专题04 多池串联装置分析（重难点讲义） 化学沪科版2020选择性必修1

本高中化学讲义聚焦多池串联装置分析核心知识点，系统梳理有外接电源（均为电解池，含电镀池判断）与无外接电源（原电池+电解池）的类型判断方法，深入解析工作原理及电子转移守恒原则，构建从装置识别到原理应用再到综合计算的学习支架。 资料通过表格化分析思路、典例与变式训练相结合，引导学生基于电极材料、反应现象等证据推理装置类型，培养科学思维与模型建构能力。课中辅助教师高效授课，课后通过分层巩固训练帮助学生查漏补缺，提升解决复杂电化学问题的能力。

专题04 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】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。 【变式】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。 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．如图所示，装置中电极A、B为两种常见金属，当K闭合时，X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是 A．还原性：A>B B．丙池中水的电离程度逐渐增大 C．通电一段时间后，Y极可能会产生气体 D．当0.5 mol 通过阴离子交换膜时，X极收集到标准状况下22.4 L气体 【答案】C 【分析】X极上产生能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体，则该气体为Cl2，X极为阳极，Y极为阴极，A极为正极，B极为负极。 【详解】A．由分析可知，A极为正极，B极为负极，故还原性：B>A，A错误； B．Cu2+促进水的电离，丙池中消耗Cu2+，水的电离程度逐渐减小，B错误； C．通电一段时间后，Cu2+可能被消耗完，则Y极上H+放电，产生H2，C正确； D．0.5 mol 通过阴离子交换膜时，电路中转移电子的物质的量为1 mol，X极生成0.5 mol Cl2，标准状况下的体积为11.2 L，D错误； 故答案选C。 2．利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化，左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是 A．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 B．乙室的Ag电极电势高于甲室 C．石墨1电极的反应为 D．当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时，理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl 【答案】A 【分析】该装置左侧为浓差原电池，右侧为电解池，实现海水淡化装置，甲室Ag电极发生Ag-e-=Ag+，该电极为负极，乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag，该电极为正极，故石墨1电极为阳极，石墨2电极为阴极，NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子Cl-移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，从而模拟实现海水淡化； 【详解】A．NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子Cl-移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，A错误； B．由上述分析可知，乙室的Ag电极为正极，故电势高于甲室，B正确； C．石墨1电极为阳极，电极反应为，C正确； D．乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag，增加21.6g为生成的Ag的质量，物质的量为，转移电子0.2mol，理论上NaCl溶液移向阳极室的Cl-为0.2mol，移向阴极室的Na+为0.2mol，故质量减少0.2mol35.5g/mol+0.2mol23g/mol=11.7g，D正确； 答案选A。 3．如图所示，甲池的总反应式为4NH3+3O2=2N2+6H2O，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，石墨电极上的反应为：4OH- - 4e- = O2 + 2H2O B．甲池和乙池中溶液的pH均减小 C．甲池中负极反应式为2NH3-6e-=N2+6H+ D．当甲池中消耗1.7 g NH3时，乙池中理论上最多产生6.4g固体 【答案】B 【分析】甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入氨的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，阴极电极反应为Cu2+＋2e-＝Cu、阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑。 