《2023版高三一轮总复习化学（人教版）教案：第6章 第29讲 电化学装置中的串联和计算(能力课).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023版高三一轮总复习化学（人教版）教案：第6章 第29讲 电化学装置中的串联和计算(能力课).pdf（8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29讲 电化学装置中的串联和计算（能力课）港 复习目标1.了解电解池中的串联和原电池与电解池的串联分析。2.掌握电化学中的定量计算。考 点 一 多池串联的电化学装置分析突破 类型一有外接电源的电解池串联（阴）i（阳）（阴）i i（阳）（阴）i i（阳）类型二 原电池为电源的电解池串联i.根据电极材料和电解液判断甲 乙二甲为电解池，乙为原电池2)/K O H溶液甲2.根 据“盐桥”判断今甲为电解池，乙、丙构成原电池训练避吐I思维模型I“串联”类电池的解题流程色瞳电.聚 宙福判断电池类型无外接电源能发生自发氧化还原反应的装置不能发生自发氧化还原反应的装置.原 电 池）确定电极名称原 电 池d正极
2、、负极I电 解 池-I阳极、阴极I书写电极反应式根据原电池原理书写 4正、负极反应式根 据 电 解 原 理 书 写1阴、阳极反应式），依据电化学原理及电极反应式，解答实际问题依 据“串联”电池各极转移电子数相等判断正、误I进 行 计 算1.如图所示装置可间接氧化工业废水中含氮离子（NH1）。下列说法不正确的是（）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3C h+2NH4=N2+6CF+8H+C.若生成H2和N2的物质的量之比为3：1,则处理后废水的pH减小D.电池工作时，甲池中的Na+移 向M g电极D 根据题意可知甲为原电池，M g为负极，石墨为正极，乙为电解池，右电极
3、为阴极，左电极为阳极。D项，原电池工作时，Na+移向正极即石墨电极，错误。2.（2021济南模拟）实验室以某燃料电池为电源模拟工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染的装置如图所示，电解过程中F e电极附近有N2产生。下列说法不正确的是（）NaNOn和 H2s 04/的混合液 阳0.01 molLL甲静溶液0.2 mole I/1甲静溶液co?淡水 q N2I I 1 0 1m o l 七出0；K .，、FeXS和H1so,离了婢麒海水离子交换膜的混合液（pH=5.6）BA.电解过程中，装置A中F e电极附近溶液颜色变化为无色一黄色一浅绿B.b 电极的电极反应式：2NO7+10e-+12H+=N
4、2 t+6H2。C.装置B的中间室中的Na+移向右室，C 移向左室D.1 m ol甲醇参加反应时，整个装置能产生1.1 mol N2A 根据题意，装置A是电解池，装置B是原电池。装置B中b电极上NO；得电子转化为N2,b极为正极，则a电极为负极，进而推知装置A中Fe电极是阳极。A项，电解过程中，装置A中F e电极发生的反应为F e-2e=Fe2+,然后 Fe2+和 NO 发生反应 2NO+8H+6Fe2+=N2 t+6Fe3+4H2O,Fe电极附近溶液颜色变化为无色一浅绿色f黄色，错误；B项，b电极为正极，正极上NO 得电子生成N 2,电极反应式为2NO7+10e-+12H+=N2 t+6H2
5、O,正确；C项，根据原电池中离子移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，正确；D项，a电极的电极反应式为C H3O H-6e+H2O=CO2 t+6H+,1 mol CH30H参加反应时，装置B中能产生0.6 mol N 2,电路中通过6 moi电子，装置A中能产生0.5 mol N 2,整个装置共产生LI mol N 2,正确。3.（2021山东名校联考）某科研小组模拟“人工树叶”电化学装置如图所示,甲装置为甲醇一空气燃料电池，乙装置能将H2O和C O2转化为C 6Hl2。6和02,X、Y是特殊催化剂型电极。下列说法正确的是（）甲 乙A.b 口通入空气，c 口通入甲醇B.甲装置中H
6、+向M极移动，乙装置中H+向Y极移动C.Y 极的电极反应式为 6co2+24H+24e-=C6Hl2O6+6H2OD.理论上，每生成22.4 L(标准状况下)0 2,必有4 m oi电子由N极流向X极C 根据乙装置Y极上CO2发生反应生成C 6Hl2。6可知，Y极是阴极，故甲装置中M极是负极、N极是正极，c 口通入空气，b 口通入甲醇，A错误；M极是负极，N极是正极，在原电池中H+向正极移动，故B错误；乙装置中C O2在Y极上转化为C 6Hl2。6,因此Y极的电极反应式为6CO2+24H+24e-=C6Hl2O6+6H2O,C正确；N极是正极，电子由X极流入N极，D错误。考 点 二 电 化 学
