2023届高考化学鲁科版一轮复习学案-第六章第4课时　电化学原理的综合应用.docxVIP

第4课时电化学原理的综合应用

1.能分析、解释原电池和电解池的工作原理。

2.能利用相关信息分析化学电源的工作原理。

3.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际

问题。

电化学串联装置的分析

1.常见串联装置图

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。

模型二原电池与电解池的串联(如图)

显然两图中,A均为原电池,B均为电解池。

2.“串联”类装置的解题流程

[理解辨析]

做一做

如图为相互串联的甲、乙两个电解池,X、Y为导线的两端:

(1)如果将X、Y用导线直接连接,向A电极通H2,向B电极通O2,则甲池为,乙池为,A电极为,B电极为,Pt电极为,石墨电极为,甲池中B电极上的电极反应式为。

(2)如若将X、Y连接到电源上,发现石墨电极附近先变红。则甲池为,乙池为,A电极为,B电极为,

Pt电极为,石墨电极为,乙池中Pt电极上的电极反应式为。?

答案:(1)原电池电解池负极正极阳极阴极O2+4e-+4H+2H2O

(2)电解池电解池阳极阴极阳极阴极2Cl--2e-Cl↑

未连电源类多池串联[一池(原电池)带多池(电解池)]

1.某同学组装了如图所示的电化学装置,则下列说法正确的是(D)

A.图中甲池为原电池装置,Cu电极发生还原反应

B.实验过程中,甲池左侧烧杯中NO3

C.若甲池中Ag电极质量增加5.4g时,乙池某电极析出1.6g金属,则乙池中的某盐溶液可能是足量AgNO3溶液

D.若用铜制U形物代替“盐桥”,工作一段时间后取出U形物称量,质量不变

解析:由装置图可知甲池为原电池装置,发生的总反应为Cu+2Ag+2Ag+Cu2+,Cu电极失电子发生氧化反应,故A错误;实验过程中,甲池左侧烧杯中产生Cu2+,盐桥中NO3-移向甲池中左侧烧杯,则实验过程中,甲池左侧烧杯中NO3-的浓度增大,故B错误;若甲池中Ag电极质量增加5.4g时,即生成银5.4g,物质的量为5.4g108g/mol=0.05mol,所以整个电路转移0.05mol的电子,如果硝酸银足量应生成5.4g的银,现乙池某电极析出1.6g金属,如果是硝酸银说明硝酸银量不足,故C错误;若用铜制U形物代替“盐桥”,则甲池右侧烧杯即为原电池装置,发生Cu+2Ag+2Ag+Cu2+

2.某种酒精检测仪的传感器采用Pt作为电极,其燃烧室内充满特种催化剂。某同学用该乙醇燃料电池作为电源设计如图所示电解实验

装置。

下列说法不正确的是(C)

A.a电极为负极,d电极为阴极

B.b电极的电极反应式为O2+4H++4e-2H2O

C.当装置Ⅱ中生成11.2L(标准状况)Cl2时,有0.5molH+通过装置Ⅰ中的质子交换膜

D.当装置Ⅰ中生成6.0gCH3COOH时,装置Ⅲ中CuSO4溶液的质量减少16g

解析:乙醇燃料电池中,O2通入b电极区,乙醇蒸气通入a电极区,则a电极是负极,b电极是正极,从而推知,d电极是阴极,A正确;b电极是正极,O2得电子发生还原反应,电解液呈酸性,则正极反应式为O2+4H++

4e-2H2O,B正确;装置Ⅱ中电解饱和氯化钠溶液,生成标准状况下11.2LCl2(即0.5mol),电路中通过1mol电子,根据得失电子守恒和溶液呈电中性可知,装置Ⅰ中有1molH+透过质子交换膜向右迁移,C不正确;装置Ⅰ中负极反应式为CH3CH2OH+H2O-4e-CH3COOH+4H+,生成6.0gCH3COOH(即0.1mol)时,电路中通过0.4mol电子,装置Ⅲ中阳极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,阴极反应式为Cu2++2e-Cu,根据得失电子守恒可知,放出0.1molO2、析出0.2molCu,故装置Ⅲ中溶液减少的质量为0.1mol×32g·mol-1+0.2mol×64g·mol-1=

16g,D正确。

外接电源类多池串联

3.如图装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重:bd。符合上述实验结果的盐溶液是(B)

选项

X

Y

A

MgSO4

CuSO4

B

AgNO3

Pb(NO3)2

C

FeSO4

Al2(SO4)3

D

CuSO4

AgNO3

解析:A项,当X为MgSO4时,b极上生成H2,电极质量不增加,错误;C项,X为FeSO4,Y为Al2(SO4)3,b、d极上均产生气体,错误;D项,b极上析出Cu,d极上析出Ag,其中d极增加的质量大于b极增加的质量