1、【 精品教育资源文库 】 小专题五 电化学组合装置的破解策略 1某同学按下图所示的装置进行实验。 A、 B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当 K闭合时， SO24 从右向左通过交换膜移向 A极。下列分析正确的是 ( )。 A溶液中 c(A2 )减小 B B极的电极反应： B 2e =B2 C Y电极上有 H2产生，发生还原反应 D反应初期， X电极周围出现白色胶状沉淀 2 (2018 届陕西西安一模 )如下图所示，甲池的总反应式为 N2H4 O2=N2 2H2O，下列关于该电池工作时的说法正确的是 ( )。 A该装置工作时， Ag 电极上有气体生成 B甲池和乙池中的溶液的 pH均减小
2、C甲池中负极反应为 N2H4 4e =N2 4H D当甲池中消耗 0.1 mol N2H4时，乙池中理沦上最多产生 6.4 g固体 3图 1 为甲烷和 O2构成的燃料电池示意图，电解质为 KOH 溶液，图 2 为电解 AlCl3溶液的装置，电极材料均为石墨。用该装置进行实验，反应开始后观察到 x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是 ( )。 A图 1中电解质溶液的 pH 增大 B图 2中电解 AlCl3溶液的总反应为 2Cl 2H2O=通电 Cl2 H2 2OH C A处通入的气体为 CH4，电极反应式为 CH4 10OH 8e =CO23 7H2O D电解池中 Cl 向 x极移动 4下图所
3、示的 A、 B两个电解池中的电极均为铂，在 A池中加入 0.05 molL 1的 CuCl2溶液， B池中加入 0.1 molL 1的 AgNO3溶液，进行电解。 a、 b、 c、 d四个电极上析出的物质的物质的量之比是 ( )。 【 精品教育资源文库 】 A 2241 B 1121 C 211 1 D 2121 5 (2018届河北五校一模 )以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 ( )。 A燃料电池工作时，正极反应为 O2 2H2O 4e =4OH B a极是铜， b极是铁时，溶液中 CuSO4浓度减小 C a、 b两极若是石墨，在同温同压下 a极产生的气体
4、与电池中消耗乙烷的体积之比为72 D a极是纯铜， b 极是粗铜时， a极上有铜析出， b极逐渐溶解，两极质量变化相同 6下图装置闭合电键 K时，电流计 A的指针将发生偏转。试回答： (1)丙池是 _(填 “ 原电池 ” 或 “ 电解池 ”) ，甲中 a 电极的名称是_(填 “ 正极 ” 或 “ 负极 ”) ，丙中 c 电极的名称是 _(填 “ 阳极 ” 或 “ 阴极 ”) 。 (2)乙中 Cu 极的电极反应是 _，若电路中有 0.02 mol电子通过，则甲中 a电极溶解的质量为 _g。 (3)闭合电键 K 一段时间后，丙池中生成两种气体和一种碱，则丙池中发生的总化学方程式是 _ _。 (4)
5、如果要给丙中铁片上镀上一层 Cu，则丙池应作何改进： _ _。 7 (2018届甘肃天水一中月考 )电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污 水的 pH在 5.0 6.0 之间，通过电解生成 Fe(OH)3沉淀。 Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉 )浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如下图所示： 请回答下列问题： (1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此 时，应向污水中加入适量的 _。 a H2SO4 b
6、 BaSO4 c Na2SO4 d NaOH (2)电解池阳极的电极反应分别是 _ ； 4OH 4e =2H2O【 精品教育资源文库 】 O2 。 (3) 电 极 反 应 和 的 生 成 物 反 应 得 到 Fe(OH)3 沉 淀 的 离 子 方 程 式 是_。 (4)该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以 CH4 为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。 已知负极的电极反应是 CH4 4CO23 8e =5CO2 2H2O。正极的电极反应是_。 为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分 A物质参加循环。则 A物质的化学式是 _。 (5)实验
