与原料室。分析后续的反应？（已知H3PO2是一元中强酸）
阳极：2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑
阴极：4H2O + 4e-＝4OH-＋H2↑
例14、用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。
每增加1 ml H3BO3产品，NaOH溶液增重______ g
例18、已知：在直流电源的作用下，双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法错误的是( )
A. 电极a连接电源的正极B. B为阳离子交换膜C. 电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生D. Ⅱ口排出的是淡水
例19 利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述中正确的是( )
A. 电极a为粗铜，电极b为精铜B. 甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区C. 乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区D. 当电路中通过1 ml电子时，可生成32 g精铜
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