专题06 多池串联装置分析（重难点讲义） 化学鲁科版2019选择性必修1

专题06 多池串联装置分析 1、掌握多池串联装置的类型判断； 2、能准确区分有外接电源（均为电解池）和无外接电源（原电池+电解池）的装置类型； 3、理解多池串联的工作原理，明确串联电路中电子转移守恒原则。 1、有外接电源电池类型的判断方法 分析思路 有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池 甲为电镀池，乙、丙均为电解池 2、无外接电源电池类型的判断方法 (1)直观判断 分析思路 题目中若有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时则为原电池，则其他装置为电解池 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 分析思路 原电池的特点：自发进行的氧化还原反应，电极一般不相同 电解池的特点：电极材料可以相同可以不相同，不要求是不是自发反应 A为电解池，B为原电池 (3)根据电极反应现象判断 分析思路 在某些装置中根据电极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 3、多池串联装置的解题策略 有关概念的分析判断 在确定了原电池和电解池后，电极的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化及电解质溶液的恢复等，只要按照各自的规律分析就可以了 综合装置中的有关计算 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，分析时要注意两点：①串联电路中各支路电流相等；②并联电路中总电流等于各支路电流之和 分析：图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解6.5 g，Cu极上析出H2 2.24 L(标准状况)，Pt极上析出Cl2 0.1 mol，C极上析出Cu6.4 g。甲池中H＋被还原，生成ZnSO4，溶溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，由于Cu2＋浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原 【名师点睛】 【思维建模】 “串联”类电池的解题流程 题型01 原电池与电解池的串联 【典例】利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来精炼银，装置如图所示。 下列有关说法正确的是(　　)。 A．甲池工作时，K＋往石墨Ⅱ电极方向迁移 B．甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用，则正极发生的电极反应为O2＋2N2O5＋4e-===4NO C．若石墨Ⅰ消耗4．6 g NO2，则理论上乙中阳极得到Ag的质量为10．8 g D．甲池工作时，理论上石墨Ⅰ产生的Y不够石墨Ⅱ消耗 【答案】AB 【解析】通入氧气的一极为正极，则石墨Ⅱ作正极，氧气在石墨Ⅱ得电子被还原；NO2在石墨Ⅰ被氧化生成N2O5。该原电池总反应为4NO2＋O2===2N2O5，故石墨Ⅰ作负极，电极反应式为NO2-e-＋NO===N2O5，消耗阴离子，阳离子向正极移动；石墨Ⅱ为正极，电极反应式为2N2O5＋O2＋4e-===4NO，故B项正确；若石墨Ⅰ电极消耗4．6 g NO2，整个电路中转移0．1 mol电子，乙中阴极发生反应Ag＋＋e-===Ag，理论上生成10．8 g Ag，故C项错误；通过上述石墨Ⅰ和石墨Ⅱ的电极反应式可得总反应式为4NO2＋O2===2N2O5，石墨Ⅰ产生的N2O5，石墨Ⅱ是消耗不完的，故D项错误。 【变式】如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是(　　) A．乙装置中溶液颜色会变浅 B．铁电极应与Y相连接 C．M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋ D．当N电极消耗0．25 mol气体时，铜电极质量减少16 g 【答案】C 【解析】乙装置为电镀装置，电镀液的浓度不变，因此溶液颜色不变，A项错误；电镀时，待镀金属作阴极，与电源负极相连，而N电极上O2转化为H2O发生还原反应，N电极为正极，B项错误；M电极为负极，发生氧化反应：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋，C项正确；根据N电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，铜电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，由各电极上转移电子数相等，可得关系式：O2～2Cu，则N电极消耗0．25 mol O2时，铜电极质量减少0．25 mol×2×64 g·mol－1＝32 g，D项错误。 【变式】钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是(　　) A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0．2 mol电子时，电极b处有2．24 L Cl2生成 C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－ 【答案】D 【解析】A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。 题型02 电解池的串联 【典例】下图装置中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b>d。符合上述实验结果的盐溶液是(　　) 选项 X Y A MgSO4 CuSO4 B AgNO3 Pb(NO3)2 C FeSO4 Al2(SO4)3 D CuSO4 AgNO3 【答案】　B 【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，错误。 【变式】钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是(　　) A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0．2 mol电子时，电极b处有2．24 L Cl2生成 C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为 Cu＋Cl－－e－===CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－ 【答案】　D 【解析】A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2作正极，得电子，错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，错误；D项，d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，正确。 