【详解】A．该装置中甲池为原电池，通入O2的电极为正极，乙池为电解池，石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，A错误； B．甲池总反应生成H2O，KOH溶液被稀释，OH-浓度降低，pH减小；乙池为电解池，电解CuSO4溶液时，生成硫酸、铜和氧气，溶液中H+浓度增大，pH减小，两池pH均减小，B正确； C．甲池为碱性环境（KOH溶液），负极NH3失电子生成N2，需结合OH-平衡电荷，正确反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，选项中生成H⁺不符合碱性环境，C错误； D．1.7g NH3（0.1mol）转移电子0.3mol（N从-3→0，1mol NH3转移3mol e-，乙池阴极Cu2+得电子生成Cu，根据电子守恒，生成Cu的物质的量为0.15mol，质量为9.6g，并非6.4g，D错误； 答案选B。 4．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。下列有关判断正确的是 A．甲池为原电池，乙池中A（石墨）电极上发生还原反应析出银单质 B．电池工作一段时间后，甲池的pH会增大（忽略溶液体积变化） C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙池中溶液的pH将增大 D．当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中至少需通入消耗0.28 L O2 【答案】C 【分析】甲池为原电池（燃料电池），其中Pt（CH3OH）为负极，Pt（O2）为正极。乙池和丙池串联在燃料电池上，为电解池。其中A电极和C电极连接原电池正极，为阳极；B电极和D电极连接原电池负极，为阴极。 【详解】A．根据分析，甲池为甲醇燃料电池，是原电池；乙池中A电极（石墨）为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，不会析出银单质，A错误； B．甲池（原电池）总反应为，反应消耗OH-，溶液碱性减弱，pH减小，B错误； C．丙池若为NaCl溶液，即总反应为电解NaCl溶液：，生成NaOH，溶液pH增大，C正确； D．乙池B极析出Ag：Ag⁺+e⁻=Ag，，转移电子0.05 mol；甲池正极O2~4e⁻，，标准状况下体积0.28 L，但选项未说明标准状况，无法确定体积，D错误； 故答案选C。 5．一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法不正确的是 A．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变 B．互换前电极2上发生的反应为 C．理论上，互换前电路中通过1mole⁻时，右侧电解液质量增加42.5g D．互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同 【答案】B 【分析】为从海水中提取锂，电极1的电极反应式为：，则电极1为阴极，则电极2为阳极，电极3为阴极，电极4为阳极，在电极4上发生氧化反应：，实现了锂的提取，据此解答。 【详解】A．电极1的电极反应式为，电极4的电极反应式为，理论上，电极1增加的锂离子的质量等于电极4溶解的锂离子的质量，所以电极1与电极4的质量之和不变，A正确； B．互换前，电极2为阳极，Ag在阳极失电子结合海水中的生成，电极反应式为， B错误； C．电极3上电极反应式为，电极4上电极反应式为，所以理论上，电路通过1 mol e⁻时，右侧电解液增加的质量相当于1 mol 的质量，质量为，C正确； D．互换前电极1为阴极，发生反应；互换后电极4连接电源负极变为阴极，发生反应也是，二者反应相同，D正确； 故答案选B。 6．甲烷燃料电池采用铂作电极材料，两个电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是 A．乙中X为阳离子交换膜 B．当电路中通过0.4 mol e-时，乙中Fe电极上产生氯气4.48 L(标准状况) C．用丙装置给铜镀银，b应是Ag D．甲烷燃料电池负极电极反应式是 【答案】B 【分析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则乙装置中，Fe铁电极为阴极，石墨电极为阳极，丙装置中，a电极为阴极，b电极为阳极。 【详解】A．乙为电解氯化钠溶液装置，装置中钠离子透过交换膜向阴极即左侧迁移，阴极得到NaOH和氢气，为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触，故X为阳离子交换膜，A正确； B．乙中Fe为阴极，水放电生成氢气，电路中通过时，乙中Fe电极上产生氢气0.2mol，为(标准状况)，B错误； C．