安徽省2015屆高考化學二輪復習專題 微題型12 原電池和電解池的分析與判斷

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1、安徽2015屆高考化學二輪復習專題 微題型12 [題型專練] 1．(2014·廣東理綜，11)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，則 (　　) A. 電流方向：電極Ⅳ→?→電極Ⅰ B. 電極Ⅰ發(fā)生還原反應 C. 電極Ⅱ逐漸溶解 D. 電極Ⅲ的電極反應：Cu2＋＋2e－===Cu 解析　電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，可判斷，Ⅰ是原電池的負極，Ⅱ是原電池的正極，Ⅲ是電解池的陽極，Ⅳ是電解池的陰極，A項，外電路電流方向是從正極流向負極，即電極Ⅳ→?→電極Ⅰ，正確；B項，負極發(fā)生氧化反應，錯誤；C項，正極上的電極反應為C

2、u2＋＋2e－===Cu，電極Ⅱ有Cu析出逐漸加重，錯誤；D項，陽極的電極反應為Cu－2e－===Cu2＋，錯誤。 答案　A 2．(2014·梅州調(diào)研)用酸性氫氧燃料電池為電源進行電解的實驗裝置示意圖如圖所示。下列說法中正確的是(　　) A．燃料電池工作時，正極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．a(chǎn)極是鐵，b極是銅時，b極逐漸溶解，a極上有銅析出 C．a(chǎn)極是粗銅，b極是純銅時，a極逐漸溶解，b極上有銅析出 D．a(chǎn)、b兩極均是石墨時，a極上產(chǎn)生的O2與電池中消耗的H2體積比為2∶1 答案　C 3.A、B、C三個電解池，A池內(nèi)盛有CuCl2溶液，純銅片作陰極，B與

3、C兩池內(nèi)均盛有AgNO3溶液，純銀絲作陰極。當B池中銀絲質(zhì)量增加0.108 g、C池中銀絲質(zhì)量增加0.216 g時，A池中銅片質(zhì)量增加(　　) A．0.216 g　　　　　　　 B．0.108 g C．0.064 g D．0.032 g 解析　陰極(B、C池)：Ag＋＋e－===Ag，陰極(A池)：Cu2＋＋2e－===Cu。圖中電路的連接方式為先將A、B兩池并聯(lián)，再與C池串聯(lián)進行電解，利用通過總電路的電子的物質(zhì)的量等于各并聯(lián)電路中通過的電子的物質(zhì)的量之和，可求得通過C池的電子的物質(zhì)的量為＝0.002 mol，通過B池電子的物質(zhì)的量為＝0.001 mol，則通過A池的電子的物質(zhì)

4、的量為0.001 mol，根據(jù)Cu2＋＋2e－===Cu可知，析出銅的質(zhì)量為64 g·mol－1×＝0.032 g。 答案　D 4．如圖a、b、c、d均為石墨電極，通電進行電解，b極有64 g Cu析出。 下列說法不正確的是(　　) A．甲中a電極反應式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．電解時向乙中滴入酚酞溶液，d電極附近變紅 C．向乙中通入2 mol HCl氣體，溶液組成可以恢復 D．c電極產(chǎn)生2 g氣體 解析　a極與電源的正極相連，a為電解池的陽極，b為陰極，電解硫酸銅溶液，則OH－在陽極上放電，電極反應式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A項正確；

5、在乙中c為陽極，d為陰極，電解飽和氯化鈉溶液，陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極：2H＋＋2e－===H2↑，加入酚酞試劑，在陰極(d極)附近變紅，B項正確；b極有64 g Cu析出，則電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為2 mol，根據(jù)關(guān)系式：Cu～2e－～H2～Cl2～2HCl可得：通入HCl的物質(zhì)的量為2 mol時，乙中溶液可復原，C項正確；c電極產(chǎn)生的是1 mol Cl2，其質(zhì)量為71 g，D項不正確。 答案　D, 5.如圖所示，將兩燒杯用導線相連，Pt、Cu、Zn、C分別為四個電極，閉合開關(guān)后，下列敘述正確的是(　　) A．C電極為電解池的陽極 B．Cu電極附近OH－濃度增大

6、C．Na＋移向Pt電極 D．Pt電極上有O2生成 解析　閉合開關(guān)后，右池形成原電池，左池為電解池，C電極為原電池的正極，A錯誤；Cu作陰極，水電離出的H＋放電而減少，OH－濃度增大，B正確；陽離子向陰極移動，則Na＋移向Cu電極，C錯誤；Pt電極上有Cl2生成，D錯誤。 答案　B 6．(2014·汕頭檢測)在下列裝置中，MSO4和NSO4是兩種常見金屬的易溶鹽。當K閉合時，SO從右到左通過交換膜移向M極，下列分析正確的是(雙選)(　　) A．溶液中c(M2＋)減小 B．N的電極反應式：N－2e－===N2＋ C．X電極上有H2產(chǎn)生，發(fā)生還原反應 D．反應過程中X電極周圍生成

