《2022年高考化学二轮复习讲义第6讲 多池串联的两大模型及电化学计算（教案）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考化学二轮复习讲义第6讲 多池串联的两大模型及电化学计算（教案）.doc（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第6课时关键能力多池串联的两大模型及电化学计算多池串联及电化学计算是电化学的重点和难点，此类试题常将原电池和电解池串联，或多个电解池串联，要求考生构建对化学能与电能相互转化的原理和装置的认识模型，并能基于该认识模型分析陌生的化学电池、电解池的工作原理，实现能量转化或物质转化，突出中国高考评价体系中对考生的理解与辨析能力、分析与推测能力、归纳与论证能力等关键能力的发展水平要求，体现高考评价体系通过“四翼”(基础性、综合性、应用性和创新性)实现对学生“四层”的有效考查，能够客观全面地获取相关信息，能够从情境中提取有效信息；能够准确概括和描述学科所涉及基本现象的特征及其相互关系，并从中发现问题；能够
2、透过现象看到本质，发现隐含的规律或原理。考向1多池串联模型及分析(分析与推测能力)多池串联模型是原电池和电解池认识模型的综合应用，要求考生能够准确判断原电池和电解池，结合原电池的工作原理或电解原理，分析装置图中物质的性质及变化，能够透过现象看到本质，发现隐含的规律或原理，并作出合理的分析、推测及判断。1有外接电源电池类型的判断方法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。如：则甲为电镀池，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
3、电解池。(2)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。角度1考查原电池与电解池的串联(2021·河南南阳一中检测)如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。下列说法正确的是()A甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH6e2H2O=CO8HC反应一
4、段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体D甲池是燃料电池，是化学能转化为电能的装置，乙、丙池是电解池，是将电能转化为化学能的装置，A项错误；在燃料电池中，在负极甲醇发生失电子的氧化反应，在碱性电解质下的电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O，B项错误；电解池乙池中，电解后生成H2SO4、Cu和O2，要想复原，应加入CuO，C项错误；甲池中根据电极反应：O22H2O4e=4OH，消耗280 mL O2(标准状况下0.012 5 mol)，则转移电子0.05 mol，丙装
5、置中，电池总反应式为MgCl22H2OMg(OH)2Cl2H2，理论上最多产生Mg(OH)2 的质量为0.025 mol×58 g·mol11.45 g，D项正确。强化1 (2021·河南尖子生联考)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4VB211O2=4B2O32V2O5，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BPt极反应式为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2OC石墨电极可能发生反应：2Cl2e=Cl2、2O24e=O2D若石墨
6、极只收集到4.48 L Cl2气体，则理论上制备4.8 g TiD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2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，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。强化2 (2021·吉林长春检测)如图所示装置可间接氧化工业废水中含氮离子(NH)。下列说法不正确的是(
7、)A乙是电能转变为化学能的装置B含氮离子氧化时的离子方程式为3Cl22NH=N26Cl8HC若生成H2和N2的物质的量之比为31，则处理后废水的pH减小D电池工作时，甲池中的Na移向Mg电极D该装置是原电池与电解池的串联，甲中活泼金属镁作原电池的负极，石墨为正极形成原电池，乙是连接原电池的电解池，电解酸性工业废水，电解池是将电能转变为化学能的装置，A项正确；酸性条件下含氮离子氧化时转化为氮气，反应的离子方程式为3Cl22NH=N26Cl8H，B项正确；若生成H2和N2的物质的量之比为31，根据电极反应6H6e=3H2、3Cl22NH=N26Cl8H，则处理后废水的H浓度增大，pH减小，C项正确
8、；电池工作时，甲池是原电池，原电池中阳离子Na移向正极石墨电极，D项错误。角度2考查电解池之间的串联(2021·山东潍坊中学检测)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XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3B该装置是两个电解池的串联装置，当X为MgSO4时，b极上生成H2，电极质量不增加，A项错误； X为FeSO4，Y为Al2(SO4)3，d极上产生气体，C项错误； b极上析出Cu，d极上析出Ag，其中d极增加的
