原电池和电解池知识点总结 讲座(3)

2019-01-03 16:25

则溶液中留下4mol的H,c(H)=8mol·L

++-1

【纠错】原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算,均可概括为下列三种方法:

1.守恒法:用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。

2.总反应法:先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。 3.关系式法算:借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立计算所需的关系式。

【11】如下图,四种装置中所盛有的溶液体积均为200ml,浓度均为0.6mol/L,工作一段时间后,测得测得导线上均通过了0.2mol电子,此时溶液中的pH由大到小的顺序是( )

A.④②①③ B.④③①② C.④③②① D.①③②④ 【答案】 C

【解析】若氢离子放电,PH增大,若氢氧根放电PH减小。③中锌电极参与反应,电解质溶液PH基本不发生变化。④中阴极上氢离子放电,溶液渐渐成碱性。②阴极上氢离子放电,导线上通过了0.2mol电子,则溶液中减少了氢离子的物质的量也为0.2mol,根据原溶液的体积和浓度,氢离子的物质的量减少为0.04mol,浓度变为0.2mol/L。①中由于氢氧根离子放电,当导线上通过了0.2mol电子,则溶液中氢氧根离子减少0.2mol,即氢离子的物质的量增加0.2molL .溶液体积均为0.2L,,浓度约为1 mol/L。PH的变化符合C。

【纠错】此题目考查了原电池及电解池中溶液的PH值变化分析,PH值的变化与溶液中的氢离子或氢氧根离子放电有关。

【11】实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如

?2?下反应:负极Pb+SO24===PbSO4+2e,正极PbO2+4H+SO4+2e===PbSO4+2H2O 。若

制得Cl2 物质的量为0.050mol,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( )

A.0.025 mol 【答案】 C

【解析】该题只要明确原电池和电解池原理,抓住转移电子守恒即可。由2Cl-2e

B.0.050 mol C.0.10 mol D.0.20 mol

===Cl2,可知制0.05 mol Cl2转移0.10 mol电子,再由铅蓄电池总反应:Pb+PbO2+4H+

?2SO24===2PbSO4+2H2O可看出每转移2 mol e消耗2 mol H2SO4,现转移0.10 mol电子,将

耗0.10 mol硫酸。

【纠错】有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种:一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解;二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。以电子守恒较为简便,注意运用。由于电化学常常涉及到物理学中的串联电路、并联电路以及相关物理量如电流强度、电压、电阻、时间、电量等,无疑有关电化学知识也必然是物理学和化学的交汇点。

【12】 用指定材料做电极来电解一定浓度的溶液甲,然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度,则合适的组是:

A. B. C. D.

【答案】 B

阳极 阴极 Pt Pt Fe 精铜 溶液甲 NaOH H2SO4 NaCl CuSO4 物质乙 NaOH固体 H2O 盐酸 Cu(OH)2 Pt Pt C 粗铜

【13】 将含有0.400molCuSO4和0.200molKCl的水溶液1L,用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上析出19.2gCu,此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为

A.5.60L B.6.72L C.4.48L D.3.36L 【答案】C

【解析】电路中的确转移了0.600mol的电子,但溶液中仅有0.200mol的氯离子,其放电析出0.100mol的氯气。阳极放电的下一个产物应是氢氧根离子失电子转化成氧气,其量为0.400mol的电子转移,产生0.100mol的氧气。因此在阳极最终生成0.200mol的气体,

在标况下的体积为4.48L。

【纠错】电解产物的有关计算,不仅要考虑溶液中离子的放电顺序,由此来决定电解的产物,还要考虑离子的物质的量多少,当某种离子消耗完,一定会引起产物的变化。本题的思维定势是阴极产物为0.300mol铜,转移了0.600mol的电子,阳极产物必然是0.300mol的氯气,标况下的体积为6.72L,得出选项B的错误结论。

高考真题分析 1.[2012·江苏化学卷10]下列有关说法正确的是

A.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0 B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 C.N2(g)+3H2(g)

2NH3(g) △H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率V(H2)