7、 的 定 量 计 算一分析【典例】500 mL KNO3和 CU(N O3)2 的混合溶液中 c(NOI)=0.6 mol-L-1,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 m L,下列说法正确的是()A.原混合溶液中c(K+)为0.2 mol-L-1B.上述电解过程中共转移0.2 m ol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-L-1 思路点拨(气体)=0.1 mol阳极：4O H-4e=O21+2H2O0.4 mol 0.1 mol阴极：C u2+2e=C u0.
8、1 mol 0.4 mol0.2 mol=0.2 mol2H+2e=H2 f0.2 mol 0.1 molA 石墨作电极电解KNO3和C u(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH4e-=2H 2O +O2 t,阴极先后发生两个反应：C u2+2e=Cu,2H+2e-=H2 t o从收集到O2为2.24 L可推知上述电解过程中共转移0.4 m ol电子，而在生成2.24LH2的过程中转移0.2 m ol电子，所以C#+共得到0.4m ol-0.2 mol=0.2 m ol电子，电解前C M+的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为01m o L 电解前后分别有以下守恒关系：c(K+)+2c(
9、Cu2+)=c(NO1),C(K+)+C(H+)=C(NO3),不难算出：电解前 c(K+)=0.2mol L-i,电解后 c(H+)=0.4 mol-L-,o I方法技巧I电化学中两种基本计算模型根据电子守恒根据关系式用于串联电路阴、阳两极产物,原电极正、负两极产物.通过的电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。根据得失电子守恒关系.在已知量与未知量之间,建立计算所需的关系式。2C12(Br2)O2H；,2Cu4Ag阳极产物4 e-阴极产物4H+-4OH-注：在电化学计算中，还 常 利 用 0=和。=（e-）XNA（NA表示阿伏加德罗常数的值）X L 60X 10r9c来计算电路中
10、通过的电量。训续1.（2021大连模拟）用惰性电极电解一定浓度的C uSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol C u2（OH）2c03后恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑二氧化碳的溶解）。则电解过程中转移电子的物质的量为（）A.0.4 mol B.0.5 molC.0.6 mol D,0.8 molC C U2（OH）2c0 3 可改写为2C11OH2OCO2,因反应后生成的CO2离开溶液，所以加入 0.111101。12（011）2以）3相当于加入0.2 0101。10、0.1 mol H 2O,根据2C uO 2C u 4e-2 mol 4 mol0.2 mol 0
11、.4 mol2H2O C h 4e-2 mol 4 mol0.1 mol 0.2 mol转移电子的物质的量=0.4 mol+0.2 mol=0.6 moL 2.（2021山东师大附中模拟）某化学课外活动小组模拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是（）A.X 极的电极反应式：Pb-2e-+SOF=PbSO4B.铅蓄电池工作时，每转移2 moi电子，消耗98 gH2s04电解C.电解池的反应仅有2A1+6H 2O=2A1（OH）3 I+3出 tD.每消耗103.5 g P b,理论上电解池阴极上有11.2 LH2生成A 根据题意可知X 为负极，Y 为正极，A
12、1为阳极，Fe为阴极。铅蓄电池工作时，电池总反应式为Pb+PbO2+2H2so4=2PbSO4+2H2O,则转移2 moi电子时消耗2 mol H2so4,其质量为196 g,B 错；电解池中阳极还有C h生成，C错；11.2 L 未指明标准状况下，D 错。3.常温下，用 P t电极电解200 mL足量KC 1溶液，当阴极上生成2.24 L（标准状况）气体时，溶液的pH为（假设电解前后溶液体积不变）。0 2 解析 n（H2）=0.1 mol,n（OH-）=0.2 mol,c（OH）=mol-L-,=1 molL_1,pOH=0,pH=14o 答案 14真题验收 新题预测犒，h 真 题。验收1.