7、过程中，若在阴极产生了 44.8 L(标准状况 )气体，则熔融盐燃料电池消耗 CH4(标准状况 )_L。 小专题五 电化学组合装置的破解策略 1 D 解析：根据 SO24 从右向左通过交换膜移向 A极，则 A极为负极，故 A极的电极反应为 A 2e =A2 ，溶液中 c(A2 )增大； B极为正极，发生还原反应； Y电极为阳极，有 Cl2产生；右边 U 形管中最初为电解 AlCl3溶液， X 电极为 H 放电， c(H )减小， c(OH )增大，且 Al3 移向 X极，因此会产生 Al(OH)3白色胶状沉淀， D正确。 2 B 解析：甲池作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负
8、极反应为 N2H4 4e 4OH =N2 4H2O，正极反应为 O2 4e 2H2O=4OH 。乙池为电解池，银极为阴极，石墨为阳极，阴极反应为 Cu2 2e =Cu，阳极反应为 4OH 4e =2H2O O2 。由以上分析可知， A、 C错误；甲池生成水，导致溶液中 KOH浓度降低，则溶液 pH 减小，乙池中氢氧根离子放电，导致溶液 pH 减小， B 正确；甲池消耗 0.1 mol N2H4时，转移 0.4 mol电子，乙池生成 0.2 mol铜，即 12.8 g固体， D错误。 3 C 解析：甲烷和 O2 构成的燃料电池为原电池，甲烷在负极发生氧化反应，由于观察到 x电极附近出现白色沉淀说
9、明产生氢氧化铝沉淀， x电极为电解池的阴极， a为原电池的负极，甲烷失电子，被氧化， C正确；电解 AlCl3溶液应生成氢氧化铝沉淀， B错误；图 1中甲烷的 燃料电池不断消耗碱，溶液的 pH 减小， A错误；电解池中 Cl 向阳极移动， x极为阴极， D错误。 4 A 解析：由电解规律可知： a、 c 为阴极， b、 d 为阳极。 a 极上析出 Cu， b 极上析出 Cl2， c极上析出 Ag， d极上析出 O2。由电子守恒可得出： 2e Cu Cl2 2Ag 12O2，所以a、 b、 c、 d四个电极上析出物质的物质的量之比为 112 12 2241 。 5 B 解析：根据图示知乙烷燃料电
10、池中左侧电极为电源的正极，右侧电极为电源的负极， a为电解池的阴极， b为电解池 的阳极。该燃料电池工作时，负极产物为 CO2，说明电解质溶液呈酸性，正极反应为 O2 4H 4e =2H2O， A 错误； a 极是铜， b 极是铁时，电解总反应为 Fe CuSO4=FeSO4 Cu，溶液中硫酸铜浓度减小， B正确； a、 b两极若是石墨， a极反应式为 Cu2 2e =Cu，当硫酸铜溶液足量时没有气体产生， C 错误； a 极是纯铜， b 极是粗铜时，为铜的电解精炼， a 极上有铜析出， b 极逐渐溶解，但溶解的不只是铜，两极质量变化不相同， D错误。 6 (1)电解池 阳极 负极 (2)Cu
11、2 2e =Cu 0.65 (3)2NaCl 2H2O=通电 2NaOH H2 Cl2 (4)将 “C” 换成 “Cu” 、 “NaCl 溶液 ” 换成 “CuSO 4溶液 ” 解析： (1)甲、乙构成原电池，则丙为电解池，由电子流向可知，锌作负极，即 a 为负【 精品教育资源文库 】 极， c连接 b， b为正极，故 c为阳极。 (2)Cu作正极，电极反应式为 Cu2 2e =Cu， a极上发生反应 Zn 2e =Zn2 ，转移 0.02 mol电子，消耗锌的质量为 0.01 mol65 gmol 1 0.65 g。 (3)闭合 K，丙池电解饱 和食盐水： 2NaCl 2H2O=通电 2N
12、aOH H2 Cl2 。 (4)电镀：待镀金属作阴极，电解质溶液含镀层离子，镀层金属作阳极，故应将 “C” 换成 “Cu” 、“NaCl 溶液 ” 换成 “CuSO 4溶液 ” 。 7 (1)c (2)Fe 2e =Fe2 (3)4Fe2 10H2O O2=4Fe(OH)3 8H (4)O 2 2CO2 4e =2CO23 (或 2O2 4CO2 8e =4CO23 ) CO2 (5)11.2 解析： (1)保持污水的 pH 在 5.0 6.0 之间，通过电解生成 Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水、显中性的盐，答案选 c。 (2)活泼金属电极作电解池的阳极时，电
13、极本身放电，所以阳极的电极反应为 Fe 2e =Fe2 。 (3)Fe2 具有还原性，能被氧气氧化为 Fe3 ，则反应得到 Fe(OH)3 沉淀的离子方程式是 4Fe2 10H2OO2=4Fe(OH)3 8H 。 (4) 燃料电池中，正极反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质是熔融碳酸盐，所以正极 的电极反应为 O2 2CO2 4e =2CO23 或 2O2 4CO2 8e=4CO23 ； 电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳，所以 A物质的化学式为 CO2。 (5)阴极的电极反应为 2H 2e =H2 ，阴极产生了 44.8 L(标准状况 )即 2 mol的氢气，所以转移电子的物质的量为 4 mol，根据电池的负极电极反应是 CH4 4CO23 8e =5CO2 2H2O，当转移 4 mol电子时，消耗 CH4(标准状况 )的体积 V nVm 0.5 mol22.4 Lmol 1 11.2 L。