用丙装置给铜镀银，Ag作阳极，Cu作阴极，b是Ag，C正确； D．甲为原电池，甲烷通入极为负极，KOH碱性溶液中生成碳酸根离子，电极反应式为，D正确； 7．利用浓差电池电解硫酸钠溶液可同时制得氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。(已知：溶液A为1L1mol/LAgNO3溶液；溶液B为1L4mol/LAgNO3溶液) 下列有关说法正确的是 A．电池放电过程中a极产生氢气，b极产生氧气 B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C．该电池的优点是无需更换电极，只需定期调节左右AgNO3溶液的浓度 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可生成60g氢氧化钠 【答案】D 【分析】由题意可知左边装置为浓差电池，右边装置为电解池；已知：溶液A为1L1mol/LAgNO3溶液；溶液B为1L4mol/LAgNO3溶液，则Ag(1)为负极，电极反应为银失去电子发生氧化反应生成银离子：Ag-e-=Ag+，Ag(2)为正极，电极反应为银离子得到电子发生还原反应生成银单质：Ag++e-=Ag，溶液B中的硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池；电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，a极与正极相连为阳极，水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，，b极为阴极，发生还原反应生成氢气：，硫酸根离子透过交换膜c进入阳极区形成硫酸，故c为阴离子交换膜，钠离子透过交换膜d进入阳极区形成氢氧化钠，故d为阳离子交换膜； 【详解】A．由分析可知，电池放电过程中a极产生氧气，b极产生氢气，A错误； B．c为阴离子交换膜、d为阳离子交换膜，B错误； C．原电池装置中负极银被消耗，故需更换电极，C错误； D．电池从开始工作到停止放电，正极区硝酸银溶液的浓度将由4mol/L降低到2.5mol/L，负极区硝酸银溶液的浓度同时由1mol/L升高到2.5mol/L，正极反应可还原Ag+的物质的量为1L×（4mol/L-2.5mol/L）=1.5mol，电路中转移1.5mol电子，电解池的阴极反应生成1.5molOH-，即阴极区可制得1.5mol氢氧化钠，其质量为60g，D正确； 故选D。 8．如图所示，甲池的总反应式为，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，电极上有气体生成 B．甲池中负极反应式为 C．甲池和乙池中溶液的均减小 D．当甲池中消耗时，乙池中理论上最多产生固体 【答案】C 【分析】该装置图中，甲池为燃料电池，其中左电极为负极，右电极为正极，乙池为电解池，石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，由此分析。 【详解】A．由分析可知，Ag电极为阴极，该电极上铜离子得电子产生Cu：Cu2++2e-=Cu，A项错误； B．由图可知，甲池环境为碱性，电极反应式不产生H+，电极方程式为：；B项错误； C．甲池的总反应方程式为：N2H4+O2=N2+2H2O，电解液被稀释，故碱性减弱，减小，乙池的总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，电解液酸性增强，减小，C项正确； D．的物质的量为0.1 mol，转移电子的物质的量为0.4mol，产生0.2molCu，质量为12.8g，D项错误； 故选：C。 9．以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 【答案】B 【分析】电池工作时，O2转化为H2O，由O元素的价态变化，可确定通入O2的电极为正极，通入乙烷的电极为负极；右侧电池为电解池，a电极为阴极，b电极为阳极。 【详解】A．燃料电池工作时，通入O2的电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O，正极反应式为O2+4H++4e−=2H2O，A不正确； B．往铁上镀铜，则右侧电池为电镀池，铜应作阳极，铁应作阴极，则a极为阴极，应是铁，b极是阳极，应是铜，B正确； C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但由于粗铜中混有铁、锌、金、银等杂质，在电解过程中，Fe、Zn等失电子，而溶液中只有Cu2+在阴极得电子，且粗铜中的金、银会形成阳极泥，所以两极质量变化不相同，C不正确； D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体为O2，电池中消耗乙烷，依据得失电子守恒可建立如下关系式：7O2——28e-——2C2H6，二者的体积之比等于物质的量之比，则为7:2，D不正确； 故选B。 10．目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法不正确的是 A．