【变式】课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题： (1)电源A极的名称是________(填“正极”或“负极”)。 (2)甲装置中电解反应的总化学方程式是_____________________________________。 (3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积之比是________(相同状况下)。 (4)欲用丙装置精炼铜，G应该是________(填“纯铜”或“粗铜”)，精炼液的成分是________。 (5)已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的微粒，那么装置丁中的现象是________________________________________________________________________。 【答案】(1)正极　(2)CuCl2电解,Cu＋Cl2↑　(3)1∶1　(4)粗铜　硫酸铜溶液　(5)Y极附近红褐色变深 【解析】将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极生成了OH－，用惰性电极电解饱和食盐水，阴极发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则F极为阴极；由此可推知，A为电源正极，B为电源负极。C、E、G、X均为阳极，D、F、H、Y均为阴极。(1)由以上分析知，电源A极的名称是正极。(2)用惰性电极电解CuCl2溶液，阴极为Cu2＋得到电子生成Cu，阳极为Cl－失去电子得到Cl2，总化学方程式为CuCl2电解,Cu＋Cl2↑。(3)用惰性电极电解饱和食盐水，反应的总化学方程式为2NaCl＋2H2O电解,2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，生成气体的体积之比为1∶1。(4)电解精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质溶液为CuSO4溶液，则丙装置中G为精铜，电解液为CuSO4溶液。(5)电解过程中，带有负电荷的微粒向阳极移动，带有正电荷的微粒向阴极移动。氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的微粒，该微粒会向阴极移动，阴极为Y电极，则Y极附近红褐色变深。 【巩固训练】 1．NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移 B．该燃料电池的负极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O C．电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO4溶液 D．每消耗2．24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12．8 g 【答案】D 【解析】通入O2发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，通入O2的一极为正极。Na＋通过交换膜进入右边得到浓NaOH溶液，故离子交换膜允许Na＋通过，是阳离子交换膜，选项A正确；根据图示，负极BH转化为 BO，反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，选项B正确；该电解池用于电解精炼铜，电解质溶液可以选择CuSO4溶液，选项C正确；A极连接原电池的正极，作阳极，每消耗2．24 L O2(标准状况)时，转移电子 0．4 mol，但阳极上(A极)为粗铜，不只有Cu参与放电，还有比Cu 活泼的金属放电，故减少质量不一定为 12．8 g，选项D不正确。 2．钛被誉为第三金属，广泛用于航天航空等领域。硼化钒(VB2)­空气电池的放电反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，以该电池为电源制备钛的装置如图所示。 下列说法不正确的是(　　) A．电解过程中，OH－由阴离子交换膜左侧向右侧迁移 B．Pt极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O C．石墨电极可能发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑、2O2－－4e－===O2↑ D．若石墨极只收集到4．48 L Cl2气体，则理论上制备4．8 g Ti 【答案】D 【解析】 该装置是原电池与电解池的串联，由硼化钒­空气电池放电总反应推知，Cu电极是正极，Pt电极是负极，故OH－由阴离子交换膜左侧向右侧迁移，A项正确；Pt电极上VB2发生氧化反应，电极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，B项正确；石墨电极是电解池的阳极，电解质中阴离子(Cl－、O2－)发生氧化反应，C项正确；题目未指明4．48 L Cl2是否处于标准状况，不能据此计算制备Ti的质量，D项错误。 3．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→A C．正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 D．锂电极减重0．14 g时，电解池中溶液减重0．18 g 【答案】D 【解析】电解法制备Fe(OH)2，则铁作阳极，根据题给总反应可知，金属锂发生氧化反应，作电池的负极，所以Y为阴极，故X是铁电极，故A项正确；电子从原电池的负极流至电解池的阴极，然后从电解池的阳极流回到原电池的正极，即电子从B电极流向Y电极，从X电极流回A电极，故B项正确；由图示可知，电极A发生了还原反应，即正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，故C项正确；锂电极减重0．14 g，则电路中转移0．02 mol电子，电解池中发生的总反应为Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑，所以转移0．02 mol电子时，电解池中溶液减少0．02 mol H2O，即减轻0．36 g，故D项错误。 4．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a极反应：CH4＋8e－＋4O2－===CO2＋2H2O B．A膜和C膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a极上通入2．24 L甲烷，阳极室Ca2＋减少0．