电化学的组合装置及计算

1、电化学的组合装置及计算解题策略 第一步：写反应。写出两极的电极反应式(特别要注意阳极材料)。第二步：标得失。标出两电极的得失电子数，若未知，可用未知数代入。第三步：列算式。(1)用电子守恒法计算：根据通过阴、阳两极的电量相等列出关系式，依据是两极得失电子总数相等；(2)利用总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算；(3)列关系式计算：利用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，如：物质 H2O2Cl2CuAgHOHen(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4将原电池和电解池结合在一起，或几个电解池串联在一起，综合考查化学反应中的

2、能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识，是高考试卷中电化学部分的重要题型。解答该类试题时电池种类的判断是关键，整个电路中各个电池工作时电子守恒是数据处理的法宝。1直接判断非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时，则其他装置为电解池。如图：A为原电池，B为电解池。2根据电池中的电极材料和电解质溶液判断原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒做电极；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电极。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：A为电解池，B为原电池。3根据电极反应现象

3、判断在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图：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。题组训练1如图所示的电化学装置中，电极为Al，其他电极均为Cu，则下列说法准确的是( )A电子流向：电极(A)电极 B电极的电极反应：2H2O4e=4HO2C电极的质量减少，电极的质量增加 D三个烧杯中的SO浓度都始终保持不变2如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列相关说法准确的是

4、( )A反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区B乙装置中铁电极为阴极，电极反应式为Fe2e=Fe2C通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为O24e2H2O=4OHD反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变角度二 应对电化学定量计算的三种方法电化学的综合计算包括：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、根据产物的量求电荷量等等，不论哪类计算，均可采用下列三种方法：例如由关系式法通过4 mol e为基准可构建电极产物之间的如下关系式：提示：在电化学计算中，还常利用QIt和Qn(e)NA1.601019 C来计算电路中通过的电量

5、。题组训练类型1 依据电子守恒，突破分阶段计算3用惰性电极电解100 mL 4 molL1Cu(NO3)2溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe2浓度为(设溶液的体积不变)( )A0.75 molL1 B3 molL1 C4 molL1 D3.75 molL14(2017山西四校联考)500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.3 molL1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体1.12 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法准确的是( )A原

6、混合溶液中c(Na)0.2 molL1 B电解后溶液中c(H)0.2 molL1C上述电解过程中共转移0.4 mol电子 D电解后得到的Cu的物质的量为0.1 mol类型2 依据总反应式，建立等量关系实行计算5将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中实行电解，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( )A4103 molL1 B2103 molL1 C1103 molL1 D1107 molL16(2017六盘水质检)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电

7、一段时间后进行如下操作。(1)如果向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为_mol。(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为_mol。类型3根据电子守恒，突破电解池的“串联”计算7甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。(1)甲中负极的电极反应式为_。(2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为_。(3)丙装置溶液中金属阳离子的

8、物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图，则图中线表示的是_的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要_ mL 5.0 molL1 NaOH溶液。课时作业1用惰性电极电解2 L 0.5 mol/L的硝酸银溶液，当在电路中通过0.1 mol电子后，调换正、负极，电路中又通过了0.2 mol电子，此时溶液pH为(假设溶液体积不变)()A1B2 C3 D无法确定2如图是一套电化学装置，对其有关说法错误的是()A装置A是原电池，装置B是电解池B反应一段时间后，装置B中溶液pH增大Ca中若消耗1 mol CH4，d口可产生4 mol气体Da口通入C2H6时的电极反应为C2H614e18

9、OH=2CO12H2O3.按如图所示装置进行电解实验，A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极的质量增加7.68 g，溶液的质量增加0.03 g，则铜锌合金中Cu、Zn原子的个数比为()A31B41 C21 D任意比4如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是()AH透过质子交换膜由右向左移动 B铜电极应与X相连接CM电极的反应式：H2NCONH2H2O6e=CO2N26HD当N电极消耗0.25 mol气体时，则铁电极增重16 g5(2017山西四校联考)用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法正确的是( )A当a、b都是铜时，电解的总反应方程式为2CuSO42H2O2H2SO42CuO2B燃料电池工作时，正极反应为O22H2O4e=4OHC当燃料电池消耗2.24 L甲醛气体时，电路中理论上转移0.2 mol eD燃料电池工作时，负极反应为HCHOH2O2e=HCOOH2H6在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g。试回答下列问题。(1)电源中X电极为直流电源的_极。(2)pH变化：A：_，B