甲池是燃料电池，乙池是电解池 B．甲池中负极的电极反应式为 C．A为负极，C为阳极 D．乙池中D电极质量增加5.40g时，理论上甲池中转移0.05mol电子 【答案】B 【分析】甲池为燃料电池，B电极通入氧气，为正极，A电极通入甲醇，为负极，乙池为电解池，与负极相连的铁为阴极，与正极相连的石墨为阳极。 【详解】A．根据分析，甲池是燃料电池，乙池是电解池，A正确； B．甲池中负极的电极反应式为，B错误； C．根据分析，A为负极，C为阳极，C正确； D．乙池中D电极反应为：Ag++e-=Ag，质量增加5.40g时，生成Ag0.05mol，转移电子0.05mol，故理论上甲池中转移0.05mol电子，D正确； 故选B。 【强化训练】 11．电化学知识在工业生产中应用广泛。如图所示，装置Ⅰ为甲烷-氧气燃料电池(电解质溶液为溶液)，装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。下列说法错误的是 A．装置I中b处应通入 B．电镀结束后，装置I中溶液的减小 C．a处通入气体发生的电极反应式为 D．装置Ⅱ中阴极质量变化，则装置I中理论上消耗甲烷(标准状况) 【答案】D 【分析】Ⅱ中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以b处通入的气体是O2。甲烷在负极失电子和氢氧根反应生成碳酸根离子和水。装置Ⅰ中消耗氢氧化钾使溶液PH减小。电镀过程中阴极质量变化的质量就是上析出铜的质量，根据整个装置中电子转移相等计算消耗甲烷的体积。 【详解】A.通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜,则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以b处通入的气体是O2 ，A说法正确； B.根据I中电池反应为，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；B说法正确； C. a处电极为负极，负极上通入燃料甲烷，甲烷失电子生成的二氧化碳和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为：，C说法正确； D. 镀过程中阴极质量变化的质量就是上析出铜的质量。阴极析出铜，左边原电池和右边电解池转移电子数相等， 所以消耗甲烷的体积，D说法错误； 故答案为：D。 12．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。 13．甲烷燃料电池采用铂做电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀银的实验(甲、乙、丙溶液均足量)，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法正确的是 A．甲烷燃料电池正极电极反应式是 B．为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中X为阴离子交换膜 C．当乙装置中两电极共产生标准状况的气体2.24L(假设气体完全逸出)时，丙装置中a极质量增加10.8g D．丙装置为银做阳极的电镀池，反应过程中溶液的浓度减小 【答案】C 【分析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则乙装置中，Fe铁电极为阴极，石墨电极为阳极，丙装置中，a电极为阴极，b电极为阳极。 【详解】A．甲烷燃料电池，碱性环境下，正极电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误； B．乙装置中，Fe铁电极为阴极，水中的氢离子得电子生成氢气，余下氢氧根离子，石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气，则乙中X为阳离子交换膜，Na+移动向阴极，阴极得到NaOH和氢气，为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中为阳离子交换膜，故B错误； C．乙中上一共产生气体2.24L(标准状况)时，其物质的量为0.1mol时，各产生0.05mol的氢气和氯气，则电路中转移0.1mol电子，则a极析出0.1mol银单质，其质量增加10.8g，故C正确； D．丙装置中，若为AgNO3溶液，电镀时，a电极为阴极，银离子得电子生成银，b电极为阳极，银失电子生成阴离子，溶液银离子浓度不变，故D错误； 故选C。 14．如图所示，甲池的总反应式为，下列关于该电池工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，石墨电极上有红色固体析出 B．甲池中负极反应为 C．甲池和乙池中的溶液的pH均减小 D．当甲池中消耗时，乙池中理论上最多产生6.4g固体 【答案】C 【分析】根据甲池的总反应可知，甲池为燃料电池，乙池为电解池。 【详解】A．