4 mol 【答案】C 【解析】a极为负极，负极上甲烷发生氧化反应，电极反应式为CH4－ 8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，A错误；利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，可知阳极室的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，则阳极室内钙离子向产品室移动，A膜为阳离子交换膜，阴极室的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则原料室内钠离子向阴极室移动，C膜为阳离子交换膜，B错误；阴极电极不参与反应，可用铁替换阴极的石墨电极，C正确；a极上通入2．24 L甲烷，没有注明在标准状况下，无法计算钙离子减少的物质的量，D错误。 5．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是(　　) A．甲为正极，丙为阴极 B．丁极的电极反应式为MnO－e－===MnO C．KOH溶液的质量分数：c%>a%>b% D．标准状况下，甲电极上每消耗22．4 L气体时，理论上有4 mol K＋移入阴极区 【答案】C 【解析】分析装置的特点，可知左边是燃料电池，右边是电解池；通入氧气的电极甲是电池的正极，与甲相连的电极丁是电解池的阳极，则丁电极上MnO被氧化为MnO；丙电极是电解池的阴极，溶液中氢离子在阴极被还原为氢气，所以气体X是氢气。A项，甲是正极，丙是阴极，故A正确；B项，丁是电解池阳极，MnO失电子被氧化为MnO，电极反应式是MnO－e－===MnO，故B正确；C项，丙电极上的反应是2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ ，电极甲的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，乙电极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，根据溶液流动方向知，c%>b%>a%，故C错误；D项，标准状况下，甲电极上每消耗22．4 L氧气时，转移4 mol电子，所以理论上有 4 mol K＋移入阴极区，故D正确。 6．在某种光电池中，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，发生反应：AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着发生反应：Cl(AgCl)＋e－===Cl－(aq)＋AgCl(s)。如图为用该光电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图，下列叙述正确的是(　　) A．光电池工作时，Ag极为电流流出极，发生氧化反应 B．制氢装置溶液中K＋移向A极 C．光电池工作时，Ag电极发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ D．制氢装置工作时，A极的电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O 【答案】D 【解析】得电子的电极发生还原反应，左侧Ag电极上得电子作正极、Pt作负极，则Ag电极发生还原反应，故A错误；左侧Ag电极上得电子作正极、Pt作负极，则连接Ag的电极为阳极、连接Pt的电极为阴极，制取氢气装置溶液中阳离子向阴极移动，所以K＋移向B电极，故B错误；光电池工作时，Ag电极上AgCl得电子生成Ag，电极反应式为AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－，故C错误；制取氢气装置工作时，A电极为阳极，尿素失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和氮气、水，电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O，故D正确。 7．采用电化学方法以SO2和NaHSO3为原料制取硫酸的装置如图所示(A、B为多孔石墨电极，C、D为惰性电极)。下列说法错误的是(　　) A．膜2为阳离子交换膜 B．电极A的电极反应为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋ C．上述过程中，亚硫酸钠溶液可循环使用 D．使用该装置制取98 g硫酸需消耗11．2 L O2(标准状况) 【答案】D 【解析】根据装置图可知，左侧装置为原电池，右侧装置为电解池。右侧装置中，电极D上H2O放电生成H2和OH－，则电极D为阴极，为平衡电荷，中间室溶液中的阳离子透过膜2移向阴极，所以膜2为阳离子交换膜，A项正确；电极A为负极，二氧化硫失去电子生成硫酸根离子，电极反应为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，B项正确；电极D附近生成的OH－与HSO反应生成SO，则X为Na2SO3，Na2SO3与SO2反应又生成NaHSO3，所以Na2SO3溶液可循环使用，C项正确；左侧装置的总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，右侧装置的总反应为3HSO＋H2O2SO＋H2↑＋SO＋3H＋，制取98 g硫酸，消耗的O2体积(标准状况下)小于11．2 L，D项错误。 8.如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是(　　) A．X极是电源负极，Y极是电源正极 B．a极的电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑ C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大 D．Pt极上有6．4 g Cu析出时，b极产生2．24 L(标准状况)气体 【答案】B 【解析】a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，依据电解质溶液为氯化钠的酚酞溶液，判断b极是阴极，Y极为电源负极，X极为电源正极，A项错误；电解过程中CuSO4溶液中的水在Pt极失电子生成氧气和氢离子，溶液中铜离子在Cu极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，C、D项错误。 9．羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置，实现了发电、环保两位一体。下列说法错误的是(　　) A．a极1 mol Cr2O参与反应，理论上NaCl溶液中减少的离子数目为12NA B．电池工作时，b极附近pH减小 C．右侧装置中，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为2∶1 D．