福建省泰宁一中2024届高考化学过关知识点6 电化学计算与“多池”的连接问题分析

2024届高考化学过关学问点6电化学计算与“多池”的连接问题分析命题点1电化学的计算
(1)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.电极名称要区分清晰；b.电极产物要推断精确；c.各产物间量的关系遵循电子得失守恒。

(2)方法
注：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×N A×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。

[对点训练1] 1 L 1 mol·L－1的AgNO3溶液在以银为阳极，铁为阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列推断不正确的是()
A．溶液浓度仍为1 mol·L－1
B．阳极上产生112 mL O2(标准状况)
C．转移的电子数是1.204×1022
D．反应中有0.02 mol金属被氧化
B[阴极增重2.16 g Ag，转移电子0.02 mol。

阳极为Ag，溶液为AgNO3溶液，溶液浓度不变。

]
[对点训练2]如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题：
(1)a为电源的________(填“正”或“负”)极，C池是________池。

A池阳极的电极反应为__________________，
C池阴极的电极反应为____________________________________。

(2)假如B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。

(3)假如A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电5 min后，溶液的pH为________。

(4)若将CuSO4溶液复原，需加________(填写一种物质)________g。

[解析] 依据已知条件通电5 min 后，电极5的质量增加2.16 g ，说明电极5作阴极，银离子放电，电极反应为Ag ＋＋e －===Ag ，转移电子的物质的量为0.02 mol ，同时可知电极6作阳极，与电源的正极相连。

同时可得a 是负极，b 是正极，电极1、3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。

由此可得(1)中答案。

(2)B 槽中电解总反应为2CuSO 4＋2H 2O=====通电
2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4，若转移0.02 mol 电子时只收集到O 2(只电解溶质)，则依据关系式2CuSO 4～O 2～4e －可得n (O 2)＝0.005 mol ，体积为112 mL(标准状况)<224 mL ，说明溶质CuSO 4已耗完，
然后电解水。

设整个过程消耗CuSO 4 x mol ，H 2O y mol ，则有2x ＋2y ＝0.02，12x
＋32y ＝0.01，解得x ＝y ＝0.005 mol ，则c (CuSO 4)＝0.025 mol·L －1。

(3)由于A 池中电解液足量，A 池中只发生反应2NaCl ＋2H 2O=====通电
2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，依据关系式NaOH ～e －，生成的n (NaOH)＝0.02 mol ，则c (NaOH)＝0.02 mol 0.2 L ＝0.1 mol·L －1，即溶液的pH ＝13。

(4)依据计算，电解分两个过程，第一过程电解CuSO 4溶液(复原加CuO)，其次过程电解H 2O(复原加H 2O)，依据CuO 与H 2O 的物质的量之比为1∶1，加一种物质应为Cu(OH)2。

m [Cu(OH)2]＝0.005 mol ×98 g/mol ＝0.49 g 。

[答案] (1)负 电解 2Cl －－2e －===Cl 2↑ Ag ＋＋e －===Ag
(2)0.025 mol·L －1 (3)13 (4)Cu(OH)2 0.49
电解肯定量NaCl 或CuSO 4溶液时，留意电解的程度，当溶液中的Cl －或Cu 2＋放电完全后，再电解时相当于电解H 2O ，故推断复原物质要留意前期与后期削减的物质，确定加什么物质复原。

命题点2 “多池”连接问题的分析
(1)干脆推断
特别直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。

如下图：A为原电池，B为电解池。

(2)依据电池中的电极材料和电解质溶液推断
①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；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。

②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：B为原电池，A为电解池。

(3)依据电极反应现象推断
在某些装置中依据电极反应或反应现象可推断电极，并由此推断电池类型，如图：
若C极溶解，D极上析出Cu，B极旁边溶液变红，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。

[对点训练3](2024·广东高考改编)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→Ⓐ→电极Ⅰ
B．电极Ⅰ的质量削减2.7 g时，电极Ⅳ的质量削减9.6 g
C．c烧杯溶液的pH减小
D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu
A[依据图所示可知电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，电极Ⅲ为阳极，电极Ⅳ为阴极。

]
[对点训练4](2024·沈阳质检)用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解Na2SO4溶液，已知固体氧化物在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过，其工作原理如图所示(c、d均为惰性电极)。

下列有关说法正确的是()
A．电路中电子流向为a→d→c→b
B．电极b为负极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－
C．电解后烧杯中溶液pH增大
D．理论上b极消耗气体和c极生成气体质量相等
D[在溶液中没有电子的流淌，只有离子的流淌，A项错误；通入O2的一极(电极b)为电池的正极，发生还原反应，B项错误；惰性电极电解Na2SO4溶液实质上是电解水，溶液的pH不变，C项错误；c极生成O2，依据得失电子守恒可知D项正确。

]
[对点训练5]按如图所示装置进行试验，并回答下列问题：
(1)推断装置的名称：A池为________，B池为________。

(2)锌极为________极，电极反应式为_________________________；
铜极为________极，电极反应式为________________；石墨棒C1为________极，电极反应式为____________；
石墨棒C2旁边发生的试验现象为________________________。

(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量________(填“增加”或“削减”)________g，CuSO4溶液的质量________(填“增加”或“削减”)________g。

[解析]A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的状况下构成电解池，即A原电池、B电解池。

A 池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，四
＝0.01 mol，故电路中转移电周有OH－富集，酚酞变红，且n(H2)＝0.224 L
22.4 L·mol－1
子的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，依据得失电子守恒，锌极有0.01 mol Zn 溶解，即Zn极质量削减0.01 mol×65 g·mol－1＝0.65 g，铜极上有0.01 mol Cu 析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol×(65 g·mol－1－64 g·mol－1)＝0.01 g。

[答案](1)原电池电解池
(2)负Zn－2e－===Zn2＋正Cu2＋＋2e－===Cu阳2Cl－－2e－===Cl2↑
有无色气体产生，旁边溶液出现红色(3)削减0.65增加0.01。