专题1 微专题2 多池串联与多室电解装置-【导与练】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步全程学习全书word（新教材，苏教版）

微专题2　多池串联与多室电解装置 一、多池串联装置 1.多池串联装置中电池类型的判断 (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存在时,其他装置为电解池。如图,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。 原电池一般是两种不同的金属电极或一个为金属电极,另一个以碳棒作电极;而电解池则一般是两个惰性电极,如两个铂电极或两个碳棒。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发生反应。如图,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。 若C极溶解,D极上析出红色物质,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.多池串联装置中的数据处理 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒,如图所示。 装置甲是原电池,装置乙是电解池,若电路中有 0.2 mol 电子转移,则Zn溶解6.5 g,Cu电极上析出H2 2.24 L(标准状况),Pt电极上析出Cl2 0.1 mol,C电极上析出Cu 6.4 g。甲池中H+被还原,产生H2,负极Zn被氧化生成ZnSO4,pH变大;乙池中是电解CuCl2溶液,电解后再加入适量CuCl2固体可使电解质溶液复原。 [典型例题1] 某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题: (1)甲池为　　　　(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),A电极的电极反应式为　 　　　　　　　　。  (2)丙池中E电极为　　　　(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),电极反应式为　 　　　　　　　　　。该池总反应的化学方程式为　 　 。  (3)当乙池中C电极质量减轻10.8 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为　　　　mL(标准状况)。  (4)一段时间后,断开电键K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是　　　　(填字母)。  A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3 思路点拨: (1)结合电极材料、电极反应物、电解质溶液等综合判断装置类型。 (2)对于相互串联的多个电解池,其电极类型的判断可以从电源正极或负极出发,按照“阴、阳交替”规则判断,如与负极直接相连的电极为阴极,接下来其他电极按顺序依次为阳极、阴极、阳极等等。 (3)电极上的有关计算,均按照得失电子守恒计算最便捷。 解析:(1)由图可知甲池为原电池,A电极通入甲醇,为负极,电极反应式为CH3OH+8OH--6e-C+6H2O。 (2)丙池为电解池,其中E电极连接电源正极,为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,F电极连接电源负极,为阴极,电极反应式为 Cu2++2e-Cu,总反应的化学方程式为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑。 (3)乙池中C电极为阳极,电极反应式为Ag-e-Ag+,D电极为阴极,电极反应式为Cu2++2e-Cu,n(Ag)==0.1 mol,由于Ag是+1价的金属,所以转移电子的物质的量为0.1 mol,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以甲池中反应消耗O2的物质的量n(O2)=× 0.1 mol=0.025 mol,则在标准状况下消耗氧气的体积 V(O2)= 0.025 mol×22.4 L/mol=0.56 L=560 mL。 (4)一段时间后,断开电键K,根据少什么加什么原则,丙池一个电极产生Cu单质,另一个电极产生O2,相当于从溶液中出去的物质为Cu与O2反应产生的CuO,故选B。 答案:(1)原电池　CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O　(2)阳极　2H2O-4e-O2↑+4H+　2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 (3)560　(4)B “串联”类电池的解题流程 [跟踪训练1] 假设如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。当K闭合后,下列说法正确的有(　B　) ①D装置中纯Cu的电极反应式为Cu2++2e-Cu ②整个电路中电子的流动方向为③→②、①→⑧、⑦→⑥、⑤→④ ③C装置原理上是一个电镀池(Ag表面镀Cu),其中Cu作阴极,Ag作阳极 ④A装置中碳电极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH- A.③④ B.①② C.②③④ D.①②④ 解析:根据装置可判断,B装置是原电