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O 【答案】　AC 【解析】　a极发生还原反应：Cr2O＋6e－＋7H2O===2Cr(OH)3＋8OH－，每有1 mol Cr2O参与反应，转移6 mol电子，b电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，为维持电荷守恒，左侧有6 mol OH－通过阴离子交换膜进入NaCl溶液，右侧有6 mol H＋通过阳离子交换膜进入NaCl溶液，二者反应产生H2O，则理论上NaCl溶液中离子数目不变，A错误；由A项分析知，反应进行后，b电极附近溶液中的c(H＋)增大，溶液的pH减小，B正确；c极为电解池阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，d极为电解池阳极，电极反应为H2O－e－===H＋＋·OH，C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O，则根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可得关系式：14H2～28e－～6CO2，c、d两极产生气体的物质的量之比为14∶6＝7∶3，故相同条件下二者体积比为7∶3，C错误、D正确。 10．利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O的废水，如图所示。电解过程中溶液中发生反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 (1)甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用。则石墨Ⅱ是电池的 极；石墨Ⅰ上发生的电极反应为 。 (2)甲池工作时，NO向 极移动(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)；在相同条件下，消耗的O2和NO2的体积比为 。 (3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上发生的电极反应为 。 (4)若溶液中减少了0．01 mol Cr2O，则电路中至少转移了 mol电子。 【答案】(1)正　NO2＋NO－e－===N2O5 (2)石墨Ⅰ　1∶4 　(3)Fe－2e－===Fe2＋　(4)0．12 【解析】(1)根据图示可知，甲池为燃料电池，甲池工作时，石墨Ⅰ上NO2转变成N2O5，发生氧化反应，电极反应为NO2＋NO－e－=== N2O5；石墨Ⅱ是电池的正极，O2得电子发生还原反应，电极反应为O2＋4e－＋2N2O5===4NO。 (2)甲池工作时，电解质溶液中的阴离子移向负极，即NO向石墨Ⅰ极移动；根据两极的电极反应并结合得失电子守恒可知，在相同条件下，消耗O2和NO2的体积比为1∶4。 (3)乙池为电解池，Fe(Ⅰ)棒为电解池的阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。 (4)根据反应Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O可知，若溶液中减少了0．01 mol Cr2O，则参加反应的Fe2＋为0．06 mol，根据电极反应：Fe－2e－===Fe2＋可知，电路中至少转移了0．12 mol电子。 【强化训练】 11．NA代表阿伏加德罗常数的值。下图电路中，电极6增重0.64g时，下列叙述不正确的是 A．电极2上析出的气体在标况下的体积为224mL B．电极5质量减少1.08g C．忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中数目为0.02NA D．为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入H2O的质量为0.18g 【答案】B 【分析】电极6增重，则表明电极6上铜离子得到电子发生还原反应生成铜单质，6为阴极，则b为负极，a为正极，从而得出1、3、5为阳极，2、4、6为阴极。电极6增重0.64g，发生反应Cu2++2e- =Cu，线路中通过电子的物质的量为0.64g÷64g/mol=0.02mol。 【详解】A．电极2为阴极，发生反应，线路中通过电子0.02mol，则析出的H2的物质的量为0.01mol，在标况下的体积为224mL，A正确； B．AgNO3溶液中，电极5为阳极，发生反应Ag-e-=Ag+，线路中通过电子0.02mol时，反应Ag0.02mol，减小质量为0.02mol×108g/mol=2.16g，B不正确； C．由B分析可知，生成银离子0.02mol，忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中为0.02mol，数目为0.02NA，C正确； D．电解Na2SO4溶液的实质是电解水生成氢气和氧气，线路中通过电子0.02mol时，电解水0.01mol，为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入H2O的质量为0.18g，D正确； 故选B。 12．如图所示的装置，通电较长时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极上析出0.64g某金属。下列说法中正确的是 A．甲池是b电极上析出金属银，乙池是c电极上析出某金属 B．甲池是a电极上析出金属银，乙池是d电极上析出某金属 C．该盐溶液可能是CuSO4溶液 D．该盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液 【答案】C 【分析】甲池中a极与电源负极相连为阴极，电极上银离子得电子析出银单质，b电极为阳极，水电离出的氢氧根放电产生氧气，同时产生氢离子；乙池中c为阴极，d为阳极，乙池电极析出0.64g金属，金属应在c极析出，说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子。 【详解】A．甲池a极上析出金属银，乙池c极上析出某金属，故A错误； B．甲池a极上析出金属银，乙池c极上析出某金属，故B错误； C．甲池的a极银离子得电子析出银单质，2.16gAg的物质的量为，由Ag++e-=Ag，可知转移0.02mol电子，乙池电极析出0.64g金属，说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子，Cu2+氧化性强于氢离子，会先于氢离子放电，由Cu2++2e-=Cu，转移0.02mol电子生成0.01molCu，质量为m=n∙M=0.01mol×64g/mol=0.64g，则某盐溶液可能是CuSO4溶液，故C正确； D．Mg2+氧化性弱于H+，电解时在溶液中不能得电子析出金属，所以某盐溶液不能是Mg(NO3)2溶液，故D错误； 故答案为C。 13．如图所示的电解池I和II中，a、b、c、d均为Pt电极。在电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重情况为b＞d。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 X Y A MgSO4 CuSO4 B Pb(NO3)2 AgNO3 C FeSO4 Al2(SO4)3 D AgNO3 CuSO4 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】由装置图可知：这是两个串联的电解池。