甲池中通氧气的一极为正极，石墨电极与正极相连，则石墨电极为阳极，石墨电极上发生的电极反应为，石墨电极上无红色固体析出，A错误； B．甲池中负极为通的一极，电解质溶液为KOH溶液，则电极反应为，B错误； C．甲池的总反应为，生成的水使KOH溶液浓度降低，则pH减小，乙池的总反应为，生成H+使溶液pH减小，C正确； D．当甲池中消耗时，转移的电子为0.4mol，乙池中理论上最多产生0.2molCu，即12.8g固体，D错误； 故选C。 15．某同学欲探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，设计实验如下图，该同学电解10min后停止实验，将电解质溶液恢复至室温，同时测得丙池左侧电极质量增重3.2g，下列说法不正确的是    A．丙池右侧电极减轻质量可能大于3.2g B．X为阳离子交换膜 C．若乙池阴极区和阳极区溶液体积均为200mL，则停止电解时阴极区pH=14 D．实验结束后，甲池溶液pH减小 【答案】C 【分析】由图可知，甲池为氢氧燃料电池，左侧通入氧气的铂电极为正极，右侧通入氢气的铂电极为负极；乙池电解饱和氯化钠溶液的电解池，铁电极为电解池的阴极，石墨电极为阳极，X为只允许钠离子通过的阳离子交换膜；丙池为精炼铜装置，精铜为精炼池的阴极，粗铜为阳极。 【详解】A．粗铜中锌的摩尔质量大于铜，则丙池左侧电极质量增重3.2g时，若粗铜中放电金属的平均相对分子质量大于64，由得失电子数目守恒可知，丙池右侧电极减轻质量可能大于3.2g，故A正确； B．由分析可知，乙池电解饱和氯化钠溶液的电解池，X为只允许钠离子通过的阳离子交换膜，故B正确； C．由得失电子数目守恒可知，丙池左侧电极质量增重3.2g时，乙池阴极上放电生成氢氧根离子的物质的量为×2=0.1mol，则阴极区氢氧根离子的浓度为=0.5mol/L，溶液的pH为14—lg2，故C错误； D．甲池为氢氧燃料电池，电池工作时，实际上是氢气和氧气反应生成水，溶液中氢氧化钾的物质的量不变，水的质量增大导致溶液体积增大，则溶液中氢氧根离子浓度减小，溶液pH减小，故D正确； 故选C。 16．将、和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含废水，如图所示：电解过程中溶液发生反应：，Y是可循环使用的氧化物。下列说法不正确的是 A．Y是 B．Fe(Ⅰ)的电极反应式为 C．若Fe(Ⅱ)电极改为Cu电极，电解结束时乙池中的产物会发生改变 D．若石墨Ⅰ消耗46g ，则乙池中可处理0.083mol 【答案】C 【详解】A．由题给示意图可知甲电池工作时，通的一极为燃料电池的负极，电极反应式为， 则Y是，故A正确； B．Fe(Ⅰ)电极为电解池阳极，故电极反应式为，故B正确； C．Fe(Ⅱ)为阴极，阴极电极材料不参加反应，则改为Cu不会影响电解产物，故C错误； D．若石墨Ⅰ消耗46g ，则外电路中转移1mol ，Fe(Ⅰ)发生反应，生成0.5mol ，根据反应，0.5mol 被氧化需消耗的物质的量为，故D正确； 故答案选C。 17．如图所示，装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜，下列说法中正确的是 A．b处应通入，发生氧化反应 B．装置乙中阴极质量变化12.8 g，则装置甲中理论上消耗甲烷1.12 L(标准状况) C．电镀结束后，装置乙中的物质的量浓度变小 D．装置甲中通甲烷的一极电极反应式为 【答案】B 【分析】装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜，则铜为阳极，铁棒为阴极，则a通入甲烷，b通入氧气。 【详解】A．根据前面分析b处应通入，发生还原反应，故A错误； B．装置乙中阴极质量变化12.8 g即生成0.2mol铜，转移0.4mol电子，，根据电路中电子转移数目相同，则装置甲中理论上消耗甲烷0.05mol即1.12 L(标准状况)，故B正确； C．阳极铜失去电子变为铜离子，阴极铜离子得到电子变为铜单质，电镀结束后，装置乙中的物质的量浓度不变，故C错误； D．装置甲中通甲烷的一极电极反应式为，故D错误。 综上所述，答案为B。 18．粗铜中一般含有锌、铁、银、金等杂质。在如图所示的装置中，甲池的总反应方程式为。接通电路一段时间后，精Cu电极质量增加了3.2g。在此过程中，下列说法正确的是 A．乙池中CuSO4溶液的浓度增大 B．甲池中理论上消耗标准状况下空气的体积是2.8L(空气中O2体积分数以20％计算) C．甲池是电能转化为化学能的装置，乙池是化学能转化为电能的装置 D．甲池通入CH3OH一极的电极反应为 【答案】B 【分析】从图中可以看出，甲池为原电池，乙池为电解池。甲池中，通入CH3OH的电极为负极，通入空气的电极为正极；粗Cu为阳极，精Cu为阴极。 【详解】A．乙池中，粗Cu电极上的Zn、Fe、Cu先后失去电子形成离子进入溶液，精Cu电极上，溶液中的Cu2+得电子，生成的Cu附着在电极表面，所以CuSO4溶液的浓度减小，A不正确； B．甲池中，精Cu电极质量增加了3.2g，则Cu2+得电子的物质的量为=0.1mol，理论上消耗标准状况下空气的体积是=2.8L，B正确； C．