李仕才
1.辨析多池组合
(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为电解池。
(2)根据电池中的电池材料和电解质溶液判断:
原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒做电极;而电解池则一般都是两个惰性电极,如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应,电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示:B为原电池,A为电解池。
(3)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。
2.突破电化学计算
原则:电化学的反应是氧化还原反应,各电极上转移电子的物质的量相等,无论是单一电池还是串联电解池,均可抓住电子守恒计算。
关键:a.电极名称要区分清楚;b.电极产物要判断准确; c.各产物间量的关系遵循电子得失守恒。 方法:(1)根据电子守恒计算
用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。 (2)根据总反应式计算
先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列出比例式计算。 (3)根据关系式计算
根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式。 如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式:
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(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。
注意 在电化学计算中,还常利用Q=I·t和Q=n(e)×NA×1.60×10通过的电量。 [思维深化]
如图所示,图中装置甲是 ,乙是 ,若电路中有0.2 mol电子转移,则Zn极溶解 ,Cu极上析出 (标准状况),Pt极上析出 mol,C极上析出
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C来计算电路中
Cu g。甲池中H被还原,生成ZnSO4,溶液pH ;乙池中是电解CuCl2,由于Cu浓度的减小使溶液pH微弱增大,电解后再加入适量 固体可使溶液复原。
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考向一 多池串联的分析与计算
1.(2020·四川绵阳调研)按如图装置进行电解(均是惰性电极),已知A烧杯中装有500 mL 20%的NaOH溶液,B烧杯中装有500 mL pH为6的CuSO4溶液。通电一段时间后,在b电极上收集到28 mL气体(标准状况),则B烧杯中溶液pH变为(溶液体积变化忽略不计)( )
A.4 C.2
B.3 D.1
2.某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,则( )
A.电流方向:电极Ⅳ→A→电极Ⅰ
B.电极Ⅰ的质量减少2.7 g时,电极Ⅳ的质量减少9.6 g
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:Cu+2e===Cu
3.在如图中,甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol/L AgNO3溶液,乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol/L CuCl2溶液,A、B、C、D均为质量相同的石墨电极,如果电解一段时间后,发现A极比C极重 1.9 g,则
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(1)电源E为 极,F为 极。
(2)A极的电极反应式为 ,析出物质 mol。
(3)B极的电极反应式为 ,析出气体 mL(标准状况)。 (4)C极的电极反应式为 ,析出的物质 mol。 (5)D极的电极反应式为 ,析出气体 mL(标准状况)。 (6)甲烧杯中滴入石蕊试液, 极附近变红,如果继续电解,在甲烧杯中最终得到 溶液。
考向二 电解的分阶段计算
4.将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解过程中,溶液pH随时间t的变化如图所示,则下列说法错误的是( )
A.阳极先析出Cl2,后析出 O2,阴极先产生Cu,后析出H2
B.AB段阳极只产生Cl2,阴极只产生Cu C.BC段表示在阴极上是H放电产生了H2 D.CD段相当于电解水
5.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)=0.6 mol·L,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·L B.上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D.电解后溶液中c(H)为0.2 mol·L
6.将1 L一定浓度的CuSO4溶液,用a、b两个石墨电极电解,当a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时,b极上只有固体析出。然后将a、b两极反接,继续通直流电,b极上又产生22.4 L(标准状况下)气体,溶液质量共减少227 g。
(1)a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时,b极增加的质量为 。 (2)原溶液中CuSO4的物质的量浓度为 。
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