9、质量大于b极增加的质量，D项错误。强化3 (2021·福建部分重点校联考)如图甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法正确的是()A甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜B乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后C极附近变浅红色C若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8 g，乙池阳极放出气体为4.48 LDFe极的电极反应式为2H2O2e=H22OHD甲池中A是阴极，B是阳极，若为精炼铜的装置，则A极是纯铜，B极是粗铜，A项错误；C极是阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，Fe电极反应为2H2O2e=2OHH2，滴加少量酚酞溶液，一段时间后，Fe电极附近溶液变浅红色，B项错误，D项正确；电
10、镀铜装置中，阴极发生反应：Cu22e=Cu，阴极增重12.8 g(即0.2 mol)，电路中通过0.4 mol 电子，乙池中阳极反应为2Cl2e=Cl2，反应生成0.2 mol Cl2，题目未指明气体的温度和压强，不能确定体积，C项错误。强化4 (2021·山东聊城检测)如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是()Ax是正极，y是负极Ba极产生氢气，b极生成I2Ca极和Pt电极都有气泡产生DU形管中溶液的碱性增强A淀粉遇碘变蓝b极生成I2，即确定b极发生反应2I2e=I2，则b极是阳极，x是负极，y是正极，a极H放电，发生反应2H2
11、e=H2，产生氢气，U形管中总反应式为2KI2H2O2KOHH2I2，溶液的碱性增强，故A错误，B、D项均正确；铂为阳极，电极反应式为2H2O4e=O24H，C项正确。考向2电化学的计算(归纳与论证能力)电化学反应是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，因此电化学的计算问题，无论是单一原电池或电解池，还是串联电池，均可抓住得失电子守恒进行计算，此类问题要结合原电池的工作原理或电解原理，分析装置图中物质的性质及变化，并作出合理的分析、推测及计算，体现中国高考评价体系中对于“归纳与论证能力”的要求，要求考生能识别有效证据，科学推理论证，归纳总结规律，处理转化数据。以下是电化学中三种常见计算
12、方法：如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总览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。角度3电子守恒法在电解计算中的应用(2021·河北辛集中学检测)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.6 mol·L1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()A.原混合溶液中c(K)为0.2 mol·L1B.上述电解过程中共转移0.2 mo
13、l电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.05 molD.电解后溶液中c(H)为0.2 mol·L1A石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极先后发生两个反应：Cu22e=Cu，2H2e=H2。从标况下收集到O2为2.24 L，可推知上述电解过程中共转移0.4 mol 电子，而在标况下生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol电子，电解前Cu2的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下电荷守恒关系：c(K)2c(Cu2)c(NO)
14、，c(K)c(H)c(NO)，不难算出：电解前c(K)0.2 mol·L1，电解后c(H)0.4 mol·L1。强化5 (2021·山东新泰一中检测)在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中，Cu2的物质的量浓度为()A.1 mol·L1B2 mol·L1C.3 mol·L1 D4 mol·L1A分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1 mol，O2是由OH失去0.4 mol
15、电子而得到，H2是由H得到 0.2 mol 电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2得到的，故Cu2的物质的量是0.1 mol，则Cu2的物质的量浓度为f(0.1 mol,100×103 L)1 mol·L1。角度4关系式法在电解计算中的应用用惰性电极电解0.1 L M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L(标准状况)O2，从而可知M的相对原子质量是_，溶液的pH是_(均用含有a、b、x的代数式表示)。解析由关系式xO24M可得x4，可解出M g·mol1。又由O24H可知：c(H)4× mol÷