在串联电路中电子转移数目相等。由于电极材料都是惰性电极，所以应该是溶液中的离子在电极放电。由于电解过程中，阴极电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d，说明在溶液中都含有不活泼金属的盐。 【详解】A．由阳离子得电子能力顺序表可以看出，盐溶液中Mg2+得电子能力小于H+，所以电解镁盐溶液时阴极上不能得到金属单质、而是放出氢气，故A错误； B．由阳离子得电子能力顺序表可以看出，盐溶液中Ag+和Pb2+的得电子能力均大于H+，因此电解硝酸银溶液时阴极b电极上生成Ag、电解硝酸铅溶液阴极d上生成Pb，两池中的电极上转移的电子是相等的，设转移2mol电子，d增重216g，b增重207g，所以质量增加b＜d，故B错误； C．电解FeSO4溶液和Al2(SO4)3时，b电极析出Fe，d电极析出氢气，d电极质量不增大，故C错误； D．电解 AgNO3溶液和CuSO4时，b电极析出Ag，d电极析出Cu， 两池中的电极上转移的电子是相等的，设转移2mol电子，d析出1molCu增重64g，b析出2molAg增重216g，所以质量增加b＞d，故D正确； 故选D。 14．利用含有机化合物的废水[废水中的有机化合物表示为，发电原理为(未配平)]发电，电解KI溶液制备的工作装置如图所示。下列说法正确的是 A．a极为原电池正极，c极为电解池阴极 B．装置工作时，当甲池质子交换膜通过1 mol H+时，负极生成5.6 L C．Ⅱ室为酸性KMnO4溶液，Ⅲ室为KI溶液 D．装置工作一段时间后，Ⅳ室需补充KOH，X为H2 【答案】C 【解析】由题干信息“电解KI溶液制备KIO3”，并结合Ⅳ室为KOH溶液可知，Ⅲ室发生的反应为KI→KIO3，则Ⅲ室为KI溶液，发生氧化反应，故b极为原电池正极，a极为原电池负极，c极为电解池阳极，d极为电解池阴极。A项，Ⅲ室为KI溶液，发生氧化反应，故b极为原电池正极，c极为电解池阳极，A错误；B项，未指明是否为标准状况，无法计算CO2的体积，B错误；C项，a极为原电池负极，则I室发生氧化反应，故I室为含有机化合物的废水，Ⅱ室发生还原反应，即MnO4 -→Mn2+，故Ⅱ室为酸性KMnO4溶液，C正确；D项，c、d极分别为电解池的阳极和阴极，c极发生反应I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O，d极发生反应6H2O+6e-=3H2↑＋6OH-，生成的OH-通过离子交换膜进入Ⅲ室，但同时消耗了水，Ⅳ室中KOH浓度增大，故装置工作一段时间后Ⅳ室无需补充KOH，D错误；故选C。 15．(2022·山东日照一模)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是( ) A．a为电解池的阴极 B．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ C．当电路中转移2mol电子时，1mol通过膜d向右移动 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120gNaOH 【答案】D 【解析】电解池以制得O2、H2、H2SO4和NaOH，根据电解池分析得到左边得到NaOH和H2，右边得到O2、H2SO4，则a为阴极，b为阳极，则Cu(2)为负极，Cu(1)为正极。A项，根据前面分析得到a为电解池的阴极，故A正确；B项，电池放电过程中，Cu(2)为负极，则负极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，则B正确；C项，当电路中转移2mol电子时，阳极区剩余2molH+，要使溶液呈电中性，则1mol通过膜d向右移动，故C正确；D项，电池放电过程中，Cu(2)的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，Cu(1)的电极反应为Cu2＋＋2e－=== Cu，反应前原电池左边硫酸铜物质的量为5mol，右边硫酸铜物质的量为1mol，电池从开始工作到停止放电，则左右硫酸铜物质的量为3mol，因此右侧有2mol铜离子生成，则转移4mol电子，根据2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH，转移2mol电子得到2molNaOH即80g，因此电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160gNaOH，故D错误。 16．中科院长春应化所张新波团队提出了一种独特的锂—氮电池(Li—N2)，该电池在放电过程中消耗氮气，充电过程中释放氮气，实现氮气的循环，并对外提供电能。该电池在充电时发生反应：2Li3N===N2↑＋6Li。现以该电池为电源进行如图所示实验，下列说法正确的是(　　) A．乙电极上的反应为2Li3N－6e－===N2↑＋6Li＋ B．充电过程Li＋由甲电极迁移向乙电极，并在多孔碳布表面生成Li3N C．石墨a电极和m、n处均可能有铜析出 D．锂—氮电池为绿色固氮提供了一种可能 【答案】　D 【解析】　放电时，该原电池中锂失电子作负极，氮气得电子作正极，故乙电极是正极，发生反应：N2＋6Li＋＋6e－===2Li3N，A项错误；充电过程是电解池原理，Li＋由乙电极移向甲电极，多孔碳布表面Li3N分解生成N2和Li＋，B项错误；石墨a是阳极，阳极电极反应式：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，产生氧气，C项错误；反应N2＋6Li===2Li3N属于氮的固定，锂—氮电池为绿色固氮提供了一种可能，D项正确。 17．(2020·烟台模拟)我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用，用该新型电池电解CuSO4溶液，装置如图(H2R和R都是有机物)所示。下列说法正确的是(　　) A．b电极反应式为R＋2H＋＋2e－===H2R B．电池工作时，负极区要保持呈碱性 C．工作一段时间后，正极区的pH变大 D．若消耗标准状况下112 mL O2，则电解后的CuSO4溶液pH约为2 【答案】　A 【解析】　b电极为正极，b电极发生：R＋2H＋＋2e－===H2R，A项正确；a电极发生：Fe2＋－e－===Fe3＋，a电极为负极，左侧还发生反应：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，生成氢离子，所以电池工作时，负极区要保持呈酸性，B项错误；氢离子通过质子交换膜进入正极区，所以正极区的pH基本不变，C项错误；原电池右侧发生反应：O2＋H2R===R＋H2O2，b电极发生：R＋2H＋＋2e－===H2R，消耗2 mol电子对应1 mol氧气，现消耗氧气物质的量为n(O2)＝＝0．005 mol，转移电子0．01 mol，由电解总方程式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋知，生成0．01 mol氢离子，c(H＋)＝＝0．