甲池是原电池，将化学能转化为电能，乙池是电解池(精炼池)，将电能转化为化学能，C不正确； D．甲池通入CH3OH一极为负极，CH3OH失电子产物与电解质反应，生成等，电极反应为，D不正确； 故选B。 19．用相关化学反应原理解释下列问题． (1)酸性较弱时，钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为 。 (2)气体在氧气中燃烧，生成固态和液态水，放出433 kJ热量，写出该反应的热化学方程式 。 (3)某公司开发出一种以Pt为电极的高效甲醇燃料电池，以该电池电解溶液的装置如图所示： ①工作时负极的电极反应式为 ，石墨电极的电极反应式为 。 ②若乙池中Fe电极质量增加12.8 g，则在相同时间内，甲池中理论上消耗 L(标准状况下)。 ③通电一段时间后，向乙池所得溶液中加入后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移电子的物质的量为 。 【答案】(1) (2) (3) 2.24 1.2 mol 【分析】由装置图可知，甲池为原电池（燃料电池），其中通入甲醇的电极为负极，通入氧气的电极为正极；乙池为电解池，石墨电极与原电池正极相连，Fe电极与原电池负极相连，因此石墨电极为阳极，Fe电极为阴极，以此解题。 【详解】（1）酸性较弱时，钢铁发生吸氧腐蚀，正极得电子产物与电解质反应生成，则该电化学腐蚀的正极反应式为； （2）气体物质的量为，其在氧气中燃烧生成固态和液态水，放出433 kJ热量，则1 mol 发生该反应，放热，因此热化学方程式为； （3）①根据分析，甲池（燃料电池）中通入甲醇的为负极，电极反应为：；石墨电极为电解池的阳极，水在电极上放电生成，电极反应式为：； ②乙池为电解池，Fe电极为阴极，电极反应式为，生成Cu的物质的量为，则转移电子0.4 mol，氧气通入极为正极，电极反应式为，则转移0.4 mol电子消耗氧气0.1 mol，标准状况下体积为； ③电解池阴极可能先后发生Cu2+和H+的还原反应，但电解池阳极（石墨电极）始终发生电极反应，而加入0.3 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，根据氧原子守恒，电解共消耗0.6 mol O，即生成0.3 mol氧气，因此电解过程中转移电子物质的量为0.3 mol×4=1.2 mol。 20．电化学与生活有着密切的联系，结合电化学知识回答下列有关问题。某兴趣小组的同学以甲醇（）燃料电池为电源研究有关电化学的问题。 (1)甲池中，通入一极的电极反应式为 。 (2)乙池中发生反应的离子方程式为 ；若饱和NaCl溶液足量，通电一段时间后，向乙池溶液加入一定量的 （填名称），可使溶液复原。 (3)丙池中，通电前C、D两电极的质量相同，通电一段时间后。 ①溶液中将 （填“增大”“减小”或“不变”）。 ②两极的质量相差8.64g，则甲池中消耗的体积为 mL（标准状况下）。 (4)丁池中，利用离子交换膜控制电解液中来制备纳米，离子交换膜为阴离子交换膜。则Cu电极的电极反应式为 ，Ti电极附近溶液的pH将 （填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1) (2) 氯化氢 (3) 不变 224 (4) 增大 【分析】甲池为原电池，O2为正极，CH3OH为负极；乙池发生的为电解饱和食盐水，A是阳极，B是阴极；C为阳极，Ag被氧化为Ag+，D为阴极，Pt上被镀银，Cu为阳极，Cu被转化为Cu+，Ti为阴极，水被还原析出氢气。 【详解】（1）通入CH3OH一极为负极，电解质溶液为碱性溶液，电极反应式为； （2）乙池发生的反应为电解饱和食盐水，离子方程式为，通电一段时间后，溶液中缺少了氢离子和氯离子，所以可以补充氯化氢； （3）①丙池中C为阳极，D为阴极，C上Ag发生氧化反应生成Ag+，D上Ag+发生还原反应生成Ag，故答案为不变；②两极的质量相差8.64 g，故C中反应的Ag的物质的量= ，转移电子物质的量为0.04 mol，由转移电子守恒，参加反应的氧气的物质的量= ，故标准状况下体积为224 mL ； （4）铜极发生氧化反应，生成Cu2O，电极反应式为，Ti为阴极，，OH-增多，pH增大。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 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______，乙、丙均为______ 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______，B为______ (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______，B为______ (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______，D是______，C是______，甲是______，A是______，B是______。