16、0.1 Lb mol·L1，则pHlg 。答案lg强化6 (2021·四川成都检测)将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为()A4×103 mol·L1B2×103 mol·L1C1×103 mol·L1 D1×107 mol·L1A由题意可知，n(H)2n(H2SO4)2n(Cu)2×0.002 mol，c(H)4×103 mol&#
17、183;L1。训练(三十二)多池串联的两大模型及电化学计算1(2021·四川仁寿一中检测)锂硫电池是一种新型储能电池，放电时的总反应为2LixS=Li2Sx。以该电池为电源制备甲烷的原理如图所示。下列说法中不正确的是()Ab为锂硫电池的正极B电解过程中，Na向石墨2电极移动C锂硫电池的负极反应式为Lie=LiD阳极反应式为CO3CO2H2O2e=4HCOB由图可知，CO在石墨2电极上被氧化生成CO2，则石墨2为阳极，根据电极的连接方式可知，b为锂硫电池的正极，A项正确；石墨1为阴极，电解过程中，阳离子向阴极移动，故Na向石墨1电极移动，B项错误；锂是活泼金属，锂硫电池中锂
18、电极为负极，被氧化生成Li，则负极反应式为Lie=Li，C项正确；由图可知，CO在阳极被氧化为CO2，并与Na2CO3反应生成NaHCO3，故阳极反应式为CO3CO2H2O2e=4HCO，D项正确。2(2021·湖北荆州中学检测)图1是电解饱和氯化钠溶液示意图。图2中，x轴表示实验时流入阴极的电子的物质的量，则y轴表示()An(Na)Bn(Cl)Cc(OH) Dc(H)C该装置中，阳极氯离子放电生成氯气，其电极反应式为2Cl2e=Cl2；阴极氢离子放电，其电极反应式为2H2e=H2；总反应式为2Cl2H2O2OHH2Cl2。由上述分析可知，溶液中钠离子浓度不变， A项错误；阳极氯离子
19、放电生成氯气，所以溶液中氯离子浓度减小， B项错误；阴极氢离子放电，所以溶液中c(OH)增大，氢离子浓度减小， C项正确，D项错误。3(2021·福建泉州检测)甲、乙两个电解池均以铂为电极，且互相串联，甲池中盛有AgNO3溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池电极的质量增加2.16 g，乙池电极上析出0.24 g金属，则乙池中的溶质可能是()ACuSO4BMgSO4CAl(NO3)3 DNa2SO4A根据阳离子放电顺序可知，在上述4个选项中只有CuSO4溶液中的Cu2电解时可以放电，从而在电极上析出；当转移0.02 mol电子时，乙池中析出铜的质量小于0.64 g
20、，是因为电解过程中CuSO4不足，后来变成电解水，A项正确。4(2021·山东潍坊检测)常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 mol·L1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是()A阴极增重1.4 g B所得溶液pH<1C阴极增重0.64 g D所得溶液pH>1B阴极可以放电的离子依次为0.01 mol Ag、0.01 mol Cu2，阳极可以放电的阴离子只有OH。当阳极生成1.12 L O2时，电路中通过电子：n(e)0.0
21、5 mol×40.2 mol，此时Ag、Cu2已全部析出，质量：0.01 mol×108 g·mol10.01 mol×64 g·mol11.72 g。因为当Ag、Cu2全部析出以后，相当于电解水，H不再增加，所以生成的H所带电荷与0.01 mol Ag、0.01 mol Cu2所带电荷相等。则溶液中生成：c(H)0.3 mol·L1，pH<1。当阴极生成1.12 L H2时，表明Ag、Cu2已经放电完全。阴极增重、溶液pH与以上相等。5(2021·四川成都检测)用铅蓄电池电解AgNO3、Na2SO4的溶液，a、b、c
22、、d电极材料均为石墨。已知铅蓄电池的总反应为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)，通电时a电极质量增加，下列说法正确的是()A电路中通过1 mol电子时，Y电极质量增加48 gB放电时铅蓄电池负极的电极反应式为PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)Cc、d电极产生气体的物质的量之比为12DX极为负极AY电极为负极，铅放电生成硫酸铅，电路中通过1 mol电子时，增加0.5 mol SO，质量增加0.5 mol×96 g/mol48 g，A项正确；放电时，铅蓄电池负极发生氧化反应，而不是还原反应，B项错误；a极质