1 mol·L－1，则电解后的CuSO4溶液pH约为1，D项错误。 18．(2021·安徽安庆三模)甲池是一种常见的氢氧燃料电池,如图所示。一段时间乙池内,D中进入10 mol混合气体,其中苯的物质的量分数为20%(杂质不参与反应),C出来含苯的物质的量分数为10%的混合气体(不含H2,该条件下苯、环己烷都为气态),下列说法不正确的是(　　) A．甲池中A处通入O2,E处有O2放出,且体积一样(标准状况下测定) B．甲池中H+由G极移向F极,乙池中H+由多孔惰性电极移向惰性电极 C．乙池中惰性电极上发生反应:+6H++6e-=== D．导线中共传导12 mol电子 【答案】　C 【解析】 根据图知,苯中的碳得电子生成环己烷,则D作阴极,E作阳极,所以A是负极、B是正极,A项错误;阴极上苯和氢离子反应生成环己烷,氢离子由水产生,即氢离子通过高分子电解质膜,所以高分子电解质膜为阳离子交换膜,B项错误;阳极生成氧气,C项正确;该实验的目的是储氢,所以阴极上发生的反应生成目标产物,阴极上苯得电子,和氢离子反应生成环己烷,所以电极反应式为C6H6+6H++6e-===C6H12,D错误。 19．(2022·抚顺市普通高中高三下学期一模)利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．电极a和电极d上都发生氧化反应 B．电极c上的电极反应式为N2O4－2e－＋2HNO3===2N2O5＋2H＋ C．乙装置电极d附近溶液的pH增大 D．电路中每转移2 mol e－，甲池质子膜右侧溶液质量变化为18 g 【答案】　BD 【解析】　由图可知，甲池为原电池，电极a为负极，在水分子作用下，二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，电极b为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；乙池为电解池，与正极相连的电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮和氢离子，电极反应式为N2O4－2e－＋2HNO3===2N2O5＋2H＋，电极d为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阳极区的氢离子通过隔膜进入阴极区，电极d附近溶液的pH不变，故A、C错误，B正确；电极b为正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，则电路中每转移2 mol e－，甲池质子膜右侧溶液质量变化为2 mol××18 g·mol－1＝18 g，故D正确。 20．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。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。 (2)乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为 。 (3)当乙池中B极质量增加5．40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中 极析出 g铜。 (4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)原电池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O (2)阳极　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 (3)280　D　1．60　(4)减小　增大 【解析】(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。(2)乙池中电解AgNO3溶液，其中C作阳极，Ag作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根据各电极上转移的电子数相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22．4 L＝0．28 L＝280 mL，m(Cu)＝××64 g＝1．60 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 多池串联装置分析 1、掌握多池串联装置的类型判断； 2、能准确区分有外接电源（均为电解池）和无外接电源（原电池+电解池）的装置类型； 3、理解多池串联的工作原理，明确串联电路中电子转移守恒原则。 1、有外接电源电池类型的判断方法 分析思路 有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池 甲为电镀池，乙、丙均为电解池 2、无外接电源电池类型的判断方法 (1)直观判断 分析思路 题目中若有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时则为原电池，则其他装置为电解池 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 分析思路 原电池的特点：自发进行的氧化还原反应，电极一般不相同 电解池的特点：电极材料可以相同可以不相同，不要求是不是自发反应 A为电解池，B为原电池 (3)根据电极反应现象判断 分析思路 在某些装置中根据电极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 3、多池串联装置的解题策略 有关概念的分析判断 在确定了原电池和电解池后，电极的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化及电解质溶液的恢复等，只要按照各自的规律分析就可以了 综合装置中的有关计算 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，分析时要注意两点：①串联电路中各支路电流相等；②并联电路中总电流等于各支路电流之和 分析：图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解6.5 g，Cu极上析出H2 2.24 L(标准状况)，Pt极上析出Cl2 0.1 mol，C极上析出Cu6.4 g。甲池中H＋被还原，生成ZnSO4，溶溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，由于Cu2＋浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原 【名师点睛】 【思维建模】 “串联”类电池的解题流程 题型01 原电池与电解池的串联 【典例】利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来精炼银，装置如图所示。 下列有关说法正确的是(　　)。 A．甲池工作时，K＋往石墨Ⅱ电极方向迁移 B．甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用，则正极发生的电极反应为O2＋2N2O5＋4e-===4NO C．若石墨Ⅰ消耗4．6 g NO2，则理论上乙中阳极得到Ag的质量为10．8 g D．甲池工作时，理论上石墨Ⅰ产生的Y不够石墨Ⅱ消耗 【变式】如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是(　　) A．乙装置中溶液颜色会变浅 B．铁电极应与Y相连接 C．M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋ D．当N电极消耗0．25 mol气体时，铜电极质量减少16 g 【变式】钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是(　　) A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0．2 mol电子时，电极b处有2．24 L Cl2生成 C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－ 题型02 电解池的串联 【典例】下图装置中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b>d。符合上述实验结果的盐溶液是(　　) 选项 X Y A MgSO4 CuSO4 B AgNO3 Pb(NO3)2 C FeSO4 Al2(SO4)3 D CuSO4 AgNO3 【变式】钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是(　　) A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0．2 mol电子时，电极b处有2．24 L Cl2生成 C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为 Cu＋Cl－－e－===CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－ 【变式】课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题： (1)电源A极的名称是________(填“正极”或“负极”)。 (2)甲装置中电解反应的总化学方程式是_____________________________________。 (3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积之比是________(相同状况下)。 (4)欲用丙装置精炼铜，G应该是________(填“纯铜”或“粗铜”)，精炼液的成分是________。 (5)已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的微粒，那么装置丁中的现象是________________________________________________________________________。 【巩固训练】 1．NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移 B．该燃料电池的负极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O C．电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO4溶液 D．每消耗2．24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12．8 g 2．钛被誉为第三金属，广泛用于航天航空等领域。硼化钒(VB2)­空气电池的放电反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，以该电池为电源制备钛的装置如图所示。 下列说法不正确的是(　　) A．电解过程中，OH－由阴离子交换膜左侧向右侧迁移 B．Pt极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O C．石墨电极可能发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑、2O2－－4e－===O2↑ D．若石墨极只收集到4．48 L Cl2气体，则理论上制备4．8 g Ti 3．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→A C．正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 D．锂电极减重0．14 g时，电解池中溶液减重0．18 g 4．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a极反应：CH4＋8e－＋4O2－===CO2＋2H2O B．A膜和C膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a极上通入2．24 L甲烷，阳极室Ca2＋减少0．4 mol 5．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是(　　) A．甲为正极，丙为阴极 B．丁极的电极反应式为MnO－e－===MnO C．KOH溶液的质量分数：c%>a%>b% D．标准状况下，甲电极上每消耗22．4 L气体时，理论上有4 mol K＋移入阴极区 6．在某种光电池中，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，发生反应：AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着发生反应：Cl(AgCl)＋e－===Cl－(aq)＋AgCl(s)。如图为用该光电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图，下列叙述正确的是(　　) A．光电池工作时，Ag极为电流流出极，发生氧化反应 B．制氢装置溶液中K＋移向A极 C．光电池工作时，Ag电极发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ D．制氢装置工作时，A极的电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O 7．采用电化学方法以SO2和NaHSO3为原料制取硫酸的装置如图所示(A、B为多孔石墨电极，C、D为惰性电极)。下列说法错误的是(　　) A．膜2为阳离子交换膜 B．电极A的电极反应为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋ C．上述过程中，亚硫酸钠溶液可循环使用 D．使用该装置制取98 g硫酸需消耗11．2 L O2(标准状况) 8.如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是(　　) A．X极是电源负极，Y极是电源正极 B．