7、白色膠狀沉淀 解析　當K閉合時，根據(jù)SO的移向，可判斷M極為負極，N極為正極，Y為陽極，X為陰極，電極反應式分別為負極：M－2e－===M2＋，正極：N2＋＋2e－===N，陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極：2H＋＋2e－===H2↑，在X極(陰極)附近Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故C、D項正確。 答案　CD 7．(2014·潮州模擬)如圖所示，其中甲池的總反應式為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，下列說法正確的是(雙選)(　　) A．甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置，乙、丙池是化學能轉(zhuǎn)化電能的裝置 B．甲池通入CH3OH的電極反應式

8、為CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋ C．反應一段時間后，向乙池中加入一定量CuO或CuCO3固體能使CuSO4溶液恢復到原濃度 D．甲池中消耗280 mL(標準狀況下)O2，此時丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45 g固體 解析　甲池為原電池，作為電源，電解乙池、丙池兩個電解池。根據(jù)原電池的形成條件，通入CH3OH的一極為負極，通入O2的一極為正極，所以石墨、Pt(左)作陽極，Ag、Pt(右)作陰極；B項，負極反應：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O；C項，乙池中發(fā)生的反應為CuSO4＋H2O===Cu＋O2↑＋H2SO4，故加入CuO或CuCO3固體能使CuSO4溶

9、液恢復到原濃度；D項，丙池中：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，消耗0.012 5 mol O2，轉(zhuǎn)移0.05 mol電子，生成0.025 mol Mg(OH)2，其質(zhì)量為1.45 g。 答案　CD 8．用惰性電極按如圖中裝置完成實驗，其中A、B兩燒杯分別盛放200 g 10% NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通電一段時間后，c極上有Cu析出，又測得A燒杯溶液中NaOH的質(zhì)量分數(shù)為10.23%。試回答下列問題： (1)電源的P極為________極。 (2)b極產(chǎn)生氣體的體積為________L(標準狀況)。 (3)c極上析出沉淀的質(zhì)量為________g

10、。 (4)d極上所發(fā)生的電極反應為__________________________________________________________。 解析　m(NaOH)＝200 g×10%＝20 g。電解后溶液的質(zhì)量為195.5 g。被電解的水的質(zhì)量為200 g－195.5 g＝4.5 g，其物質(zhì)的量為0.25 mol。由此可知，b極產(chǎn)生的O2為0.125 mol，其在標準狀況下的體積為2.8 L。根據(jù)電子得失守恒得：0.125 mol×4＝n(Cu)×2，解得n(Cu)＝0.25 mol，則m(Cu)＝16 g。 答案　(1)負　(2)2.8　(3)16　(4)4OH－－4e－=

11、==O2↑＋2H2O 9．如右圖所示，A為直流電源，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞溶液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色，請?zhí)羁眨? (1)電源A上的a為________極。 (2)濾紙B上發(fā)生的總化學反應方程式為__________________________________________________________ __________________________________________________________。 (3)欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點，使c、d兩點短路，則電極e上發(fā)生的反應為__________________

12、________，電極f上發(fā)生的反應為________________________，槽中盛放的電鍍液可以是________或________(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。 解析　(1)解答本題的關(guān)鍵之處是：“B上的c點顯紅色”，c點之所以呈紅色，是因為此處發(fā)生電極反應后為堿性，使酚酞變紅色，故c點發(fā)生的反應是：2H＋＋2e－===H2↑，式中的H＋來自水：H2OH＋＋OH－，消耗了H＋，過剩的OH－使酚酞顯紅色。c點發(fā)生還原反應，應為電解池的陰極，因此b為負極，a應為正極。 (2)濾紙(B)上發(fā)生的化學反應，實為電解飽和NaCl溶液，故總化學反應方程式為：2NaCl＋2H2OH2↑＋

13、Cl2↑＋2NaOH。 (3)鐵上鍍鋅，鍍層金屬應為陽極，接電源的正極。因此鍍槽(C)中，e應為鍍層金屬鋅(陽極)，它發(fā)生陽極溶解，其反應式為：Zn－2e－===Zn2＋；而f應為鍍件(金屬鐵)，在它上面發(fā)生的反應是：Zn2＋＋2e－===Zn(沉積于鐵陰極上)；鍍液應含Zn2＋，ZnSO4和ZnCl2是合理的選擇，當然不限于這兩種。 答案　(1)正　(2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH (3)Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn　ZnSO4溶液　ZnCl2溶液 10．A、B、C三種強電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子如下表所示： 陽離子 Na＋、K

