2019版高考化学总复习 第6章 化学反应与能量 微专题强化突破12 电化学串联装置的两大模型专题集训 新人教版.doc

微专题强化突破12 电化学串联装置的两大模型一、选择题1如图用氢氧燃料电池电解硫酸钠溶液(均为惰性电极)，下列说法正确的是()选项甲池乙池A放电过程中KOH浓度不变滴加酚酞试液d极区域溶液先变红BOH移向a电极OH移向d电极Ca电极消耗2.24 L H2时(标准状况)c电极生成1.12 L O2(标准状况) Da电极反应：H22e=2Hd电极反应：4OH4e=O22H2O解析：选C。甲池中a电极为负极，b电极为正极，乙池中c电极是阳极，d电极是阴极，而放电过程中会产生水，氢氧化钾的浓度降低，故A错误。甲池中氢氧根离子移向a电极，乙池中氢氧根离子移向c电极，故B错误。a电极消耗2.24 L的氢气转移0.2 mol电子，则c电极生成0.05 mol 氧气，即1.12 L(标准状况)，故C正确。a电极是氢气失电子但是为碱性环境，故书写错误，d电极应该进行的是还原反应，故D错误。2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，Y极上产生黄绿色气体。下列分析正确的是()A溶液中c(A2)减小BB极的电极反应：B2e=B2CY电极上有Cl2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解析：选D。根据Y极有黄绿色气体生成，Y极电极反应为2Cl2e=Cl2，发生氧化反应，即Y为电解池的阳极，B为原电池的正极，A为原电池的负极，故A极的电极反应为A2e=A2，溶液中c(A2)增大，A、C错误；B极为正极，发生还原反应，B错误；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。3铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，研读下图，下列判断正确的是()AK闭合时，d电极的电极反应式：PbSO42e=PbSOB当电路中通过0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时，中SO向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为负极解析：选B。根据图示，K闭合时，为原电池，a为正极，b为负极；为电解池，c为阴极，d为阳极。d发生氧化反应：PbSO42e2H2O=PbO24HSO，A项错误；根据铅蓄电池的总反应知，电路中转移0.2 mol电子时，中消耗0.2 mol H2SO4，B项正确；K闭合时，中SO向阳极(d极)迁移，C项错误；K闭合一段时间后，c电极析出Pb，d电极析出PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，此时可以形成铅蓄电池，d电极作正极，D项错误。4电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是()A石墨电极上发生氧化反应B为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇C根据图示，物质A为CO2D甲烷燃料电池中CO向空气一极移动解析：选C。A项，甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极是负极，与负极相连的石墨电极是阴极，阴极得电子发生还原反应，错误；B项，乙醇是非电解质，不能增强污水的导电能力，错误；C项，根据图示，甲烷燃料电池中用熔融碳酸盐作电解质，所以正极反应为2CO2O24e=2CO，物质A为CO2，正确；D项，在燃料电池中，阴离子移向负极，所以CO向甲烷一极移动，错误。5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。下列有关说法正确的是()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通入氧气的一极为负极，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解析：选A。甲装置为甲醚燃料电池，通入氧气的一极发生还原反应，为电池的正极，通入甲醚的一极为电池的负极；乙装置为电解饱和氯化钠的装置，Fe电极为阴极，C电极为阳极，丙装置为电解精炼铜的装置，粗铜为阳极，纯铜为阴极。A项，乙装置中铁电极反应2H2e=H2，所以反应一段时间后，装置中生成的氢氧化钠在铁极区，正确；B项，乙装置中铁电极反应为2H2e=H2，错误；C项，通入氧气的一极发生还原反应，为原电池的正极，发生的电极反应为O22H2O4e=4OH，错误；D项，丙装置中，粗铜极除了铜发生氧化反应外，活动性在铜前面的金属也要反应，但是在纯铜极，除铜离子被还原外，没有其他离子能被还原，根据得失电子相等，可知硫酸铜溶液浓度减小，错误。6假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()A当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生C当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变解析：选A。当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；B装置中消耗H，pH变大，A装置中相当于电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变；D装置中相当于铜的电解精炼，pH不变。二、非选择题7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：_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B_，C_。(3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。(4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为_(设电解前后溶液体积无变化)。解析：(1)三个装置是串联的电解池。电解AgNO3溶液时，Ag在阴极发生还原反应变为Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y是正极，X是负极。(2)电解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；电解CuSO4、K2SO4溶液，生成H2SO4，溶液pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag浓度基本不变，pH不变。(3)通电5 min时，C中析出0.02 mol Ag，电路中通过0.02 mol电子。B中共收集0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol电子，电子转移不守恒，因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电解水，生成O2和H2，B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，则4x4y0.02 mol(电子转移守恒)，x3y0.01 mol(气体体积之和)，解得xy0.002 5 mol，所以n(CuSO4)20.002 5 mol0.005 mol，c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 molL1。(4)通电5 min时，A中放出0.01 mol H2，溶液中生成0.02 mol KOH，c(OH)0.02 mol0.2 L0.1 molL1，pH13。答案：(1)负(2)增大减小不变(3)0.025 molL1(4)13