23、量增加，即析出了 Ag，a为阴极，则Y为负极，X为正极，D项错误；c为阴极放出H2，d为阳极放出O2，物质的量之比为21，C项错误。6(2021·广东广州六校联考)以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。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()Aa为铅蓄电池的负极B电解过程中SO向右侧移动C电解结束时，左侧溶液质量增重8 gD铅蓄电池工作时，正极电极反应式为PbSO42e=PbSOCY极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为负极，a为正极，A项错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B项错误；阴极反应式为Cu22e=Cu，阳极
24、反应式为4OH4e=O22H2O，当有6.4 g Cu析出时，转移0.2 mol e，左侧生成1.6 g O2，同时有0.1 mol(9.6 g)SO进入左侧，则左侧质量净增加9.6 g1.6 g8 g，C项正确；铅蓄电池的负极是Pb，正极是PbO2，正极反应式为PbO22e4HSO=PbSO42H2O，D项错误。7(2021·山东章丘四中检测)四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵(CH3)4NCl为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如图所示(a、b为石墨电极，c、d、e为离子交换膜)，下列说法正确的是()AM为正极Bc、e均为阳离子
25、交换膜Cb极电极反应式：2H2O4e=O24HD制备1 mol (CH3)4NOH，a、b两极共产生11.2 L气体(标准状况下)B根据图中Cl移动方向可知，电极b是阳极，电极a是阴极，则M是电源的负极，N是正极，A项错误；左池产物是(CH3)4NOH，说明(CH3)4N透过交换膜c向左侧移动，则c是阳离子交换膜；Cl通过d膜向右移动，通入NaCl稀溶液，流出NaCl浓溶液，说明阳极区溶液中Na通过交换膜e向左迁移，则e是阳离子交换膜，B项正确；b电极是阳极，电解液呈碱性，则电极反应为4OH4e=O22H2O，C项错误；制备1 mol (CH3)4NOH，电路中转移1 mol 电子，据得失电子
26、守恒可知，a极产生0.5 mol H2，b极产生0.25 mol O2，共产生0.75 mol 气体，在标准状况下的体积为16.8 L，D项错误。8(2021·山西临汾中学检测)用乙醇燃料电池作为电源电解KI溶液的装置如下图所示，下列说法正确的是()A甲池中OH流向b极，乙池中OH流向c极Ba极的电极反应方程为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212HC已知I2会与OH产生IO，则在乙池的右侧会存在IOD当乙池产生2 mol气体时，则电路中转移2 mol eC甲池中乙醇通入a极，空气通入b极，则a极是负极，b极是正极，根据电极的连接方式可知，c极是阳极，d极是阴极。原电池中阴离子
27、向负极移动，电解池中阴离子向阳极移动，则甲池中OH流向a极，乙池中OH流向c极，A项错误；甲池电解质溶液为KOH溶液，则a极反应式为CH3CH2OH16OH12e=2CO11H2O，B项错误；c极是阳极，电极反应为2I2e=I2，I2会与OH产生IO，乙池中是阴离子交换膜，故乙池中交换膜的左侧和右侧都会存在IO，C项正确；d极是阴极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，乙池产生2 mol气体时，则电路中转移4 mol 电子，D项错误。9(2020·广东清远检测)认真观察下列装置，下列说法错误的是()A装置B中PbO2上发生的电极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2OB装置
28、A中总反应的离子方程式为Cu2HCu2H2C若在装置D中生成0.2 mol Fe(OH)3，则消耗水的物质的量共为0.5 molD若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则极板M的材料为AgD装置B和C之间通过盐桥连接，形成原电池，PbO2作正极，发生还原反应，电极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2O，A项正确；装置A为电解池，Cu电极为阳极，电极反应式为Cu2e=Cu2，Pt电极为阴极，电极反应式为2H2e=H2，故装置A中总反应为Cu2HCu2H2，B项正确；装置D中石墨为阴极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，Fe电极为阳极，电极反应式为Fe2OH2e=Fe(OH)2，随后被氧
29、化生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，故装置D中生成0.2 mol Fe(OH)3时，消耗水的物质的量为0.4 mol0.1 mol0.5 mol，C项正确；装置E中极板M为阴极，在Cu材料上镀银，应将Cu材料作阴极，Ag材料作阳极，AgNO3溶液作电解质溶液，故极板M的材料应为Cu，D项错误。10(2021·湖北沙市中学检测)NaBH4燃料电池具有理论电压高、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离子交换膜为阳离子交换膜，Na由左极室向右极室迁移B负极反应式为BH8OH8e=BO6H2OC电极A为粗铜，