14、＋、Cu2＋ 陰離子 SO、OH－ 如圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16 g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系如圖2所示。請回答下列問題： (1)M為直流電源的________極，b電極上發(fā)生的電極反應為__________________________________________________________。 (2)計算e電極上生成的氣體在標準狀況下的體積為________。 (3)寫出乙燒杯中的總反應的離子方程式：_________

15、_________________________________________________。 (4)要使丙燒杯中的C溶液恢復到原來的狀態(tài)，需要進行的操作是(寫出要加入的物質(zhì)和質(zhì)量)____________________________。 解析　根據(jù)題意，乙中溶液為CuSO4溶液，c電極為陰極，M為負極，N為正極。丙中溶液為Na2SO4或K2SO4溶液，甲中溶液為NaOH或KOH溶液，b為陽極，電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。 (2)e電極為陰極，其電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，其在標準狀況下的體積為×22.4 L·mol－1＝5.6 L。 (3)

16、2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑。 (4)電解Na2SO4或K2SO4溶液，實質(zhì)是電解水，所以應向丙燒杯中加水，其質(zhì)量為4.5 g。 答案　(1)負　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　(2)5.6 L (3)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑　(4)水、4.5 g, [對點回扣] 1．無外接電源的多池裝置分析技巧 (1)先判斷原電池，簡單方法是尋找最活潑金屬，確定最活潑金屬所在裝置為原電池，其余為電解池；還可以根據(jù)題目信息確定，能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應的裝置為原電池。 (2)確定電極策略：與原電池負極相連的為陰極，串聯(lián)裝置中電極是交替出現(xiàn)的，即相鄰電解裝置的

17、電極為陰、陽相連。 (3)簡單計算策略：多池串聯(lián)裝置中相同時間內(nèi)各電極得失電子數(shù)相等。 2．有外接電源的多池裝置分析技巧 (1)有外接電源時，全部為電解池(包括電鍍池和精煉池)。 (2)確定電極策略：與電源負極相連的是陰極，根據(jù)“電解池串聯(lián)時陰、陽電極交替出現(xiàn)”原則正推電極，也可以通過裝置某極變化、現(xiàn)象反推電極。 (3)計算要善用電子守恒。 3．連接方式的控制裝置解決方案 通過電鍵的閉合與斷開，形成獨立的原電池或電解池。注意前面反應的產(chǎn)物可能是后面反應的反應物，其余問題與前兩種類型的解決方案相同。 4.電極反應式的書寫技巧 電極反應式的書寫是電化學中的重點和難點，相關(guān)題型主要

18、有兩類：一類是給出電池裝置圖，根據(jù)圖示信息確定正、負極，然后找出兩極的反應物和生成物，按負極發(fā)生氧化反應、正極發(fā)生還原反應的規(guī)律書寫電極反應式。另一類是給出電池的總反應式，分析反應中有關(guān)元素化合價的變化情況，先寫出一個比較簡單的電極反應式，然后用總反應式減去已寫出的電極反應式，即得另一極的電極反應式。在書寫電極反應式時還必須考慮介質(zhì)的酸堿性，在酸性介質(zhì)中不要出現(xiàn)OH－，在堿性介質(zhì)中不要出現(xiàn)H＋。特別需要指出的是，對于可充電電池，還要看清“放電”、“充電”，放電過程按原電池原理分析，充電過程按電解池原理分析。 [糾錯]　 易錯點一： 易錯點二： 5．誤區(qū)警示 (1)在電解過程中，無論

19、什么材料的電極，其陰極質(zhì)量一定不會減少，陽極質(zhì)量一定不會增加。若某電極質(zhì)量減小，則該電極一定是與電源正極相連的活性陽極；若某電極質(zhì)量增加，則該電極一定是與電源負極相連的陰極，此時溶液中一定存在氧化性強于H＋的金屬離子。 (2)在電解過程中，若陽極質(zhì)量不變，則陽極一定是惰性電極，且此電極上一定有氣體生成。若陰極質(zhì)量不變，則此電極上一定有氣體產(chǎn)生，該氣體一定是H2。 (3)在電解過程中，若電解質(zhì)溶液的濃度保持不變，則陽極一定是用電解質(zhì)陽離子對應的金屬構(gòu)成，且質(zhì)量一定減小，而陰極上一定有與陽極相同的金屬單質(zhì)析出；若電解質(zhì)溶液的質(zhì)量增加，表明陽極一定是活性電極；若電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減小，表明陽極不溶解或陽極雖溶解，但單個陽離子和金屬原子得失電子數(shù)目相同時，其金屬的相對原子質(zhì)量一定比原電解質(zhì)溶液中陽離子對應的金屬的相對原子質(zhì)量小。 [總結(jié)]