第四章 学科素养微专题(八)　电化学中多池装置及定量计算-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

2023版化学·选择性必修1 第四章 化学反应与电能 学科素养微专题(八)　电化学 中多池装置及定量计算 一、“串联”类装置的解题流程 1．串联电池中原电池、电解池的判断 (1)有外接电源的判断方法 则甲、乙、丙均为电解池。 (2)无外接电源的判断方法 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。如图所示：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 原电池一般是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒电极；而电解池则一般两个都是惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。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。如图所示：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。如图所示：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。 2．“串联”类装置的解题流程 [典例1]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断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生 B．当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源 C．当K闭合后，C装置可作为电镀装置 D．当K闭合后，A、B装置中溶液pH变大 解析：选B。当K断开时，该装置不能形成闭合回路，没有电流，但B装置中锌片能和稀硫酸自发反应，锌溶解，同时有H2产生，故A正确；当K闭合时，B装置作原电池，A为电解池，故B错误；当K闭合后，B装置作原电池，A、C、D装置作电解池，B装置中锌作负极，铜作正极，则C装置中可以实现在Ag上镀铜，故C正确；当K闭合后，A装置中阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，导致溶液中OH－浓度增大，溶液的pH增大，B装置中正极上H＋放电导致H＋浓度减小，溶液的pH增大，故D正确。 二、电化学的有关计算 1．计算的原则 (1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数。 (2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。 (3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。 2．计算的步骤 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 [典例2](2023·四川自贡检测)二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2，原理如图所示。下列说法正确的(　　) A．a与电源的负极连接，在b极区流出的Y溶液是浓盐酸 B．电解池a极上发生的电极反应为NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) ＋6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋ C．当有0.3 mol阴离子通过离子交换膜时，二氧化氯发生器中产生1.12 L NH3 D．二氧化氯发生器内，发生的氧化还原反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6 解析：选D。a电极上失去电子，为阳极，与电源的正极连接，在b极区有H＋得电子生成氢气，Cl－通过阴离子交换膜移向a极，所以在b极区流出的Y溶液是稀盐酸，A项错误；电解池a极上发生的电极反应为NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) －6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋，B项错误；未说明氨气是否在标况下，不能确定气体体积，C项错误；二氧化氯发生器内，发生的氧化还原反应为6ClO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) ＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3Cl－＋3OH－，其中氧化剂为NCl3，还原剂为ClO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) ，二者物质的量比为1∶6，D项正确；故选D。 【强化训练】 1．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则下列说法正确的是(　　) A．电流方向：电极Ⅳ→ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu 解析：选A。由题图可知①②组成原电池，电极Ⅰ作负极，③为电解池。A项，电子移动方向：电极Ⅰ→ 2．以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如图所示。若一段时间后Y电极上有6.4 g红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是(　　) A．a为铅蓄电池的负极 B．电解过程中SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4