30、烧杯中电解质溶液可选CuSO4溶液D消耗标准状况下2.24 L O2时，B电极质量减轻12.8 gD由图可知，燃料电池中O2通入石墨2，则石墨2是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，反应生成OH，为使溶液呈电中性，Na要透过离子交换膜向右侧迁移，故离子交换膜为阳离子交换膜，A项正确；BH在负极被氧化生成BO和H2O，则负极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，B项正确；石墨2是正极，则电极A为阳极，要选用粗铜；电镀池中，电解质溶液要含有镀层金属阳离子，故可选用CuSO4溶液，C项正确；电极为阴极，电极反应式为Cu22e=Cu，当正极上消耗标准状况下2.24 L O2时，电路中转移0.4
31、 mol电子，则B电极上析出0.2 mol Cu，电极质量增加12.8 g，D项错误。11(2021·河南平顶山检测)如图所示，常温下，以H2燃料电池为电源分别电解300 mL硫酸铜溶液和400 mL氯化钠溶液，当消耗标准状况下的氧气224 mL时停止通电，电解过程中溶液的体积变化忽略不计，请回答下列问题。(1)写出燃料电池的负极反应式：_。(2)通电过程中将湿润的淀粉KI试纸放置在电极3附近，观察到的现象是_。(3)停止通电后，C中溶液的pH为_。(4)电极2是_(填“阳极”或“阴极”)。如果B槽中共产生336 mL气体(标准状况下)，则CuSO4的物质的量浓度是_ mol
32、3;L1。解析(1)通氢气的一极为负极，电解质为酸，负极电极反应式为H22e=2H。(2)电极3为阳极，氯离子失电子生成Cl2，Cl2与KI反应置换出I2，I2使淀粉试纸变蓝色，过量的氯气会将碘氧化成碘酸钾，蓝色消失。(3)标准状况下，224 mL O2的物质的量为0.01 mol，得到的电子为0.04 mol，即各电极均有0.04 mol电子经过，则C中电解的总反应式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，产生的n(OH)0.04 mol，c(OH)0.1 mol·L1，故pH13。(4)A中通入氧气的一极是正极，电极1与其相连，为阳极，则电极2为阴极。B中电极1产生氧气，根据电
33、子数得：n(O2)0.01 mol；V(O2)224 mL，电极2先生成Cu，后产生氢气，V(H2)112 mL，n(H2)0.005 mol，H得电子0.01 mol，所以Cu2得电子的物质的量是0.03 mol，故n(Cu2)0.015 mol，c(Cu2)0.05 mol·L1。答案(1)H22e=2H(2)试纸先变蓝色后褪色(3)13 (4)阴极0.0512(2021·湖北黄冈期初调研)如图1所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。B为浸透饱和硫酸钠和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D
34、为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。图1图2(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为_。(2)关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，则电源a端为_极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是_。(3)D装置中有200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，(电解前后溶液的体积变化关系忽略不计)原混合溶液中NaCl的物质的量浓度_mol·L1，t2时所得溶液的pH_。(4)若C装置中溶液为AgNO3且足量，总反应的离子方程式为_。电解结束后，为了使溶液恢复原样，则可
35、以在反应后的溶液中加入_(填化学式)。解析(1)甲烷燃料电池的电解质为KOH溶液，负极上CH4被氧化，电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O。(2)关闭K1，打开K2，燃料电池A和电解池B组成串联电路，B中KMnO4紫红色液滴向d端移动，说明MnO向d移动，则d为阳极，从而推知a为电源的负极，b为正极；c为阴极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，c端溶液呈碱性，溶液变成红色。(3)阴离子的还原性：Cl>OH>SO，阳极上先后发生反应：2Cl2e=Cl2、2H2O4e=4HO2；由图可知，t1时刻Cl放电完毕，得到224 mL Cl2(标准状况)，则有n(NaCl)n(Cl
36、)2n(Cl2)0.02 mol，故原混合液中c(NaCl)0.1 mol·L1。t1t2时间段生成112 mL O2(标准状况)，n(O2)5×103mol，结合阳极反应可知反应生成n(H)4n(O2)4×5×103mol0.02 mol，则t2时所得溶液中c(H)0.1 mol·L1，故溶液的pH1。(4)利用Pt电极电解AgNO3溶液时，阳极上OH放电，阴极上Ag放电，电池总反应为4Ag2H2O4AgO24H。为使电解质复原，可向电解后的溶液中加入Ag2O或Ag2CO3。答案(1)CH410OH8e=CO7H2O(2)负c端试纸变红(3)0.11(4)4Ag2H2O4AgO24HAg2O或Ag2CO3