13、（2021全国甲卷，Ti3）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和 O H,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（）1电源卜0 01 1 II铅 HO-C-C-H电/（乙醛酸）极（0 0 II IIHO-C-C-OH（乙二酸）0 0H-C-C-H Br,不如HO-C-C-H2Br（乙醛酸）石墨电极H3IH.+0H,饱 和 乙 二 酸 溶 液 双 极 膜 乙 二 醛+KBr溶液A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用()()()()II II+II I IB.阳极上的反应式为H()C C ()H+2H+2e-H
14、()C C H +H2OC.制 得2 moi乙醛酸，理论上外电路中迁移了 1 mol电子D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移D 由题图可知，在铅电极乙二酸变成乙醛酸是去氧的过程，发生还原反应，则铅电极是电解装置的阴极，石墨电极发生氧化反应，反 应 为2Br-2e-=B r2,是电解装置的阳极。由上述分析可知，Br一 起到还原剂的作用，A错误;阳极上的反应式为2B r-2e-=B r2,B错误；制 得2 moi乙醛酸,实际上是左、右两侧各制得1 mol乙醛酸，共转移2 moi电子，故理论上外电路中迁移的电子数 为2 m01,C错误；电解装置中，阳离子移向阴极(即铅电极)，D正确
15、。2.(2020山东等级考，13)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A.阳极反应为 2H2。-4e=4 H +O2 tB.电解一段时间后，阳极室的pH未变C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后，a极生成的02与b极反应的02等量D a极上产生0 2,发生的反应为水被氧化生成02的反应，即a极为阳极,b极为阴极，a极电极反应式：2H2O-4e-=4H+O2T,b极电极反应式：2H+O2+2e-=H2O2,A项正确；电解一段时间后，阳极室产生的氢离子通过质子交换膜进入阴极室，阳极室pH保持不变，B项正确；
16、电解过程中H+通过质子交换膜，从a极区向b极区迁移，C项正确；由阴、阳极的电极反应式，可知电解一段时间后，b极消耗02的量是a极生成02的量的2倍，即a极生成的02与b极反应的02的量不相等，D项错误。新 题。预测采用电化学方法以SO2和Na2s03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（）B.电极A的电极反应为SO2-2e+2H2O=SOr+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 02（标准状况下）D 根据装置图可知，左侧装置为原电池，右侧装置为电解池，“膜2”右侧逸出H 2,则D为阴极，电极反应为2HSOI+2e-=H2 t+2S O F,则电解装置中中间室内的Na卡 穿 过“膜2”进入右室，故X为Na2s03,A项、C项正确；电极A连接电极D,则A为负极，SO2失电子发生氧化反应，B项正确；11.2 L（标准状况下）。2为0.5 m ol,消耗0.5 mol O2,则转移2 mol电子，电极A生 成1 mol硫酸，电 极C上HSO1失电子也生成Im ol硫酸，则该装置消耗标准状况下11.2L氧气时，A、C两个电极共生成2 moi硫酸，即该装置制取98 g硫酸时，需消耗标准状况下5.6 L氧气，D项错误。