《優(yōu)化探究》屆高考化學總復習配套課件專題講座多池串聯(lián)組合裝置的解題方法

專題講座六多池串聯(lián)組合裝置的解題方法將原電池和電解池結(jié)合在一起，綜合考查化學反應中的能量變化、氧化還原反應、化學實驗和化學計算等知識，是高考試卷中電化學部分的重要題型。該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個方面：電極的判斷、電極反應方程式的書寫、實驗現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動、pH的變化以及電解質(zhì)溶液的恢復、運用電子守恒處理相關數(shù)據(jù)等。順利解答該類試題的關鍵是把握以下三點：(1)透徹理解原電池、電解池的工作原理。(2)準確判斷原電池和電解池。(3)靈活利用電子守恒，是數(shù)據(jù)處理的法寶。1．多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷(1)直接判斷：非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如圖：A為原電池，B為電解池。(2)根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷：原電池一般是兩種不同的金屬電極或一個金屬電極一個碳棒做電極；而電解池則一般都是兩個惰性電極，如兩個鉑電極或兩個碳棒。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應。如圖：B為原電池，A為電解池。(3)根據(jù)電極反應現(xiàn)象判斷：在某些裝置中根據(jù)電極反應或反應現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型，如圖：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負極；甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應，A、C極發(fā)生氧化反應。2．綜合裝置中的有關計算原電池和電解池綜合裝置的有關計算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒，分析時要注意兩點：(1)串聯(lián)電路中各支路電流相等。(2)并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。在此基礎上分析處理其他各種數(shù)據(jù)。如圖所示：圖中裝置甲是原電池，乙是電解池，若電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解6.5g，Cu極上析出H22.24L(標準狀況)，Pt極上析出Cl20.1mol，C極上析出Cu6.4g。甲池中H＋被還原，生成ZnSO4，溶液pH變大；乙池中是電解CuCl2，由于Cu2＋濃度的減小使溶液pH微弱增大，電解后再加入適量CuCl2固體可使溶液復原。典例下圖所示裝置中，甲、乙、丙燒杯依次盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4溶液為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：(1)電源的N端為______________________________________極。(2)電極b上發(fā)生的電極反應為____________________________。(3)列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積：_____________________________________________________________________________________________________________。(4)電極c的質(zhì)量變化是________g。(5)電解前后各溶液的酸堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：甲溶液______________________________________________；乙溶液______________________________________________；丙溶液______________________________________________。即時訓練1．(2014年高考廣東卷)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，則(

)A．電流方向：電極Ⅳ→A→電極ⅠB．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：當多個池串聯(lián)時，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A.電子移動方向：電極Ⅰ→A→電極Ⅳ，電流方向與電子移動方向相反，A正確。B.原電池負極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應，B錯誤。C.原電池正極為得電子極，銅離子在電極Ⅱ上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，C錯誤。D.電解池中陽極為非惰性電極時，電極本身失電子，形成離子進入溶液中，因為電極Ⅱ為正極，因此電極Ⅲ為電解池的陽極，其電極反應式為Cu－2e－===Cu2＋，D錯誤。答案：A2.按如圖裝置實驗，A、B兩燒杯分別盛放200g10%NaOH和足量CuSO4溶液。通電一段時間后，c極上有Cu析出；又測得A燒杯中溶液的質(zhì)量減少4.5g(不考慮水的蒸發(fā))。則下列敘述中正確的是(

)A．電源P極為負極B．標準狀況下，b極產(chǎn)生氣體的體積為5.6LC．c極上析出固體的質(zhì)量為32gD．a(chǎn)極上所發(fā)生的電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑答案：A3．課題式研究性學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的良好方法。某研究性學習小組將下列裝置如圖連接，D、F、X、Y都是鉑電極，C、E是鐵電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：(1)電源B極是________極。(2)甲裝置中電解反應的總化學方程式是____________________。(3)設電解質(zhì)溶液過量，則同一時間內(nèi)C、D電極上參加反應的單質(zhì)或生成的單質(zhì)的物質(zhì)的量之比是________。(4)欲用丙裝置將粗銅(含少量鐵、鋅等雜質(zhì))精煉，G極材料應該是________(填“粗銅”或“精銅”)，電解液中原溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度將__________(填“變大”“變小”或“不變”)。(5)裝置丁中的現(xiàn)象是__________