B、D极发生____________，A、C极发生____________ 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】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】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 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．如图所示，装置中电极A、B为两种常见金属，当K闭合时，X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是 A．还原性：A>B B．丙池中水的电离程度逐渐增大 C．通电一段时间后，Y极可能会产生气体 D．当0.5 mol 通过阴离子交换膜时，X极收集到标准状况下22.4 L气体 2．利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化，左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是 A．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 B．乙室的Ag电极电势高于甲室 C．石墨1电极的反应为 D．当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时，理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl 3．如图所示，甲池的总反应式为4NH3+3O2=2N2+6H2O，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，石墨电极上的反应为：4OH- - 4e- = O2 + 2H2O B．甲池和乙池中溶液的pH均减小 C．甲池中负极反应式为2NH3-6e-=N2+6H+ D．当甲池中消耗1.7 g NH3时，乙池中理论上最多产生6.4g固体 4．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。下列有关判断正确的是 A．甲池为原电池，乙池中A（石墨）电极上发生还原反应析出银单质 B．电池工作一段时间后，甲池的pH会增大（忽略溶液体积变化） C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙池中溶液的pH将增大 D．当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中至少需通入消耗0.28 L O2 5．一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法不正确的是 A．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变 B．互换前电极2上发生的反应为 C．理论上，互换前电路中通过1mole⁻时，右侧电解液质量增加42.5g D．互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同 6．甲烷燃料电池采用铂作电极材料，两个电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是 A．乙中X为阳离子交换膜 B．当电路中通过0.4 mol e-时，乙中Fe电极上产生氯气4.48 L(标准状况) C．用丙装置给铜镀银，b应是Ag D．甲烷燃料电池负极电极反应式是 7．利用浓差电池电解硫酸钠溶液可同时制得氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。(已知：溶液A为1L1mol/LAgNO3溶液；溶液B为1L4mol/LAgNO3溶液) 下列有关说法正确的是 A．电池放电过程中a极产生氢气，b极产生氧气 B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C．该电池的优点是无需更换电极，只需定期调节左右AgNO3溶液的浓度 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可生成60g氢氧化钠 8．如图所示，甲池的总反应式为，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，电极上有气体生成 B．甲池中负极反应式为 C．甲池和乙池中溶液的均减小 D．当甲池中消耗时，乙池中理论上最多产生固体 9．以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 10．目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法不正确的是 A．甲池是燃料电池，乙池是电解池 B．甲池中负极的电极反应式为 C．A为负极，C为阳极 D．乙池中D电极质量增加5.40g时，理论上甲池中转移0.05mol电子 【强化训练】 11．