a极的电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑ C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大 D．Pt极上有6．4 g Cu析出时，b极产生2．24 L(标准状况)气体 9．羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置，实现了发电、环保两位一体。下列说法错误的是(　　) A．a极1 mol Cr2O参与反应，理论上NaCl溶液中减少的离子数目为12NA B．电池工作时，b极附近pH减小 C．右侧装置中，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为2∶1 D．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O 10．利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O的废水，如图所示。电解过程中溶液中发生反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 (1)甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用。则石墨Ⅱ是电池的 极；石墨Ⅰ上发生的电极反应为 。 (2)甲池工作时，NO向 极移动(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)；在相同条件下，消耗的O2和NO2的体积比为 。 (3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上发生的电极反应为 。 (4)若溶液中减少了0．01 mol Cr2O，则电路中至少转移了 mol电子。 【强化训练】 11．NA代表阿伏加德罗常数的值。下图电路中，电极6增重0.64g时，下列叙述不正确的是 A．电极2上析出的气体在标况下的体积为224mL B．电极5质量减少1.08g C．忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中数目为0.02NA D．为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入H2O的质量为0.18g 12．如图所示的装置，通电较长时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极上析出0.64g某金属。下列说法中正确的是 A．甲池是b电极上析出金属银，乙池是c电极上析出某金属 B．甲池是a电极上析出金属银，乙池是d电极上析出某金属 C．该盐溶液可能是CuSO4溶液 D．该盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液 13．如图所示的电解池I和II中，a、b、c、d均为Pt电极。在电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重情况为b＞d。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 X Y A MgSO4 CuSO4 B Pb(NO3)2 AgNO3 C FeSO4 Al2(SO4)3 D AgNO3 CuSO4 A．A B．B C．C D．D 14．利用含有机化合物的废水[废水中的有机化合物表示为，发电原理为(未配平)]发电，电解KI溶液制备的工作装置如图所示。下列说法正确的是 A．a极为原电池正极，c极为电解池阴极 B．装置工作时，当甲池质子交换膜通过1 mol H+时，负极生成5.6 L C．Ⅱ室为酸性KMnO4溶液，Ⅲ室为KI溶液 D．装置工作一段时间后，Ⅳ室需补充KOH，X为H2 15．(2022·山东日照一模)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是( ) A．a为电解池的阴极 B．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ C．当电路中转移2mol电子时，1mol通过膜d向右移动 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120gNaOH 16．中科院长春应化所张新波团队提出了一种独特的锂—氮电池(Li—N2)，该电池在放电过程中消耗氮气，充电过程中释放氮气，实现氮气的循环，并对外提供电能。该电池在充电时发生反应：2Li3N===N2↑＋6Li。现以该电池为电源进行如图所示实验，下列说法正确的是(　　) A．乙电极上的反应为2Li3N－6e－===N2↑＋6Li＋ B．充电过程Li＋由甲电极迁移向乙电极，并在多孔碳布表面生成Li3N C．石墨a电极和m、n处均可能有铜析出 D．锂—氮电池为绿色固氮提供了一种可能 17．(2020·烟台模拟)我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用，用该新型电池电解CuSO4溶液，装置如图(H2R和R都是有机物)所示。下列说法正确的是(　　) A．b电极反应式为R＋2H＋＋2e－===H2R B．电池工作时，负极区要保持呈碱性 C．工作一段时间后，正极区的pH变大 D．若消耗标准状况下112 mL O2，则电解后的CuSO4溶液pH约为2 18．(2021·安徽安庆三模)甲池是一种常见的氢氧燃料电池,如图所示。一段时间乙池内,D中进入10 mol混合气体,其中苯的物质的量分数为20%(杂质不参与反应),C出来含苯的物质的量分数为10%的混合气体(不含H2,该条件下苯、环己烷都为气态),下列说法不正确的是(　　) A．甲池中A处通入O2,E处有O2放出,且体积一样(标准状况下测定) B．甲池中H+由G极移向F极,乙池中H+由多孔惰性电极移向惰性电极 C．乙池中惰性电极上发生反应:+6H++6e-=== D．导线中共传导12 mol电子 19．(2022·抚顺市普通高中高三下学期一模)利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．电极a和电极d上都发生氧化反应 B．电极c上的电极反应式为N2O4－2e－＋2HNO3===2N2O5＋2H＋ C．乙装置电极d附近溶液的pH增大 D．电路中每转移2 mol e－，甲池质子膜右侧溶液质量变化为18 g 20．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。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。 (2)乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为 。 (3)当乙池中B极质量增加5．40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中 极析出 g铜。 (4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$