和氢气的平衡转化率均增大

D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应 B 解析:本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题,着力考查学生对熵变、焓变,水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。 A.分解反应一般是常识吸热反应,熵变、焓变都大于零,仅在高温下自发。内容来源于《选修四》P34-P36中化学方向的判断。

B.铁比铜活泼,组成的原电池中铁为负极,更易被氧化。

C.据平衡移动原理,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡转化率减小。 D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是吸热反应,越热越电离,水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大。

2. [2012·江苏化学卷5]下列有关物质的性质与应用不相对应的是 A.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂 B.FeCl3溶液能与Cu反应,可用于蚀刻印刷电路 C.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆

D.Zn具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料

C 解析:本题属于元素及其化合物知识的考查范畴,这些内容都来源于必修一、和必修二等课本内容。铝离子水解、胶体的吸附性、Fe3+的氧化性、SO2和Zn的还原性等内容,看来高三一轮复习围绕课本、围绕基础展开,也不失为一条有效途径。

3. [2012·海南化学卷3]下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是

A. HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B. NaOH、CuSO4、 H2SO4 C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2 D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2 C 【解析】电解时只生成氢气和氧气,则电解质所含的阳离子在金属活动性顺序电解

表中铜之前,阴离子不能是简单离子;电解HCl的方程式为:2HCl===Cl2↑ + H2电解

↑,A选项错;电解CuSO4溶液的方程式为:2CuSO4+2H2O====2Cu+2H2SO4+O2↑,B电解

选项错;电解NaBr的方程式为:2NaBr+2H2O===2NaOH+H2↑+Br2,D选项错。 4. [2012·海南化学卷10]下列叙述错误的是 A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱 B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈

C.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液 D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀

C 【解析】生铁中含有碳,构成原电池加快了腐蚀速率,故A选项正确;用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈,是因为构成的原电池中Fe作负极,加快了腐蚀速率,故B选项正确;在铁制品上镀铜时,镀件应为阴极,故C选项错;铁管上镶嵌锌块,构成的原电池中Fe作正极,受到保护,故D选项正确。

5. [2012·安徽理综化学卷11]某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流发A指针偏转。 下列有关描述正确的是

A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:

???2H??2CL???????Cl2??H2?

B.断开K1,闭合K2时,石墨电极附近溶液变红

通电C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:

Cl2?2e??2Cl?

D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极

D 【解析】本题考查原电池及电解池工作原理,旨在考查考生对知识的综合应用能力。断开K2,闭合K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则反应为2Cl-+2H2O

通电 H2↑+2OH-+Cl2↑,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生

Cl2,在铜电极处产生H2,附近产生OH-,溶液变红,故A、B两项均错误;断开K1、闭合K2时,为原电池反应,铜电极反应为H2-2e-+2OH-===2H2O,为负极,而石墨电极反应为Cl2+2e-===2Cl-,为正极,故C项错误,D项正确。 6. [2012·福建理综化学卷9]将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是 A.Cu电极上发生还原反应 B.电子沿Zn?a?b?Cu路径流动 C.片刻后甲池中c(SO4)增大 D.片刻后可观察到滤纸b点变红色

A 解析:Zn作原电池的负极,Cu作原电池的正极,Cu电极是发生还原反应。B选项貌似正确,迷惑学生。电子流向是负极到正极, 但a→b这一环节是在溶液中导电,是离子导电,电子并没沿此路径流动。C选项

中硫酸根离子浓度基本保持不变。D选项中是滤纸a点是阴极,氢离子放电,溶液中氢氧根暂时剩余,显碱性变红色。这题是考查学生的电化学知识,装置图设计有些复杂,B选项干扰作用明显,设问巧妙。

7.[2012·浙江理综化学卷10]已知电极上每通过96 500 C的电量就会有1 mol电子发生转移。精确测量金属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量,可以确定电解过程中通过电解池的电量。实际测量中,常用银电量计,如图所示。下列说法不正确的是 ...

A.电量计中的银棒应与电源的正极相连,铂坩埚上

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