电化学知识在工业生产中应用广泛。如图所示，装置Ⅰ为甲烷-氧气燃料电池(电解质溶液为溶液)，装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。下列说法错误的是 A．装置I中b处应通入 B．电镀结束后，装置I中溶液的减小 C．a处通入气体发生的电极反应式为 D．装置Ⅱ中阴极质量变化，则装置I中理论上消耗甲烷(标准状况) 12．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 13．甲烷燃料电池采用铂做电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀银的实验(甲、乙、丙溶液均足量)，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法正确的是 A．甲烷燃料电池正极电极反应式是 B．为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中X为阴离子交换膜 C．当乙装置中两电极共产生标准状况的气体2.24L(假设气体完全逸出)时，丙装置中a极质量增加10.8g D．丙装置为银做阳极的电镀池，反应过程中溶液的浓度减小 14．如图所示，甲池的总反应式为，下列关于该电池工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，石墨电极上有红色固体析出 B．甲池中负极反应为 C．甲池和乙池中的溶液的pH均减小 D．当甲池中消耗时，乙池中理论上最多产生6.4g固体 15．某同学欲探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，设计实验如下图，该同学电解10min后停止实验，将电解质溶液恢复至室温，同时测得丙池左侧电极质量增重3.2g，下列说法不正确的是    A．丙池右侧电极减轻质量可能大于3.2g B．X为阳离子交换膜 C．若乙池阴极区和阳极区溶液体积均为200mL，则停止电解时阴极区pH=14 D．实验结束后，甲池溶液pH减小 16．将、和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含废水，如图所示：电解过程中溶液发生反应：，Y是可循环使用的氧化物。下列说法不正确的是 A．Y是 B．Fe(Ⅰ)的电极反应式为 C．若Fe(Ⅱ)电极改为Cu电极，电解结束时乙池中的产物会发生改变 D．若石墨Ⅰ消耗46g ，则乙池中可处理0.083mol 17．如图所示，装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜，下列说法中正确的是 A．b处应通入，发生氧化反应 B．装置乙中阴极质量变化12.8 g，则装置甲中理论上消耗甲烷1.12 L(标准状况) C．电镀结束后，装置乙中的物质的量浓度变小 D．装置甲中通甲烷的一极电极反应式为 18．粗铜中一般含有锌、铁、银、金等杂质。在如图所示的装置中，甲池的总反应方程式为。接通电路一段时间后，精Cu电极质量增加了3.2g。在此过程中，下列说法正确的是 A．乙池中CuSO4溶液的浓度增大 B．甲池中理论上消耗标准状况下空气的体积是2.8L(空气中O2体积分数以20％计算) C．甲池是电能转化为化学能的装置，乙池是化学能转化为电能的装置 D．甲池通入CH3OH一极的电极反应为 19．用相关化学反应原理解释下列问题． (1)酸性较弱时，钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为 。 (2)气体在氧气中燃烧，生成固态和液态水，放出433 kJ热量，写出该反应的热化学方程式 。 (3)某公司开发出一种以Pt为电极的高效甲醇燃料电池，以该电池电解溶液的装置如图所示： ①工作时负极的电极反应式为 ，石墨电极的电极反应式为 。 ②若乙池中Fe电极质量增加12.8 g，则在相同时间内，甲池中理论上消耗 L(标准状况下)。 ③通电一段时间后，向乙池所得溶液中加入后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移电子的物质的量为 。 20．电化学与生活有着密切的联系，结合电化学知识回答下列有关问题。某兴趣小组的同学以甲醇（）燃料电池为电源研究有关电化学的问题。 (1)甲池中，通入一极的电极反应式为 。 (2)乙池中发生反应的离子方程式为 ；若饱和NaCl溶液足量，通电一段时间后，向乙池溶液加入一定量的 （填名称），可使溶液复原。 (3)丙池中，通电前C、D两电极的质量相同，通电一段时间后。 ①溶液中将 （填“增大”“减小”或“不变”）。 ②两极的质量相差8.64g，则甲池中消耗的体积为 mL（标准状况下）。 (4)丁池中，利用离子交换膜控制电解液中来制备纳米，离子交换膜为阴离子交换膜。则Cu电极的电极反应式为 ，Ti电极附近溶液的pH将 （填“增大”“减小”或“不变”）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $