资源简介

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【热点题型】31 多池串联的模型
1、串联电化学装置分析方法思路
(1)根据题中所给的串联电路或电极材料等判断电池类型；
(2)根据电池类型和电极材料、电解质溶液、离子放电顺序等写出电极反应；
(3)根据电极反应分析实验现象或完成计算等。
2．常见串联装置图
模型一　外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
模型二　原电池与电解池的串联(如图)
图乙
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。
3．“串联”类装置的解题流程
【专题训练】
1．关于如图所示的装置的说法正确的是
A．A池、C池是原电池，B池是电解池
B．A池、B池、C池都是原电池
C．A池、B池是原电池，C池是电解池
D．A池是原电池，B池是电解池，C池是电镀池
【答案】D
【解析】
A池中存在自发的氧化还原反应，能将化学能转化为电能，所以A池应为原电池，则B池、C池均为电解池。其中C池中Cu作阴极，Ag作阳极，可实现在Cu表面镀银，C池也可视为电镀池，故D正确；
答案选D。
2．电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．A极为负极，电子从铂电极流向该极
B．Pt电极上发生还原反应
C．Ag-Pt电极发生的反应是：2NO3-+12H++10e-＝N2↑+6H2O
D．电解一段时间后，两池减少的质量一样多
【答案】C
【解析】
根据图象知，硝酸根离子得电子发生还原反应，则Ag-Pt作阴极，Pt电极为阳极，A．连接阳极Pt的电极A为电源正极，B为电源负极，A错误；B．Pt电极是阳极，发生失去电子的氧化反应，B错误；C．阴极上是氧化剂得电子发生还原反应，图中给出质子交换膜，电解质通过H+移动导电，阳极产生的氢离子向阴极移动，阴极电极反应式为2NO3-+12H++10e-＝N2↑+6H2O，C错误；D．阳极反应为2H2O+4e-=O2+4H+，阴极上电极反应式为2NO3-+12H++10e-＝N2↑+6H2O，假设转移2mol电子时，阳极消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0.2molN2（5.6g），同时有2molH+（2g）进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化不相同，D错误，答案选C。
3．甲醇燃料电池是目前应用比较广泛的一种燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．N为正极，发生氧化反应
B．a为氧气，b为甲醇
C．甲池溶液减小，乙池溶液增大
D．若有生成，则有从甲池透过交换膜进入乙池
【答案】C
【分析】
根据外电路的电子的转移方向可知，M极失去电子，为负极，N极得到电子，为正极，该装置是甲醇燃料电池，a为甲醇，b为氧气，则M极的电极反应为：CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6，N极的电极反应为：O2+4+4e-=2H2O，据此分析。
【解析】
A．由装置图可知，N电极是电子流入的一极，则N为正极，发生得电子的还原反应，故A错误；
B．燃料电池工作时，燃料发生氧化反应，失去电子，氧气发生还原反应，得到电子，由图示可知，M电极是电子流出的一极，N电极是电子流入的一极，则M电极是负极，N电极是正极，故a气体为甲醇，b气体为氧气，故B错误；
C．甲醇在M极失电子转变为二氧化碳，电极反应式为：CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6，反应生成，则甲池溶液pH减小；氧气在N极得电子转变为水，电极反应式为：O2+4+4e-=2H2O，反应消耗，则乙池溶液pH增大，故C正确；
D．若有生成，由电极反应式可知，电路中转移6mol电子，电解质溶液中阳离子从负极移向正极，即有6mol从甲池透过交换膜进入乙池，故D错误；
答案选C。
4．如下图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是
吗
A．P是电源的正极
B．F极上发生的反应为：4OH－– 4e－= 2H2O+O2↑
C．电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应
D．通电后，甲池溶液的pH减小，乙池溶液的浓度增大、丙池溶液的pH不变
【答案】B
【解析】
试题分析：通电后A极上析出Ag，电极A是阴极，P为电源的负极，再根据电子的定向移动作出判断，A．P为电源的负极，A错误；B．Q为电源的正极，F电极为阳极，F极上发生的反应为：4OH－– 4e－= 2H2O+O2↑，B正确；C．电解池丙中，阳极F极是惰性电极，电极没有参加反应，甲乙中B、D电极为活性电极参加了反应，C错误；D．甲池中A极是Ag++e- = Ag，B极是Ag-e- = Ag+，所以溶液的pH不变，乙中相当于电解精炼铜，pH不变，丙中相当于电解水，pH变小，D错误，答案选B。
5．我国科学家设计出一种可将光能转化为电能和化学能的天然气脱硫装置，如图，利用该装置可实现：H2S+O2 ═H2O2 +S。已知甲池中发生转化：。下列说法错误的是
A．甲池碳棒上发生电极反应：AQ+2H++2e-＝H2AQ
B．该装置工作时，溶液中的H+从甲池经过全氟磺酸膜进入乙池
C．甲池①处发生反应：O2+H2AQ＝H2O2+AQ
D．乙池②处发生反应：H2S+I3-＝3I-+S↓+2H+
【答案】B
【解析】
A．由装置图可知，甲池中碳棒上发生得电子的还原反应，电极反应为AQ+2H++2e-=H2AQ，故A不符合题意；
B．原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以溶液中的H+从乙池经过全氟磺酸膜进入甲池，故B符合题意；
C．甲池①处发生O2和H2AQ反应生成H2O2和AQ，方程式为O2+H2AQ＝H2O2+AQ，故C不符合题意；
D．乙池②处，硫化氢失电子生成硫单质，得电子生成I-，离子方程式为：H2S+＝3I-+S↓+2H+，故D不符合题意；
故选：B。
6．某小组同学利用下图装置进行电化学实验，相关说法正确的是
A．乙池中发生的电极反应式为：
B．工作时，盐桥中的向丙池迁移，向乙池迁移
C．当电路中通过电子时，甲、丁两池均产生气体
D．若戊池的目的是在铜材料上镀银，则极板N的材料应选择纯铜
【答案】C
【分析】
根据装置图，乙、丙为构成铅蓄电池，Pb为负极，PbO2为正极，甲、丁、戊为电解池，按照电解原理，甲中石墨为阳极，Cu电极为阴极，丁中左端石墨为阴极，右端石墨为阳极，戊中M为阴极，N为阳极，据此分析；
【解析】
A. 乙、丙构成电池装置，PbO2为正极，Pb为负极，乙池中发生的电极反应式为：，故A错误；
B. 乙是原电池的正极，丙是原电池的负极，根据原电池工作原理，阴离子移向原电池的负极，阳离子移向原电池的正极，即工作时，盐桥中的K＋向乙池迁移，向丙池迁移，故B错误；
C. 甲和丁均为电解池，氯离子物质的量均是，则当电路中通过电子时，的量不足，会出现两段电解，阳极先产生氯气再生氧气，阴极产生氢气，最终得到氢气是、氯气、氧气，甲、丁两池均产生气体，故C正确；
D. M板是阴极，N板是阳极，若戊池的目的是在铜材料上镀银，则极板N的材料应选择银，故D错误；
答案：C。
7．当电解质中某离子的浓度越大时，其氧化性或还原性越强。利用这一性质，有人设计出如图所示“浓差电池”(其电动势取决于物质的浓度差，是由一种物质从高浓度向低浓度转移而产生的)。实验开始先断开K1，闭合K2，发现电流计指针发生偏转。下列说法错误的是
A．断开K1、闭合K2，一段时间后电流计指针归零，此时两池Ag+浓度相等
B．断开K1、闭合K2，当转移0.1mol e-时，乙池溶液质量增加17.0 g
C．当电流计指针归零后，断开K2、闭合K1，一段时间后B电极的质量增加
D．当电流计指针归零后，断开K2、闭合K1，乙池溶液浓度增大
【答案】C
【分析】
断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，甲池为3 mol/L的AgNO3溶液，乙池为1 mol/L的AgNO3溶液，Ag+浓度越大离子的氧化性越强，可知A为正极，发生还原反应，B为负极，发生氧化反应，向负极移动；闭合K1，断开K2，为电解装置，与电源正极相连的B极为阳极，阳极金属银被氧化，阴极A析出银，向阳极移动，乙池浓度增大，甲池浓度减小，据此解答。
【解析】
A．断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，当两池银离子浓度相等时，反应停止，电流计指针将归零，A选项正确；
B．断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，A为正极，发生反应：Ag++e-=Ag，B为负极，发生反应为：Ag-e-=Ag+，当转移0.1 mol电子，有0.1 mol由甲池通过离子交换膜进入乙池，所以乙池增加的质量是10.8g+6.2g=17.0g，B选项正确；
C．闭合K1，断开K2后，乙池中的B极为电解池的阳极，银失电子发生氧化反应，质量减小，C选项错误；
D．闭合K1，断开K2后，装置为电解池，与电源正极相连的B是阳极，阳极金属银被氧化产生银离子，NO3-向阳极移动，则乙池硝酸银溶液的浓度增大，D选项正确；
答案选C。
8．重庆一中化学组明颖老师，积极参与理化学科的跨学科备课，组装了如图A、B、C三个装置，并用导线先将A、B两槽并联，再与C槽串联，当6号电极减少0.128g时，1号电极增加了0.108g，则下列说法中错误的是（ ）
A．盐桥中K+向左移动
B．所有电极的总质量变大
C．3号电极将变轻0.096g
D．A、B烧杯内溶液浓度不变
【答案】C
【分析】
A、B是电解池，电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，电子从阳极流出，电子沿着导线流向电源正极，与电源负极相连的电极是阴极，电源负极上电子流出，电子沿着导线流向电解池的阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极；C是原电池，原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，
【解析】
A. C装置是原电池，Ag是正极、Cu是负极，则盐桥中K+向左移动，A正确；
B. A装置中，1号电极与电源的负极相连、是阴极，则1号电极有银析出， 2号电极是阳极、银溶解，电子数守恒，则2号电极溶解的银和1号电极上析出的银质量相等，故A装置内银电极的总质量不变，同理，B装置内铜电极的总质量不变，C装置内，负极铜溶解、正极银析出，总反应为，溶解的铜质量小于析出银的质量，故所有6个电极的总质量变大，B正确；
C. 3号电极与原电池的负极相连，是阴极，故其质量将变轻0.096g增大，C错误；
D. 1号电极是阴极，银离子得电子故有银析出， 2号电极是阳极、银溶解生成银离子，电子数守恒，则阴极消耗的银离子和阳极产生的银离子等量，故A装置内银离子的浓度不变，同理，B装置内铜离子的浓度不变，D正确；
答案选C。
9．I、依据氧化还原反应：2Ag+（aq） + Cu（s） == Cu2+（aq） + 2Ag（s）设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
（1）电极X的材料是_______；电解质溶液Y是__________。
（2）银电极为电池的___极，发生的电极反应为____________； X电极上发生的电极反应为___________________。
（3）外电路中的电子是从_____电极流向_______电极。
II、如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。请回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极为________极，电极材料是________，电极反应为_______________________________电解质溶液可以是________________。
（2）乙池中Fe极电极反应为____________________________若在乙池中滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后，铁极附近呈__________色。
（3）若甲池A极增重12.8 g，则乙池C(石墨)极放出气体在标准状况下的体积为___________。
【答案】I、（1）Cu AgNO3 （2） 正 2Ag+ + 2e- == 2Ag Cu - 2e- = Cu2+ （3） Cu Ag II、（1） 阴 精铜 Cu2＋＋2e－===Cu 含有Cu2＋的溶液，如CuCl2、CuSO4溶液等 （2） 2H＋＋2e－===H2↑ 红 （3） 4.48L
【分析】
I、根据反应“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”分析，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，则正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，电解质溶液为AgNO3 ，原电池中，电子从负极经外电路流向正极；
II、图示是两个串联的电解池，依据电源判断A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极；依据电解原理精炼铜的装置是粗铜做阳极，精铜做阴极；含铜离子的溶液做电解质溶液；乙池中是电解饱和食盐水，溶液中的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大。
【解析】
I、（1）由反应2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3，
故答案为：Cu；AgNO3；
（2）正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应式为Ag++e=Ag，X为负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu - 2e- = Cu2+，故答案为：正；Ag++e-=Ag；Cu - 2e- = Cu2+；
（3）原电池中，电子从负极经外电路流向正极，本题中由Cu极经外电路流向Ag极，故答案为：Cu；Ag；
II、图示是两个串联的电解池，依据电源判断A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极。（1）依据电解原理精炼铜的装置是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的溶液做电解质溶液，所以A极是阴极，材料是精铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu；B为阳极，材料是粗铜，电极反应主要为：Cu-2e-=Cu2+；电解质溶液是CuSO4溶液，故答案为：阴；精铜；Cu2++2e-=Cu；
（2）乙池中是电解饱和食盐水，溶液中的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大，遇酚酞变红，即Fe电极附近变红，故答案为：红；2H++2e-=H2↑；
（3）当甲槽阴极增重12.8g时，阴极上铜离子放电生成铜，则铜的物质的量=12.8/64=0.2mol，电极反应Cu2++2e-=Cu，电子转移0.4mol，乙槽中，阳极C上氯离子放电，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，产生的气体在标准状况下的体积0.2mol，体积=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故答案为：4.48L。
10．已知金属活动相差越大，形成原电池时越容易放电。请根据如图装置，回答下列问题：
(1)各装置名称是：A池_______，B池_______，C池_______。
(2)写出电极上发生的反应：①_______，③_______，⑤_______。
(3)当电路上有2 mol电子流过时，①极上质量变化_______g，⑥极上质量变化_______g。
(4)反应进行一段时间后，A、B、C三池中电解质溶液浓度不变的是_______。
【答案】(1)原电池 电解池 电镀池 (2) Zn-2e-=Zn2＋ 2Cl--2e-=Cl2↑ Ag-e-=Ag＋ (3) 65 216 (4) C池
【解析】
由于两个电极活动性的差异最大的是Zn与Ag，所以A池是原电池。Zn是负极，发生氧化反应，Ag为正极，在正极上发生还原反应。相对其它池来说是电源。B池是电解池；C池是电解池。由于Ag电极与电源的正极连接，是阳极，Cu是与电源的负极连接的，是阴极。因此该池也就是电镀池。(2)①在Zn电极上发生反应： Zn-2e-=Zn2＋；在③电极上Cl-放电，电极反应式是2Cl--2e-= Cl2↑；在⑤上由于Ag作阳极，所以是单质Ag失去电子，电极反应式是Ag-e-=Ag＋。(3)当电路上有2 mol电子流过时，因为Zn是+2价的金属，所以有1mol的Zn发生氧化反应，所以①极上质量会减轻65g。在⑥极上会有质量变化2mol的Ag＋得到电子，被还原，析出金属Ag，其质量为2mol×108g/mol=216g。(4)反应进行一段时间后，A池的电解质溶液会逐渐有H2SO4变为Zn SO4；B池会逐渐变为NaOH溶液；而在C池因为阳极产生Ag＋离子，在阴极上是Ag＋得到电子，被还原，所以仍然是AgNO3溶液， 浓度基本不变。选项为C。
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【热点题型】31 多池串联的模型
1、串联电化学装置分析方法思路
(1)根据题中所给的串联电路或电极材料等判断电池类型；
(2)根据电池类型和电极材料、电解质溶液、离子放电顺序等写出电极反应；
(3)根据电极反应分析实验现象或完成计算等。
2．常见串联装置图
模型一　外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
模型二　原电池与电解池的串联(如图)
图乙
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。
3．“串联”类装置的解题流程
【专题训练】
1．关于如图所示的装置的说法正确的是
A．A池、C池是原电池，B池是电解池
B．A池、B池、C池都是原电池
C．A池、B池是原电池，C池是电解池
D．A池是原电池，B池是电解池，C池是电镀池
2．电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．A极为负极，电子从铂电极流向该极
B．Pt电极上发生还原反应
C．Ag-Pt电极发生的反应是：2NO3-+12H++10e-＝N2↑+6H2O
D．电解一段时间后，两池减少的质量一样多
3．甲醇燃料电池是目前应用比较广泛的一种燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．N为正极，发生氧化反应
B．a为氧气，b为甲醇
C．甲池溶液减小，乙池溶液增大
D．若有生成，则有从甲池透过交换膜进入乙池
4．如下图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是
吗
A．P是电源的正极
B．F极上发生的反应为：4OH－– 4e－= 2H2O+O2↑
C．电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应
D．通电后，甲池溶液的pH减小，乙池溶液的浓度增大、丙池溶液的pH不变
5．我国科学家设计出一种可将光能转化为电能和化学能的天然气脱硫装置，如图，利用该装置可实现：H2S+O2 ═H2O2 +S。已知甲池中发生转化：。下列说法错误的是
A．甲池碳棒上发生电极反应：AQ+2H++2e-＝H2AQ
B．该装置工作时，溶液中的H+从甲池经过全氟磺酸膜进入乙池
C．甲池①处发生反应：O2+H2AQ＝H2O2+AQ
D．乙池②处发生反应：H2S+I3-＝3I-+S↓+2H+
6．某小组同学利用下图装置进行电化学实验，相关说法正确的是
A．乙池中发生的电极反应式为：
B．工作时，盐桥中的向丙池迁移，向乙池迁移
C．当电路中通过电子时，甲、丁两池均产生气体
D．若戊池的目的是在铜材料上镀银，则极板N的材料应选择纯铜
7．当电解质中某离子的浓度越大时，其氧化性或还原性越强。利用这一性质，有人设计出如图所示“浓差电池”(其电动势取决于物质的浓度差，是由一种物质从高浓度向低浓度转移而产生的)。实验开始先断开K1，闭合K2，发现电流计指针发生偏转。下列说法错误的是
A．断开K1、闭合K2，一段时间后电流计指针归零，此时两池Ag+浓度相等
B．断开K1、闭合K2，当转移0.1mol e-时，乙池溶液质量增加17.0 g
C．当电流计指针归零后，断开K2、闭合K1，一段时间后B电极的质量增加
D．当电流计指针归零后，断开K2、闭合K1，乙池溶液浓度增大
8．重庆一中化学组明颖老师，积极参与理化学科的跨学科备课，组装了如图A、B、C三个装置，并用导线先将A、B两槽并联，再与C槽串联，当6号电极减少0.128g时，1号电极增加了0.108g，则下列说法中错误的是（ ）
A．盐桥中K+向左移动
B．所有电极的总质量变大
C．3号电极将变轻0.096g
D．A、B烧杯内溶液浓度不变
9．I、依据氧化还原反应：2Ag+（aq） + Cu（s） == Cu2+（aq） + 2Ag（s）设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
（1）电极X的材料是_______；电解质溶液Y是__________。
（2）银电极为电池的___极，发生的电极反应为____________； X电极上发生的电极反应为___________________。
（3）外电路中的电子是从_____电极流向_______电极。
II、如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。请回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极为________极，电极材料是________，电极反应为_______________________________电解质溶液可以是________________。
（2）乙池中Fe极电极反应为____________________________若在乙池中滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后，铁极附近呈__________色。
（3）若甲池A极增重12.8 g，则乙池C(石墨)极放出气体在标准状况下的体积为___________。
10．已知金属活动相差越大，形成原电池时越容易放电。请根据如图装置，回答下列问题：
(1)各装置名称是：A池_______，B池_______，C池_______。
(2)写出电极上发生的反应：①_______，③_______，⑤_______。
(3)当电路上有2 mol电子流过时，①极上质量变化_______g，⑥极上质量变化_______g。
(4)反应进行一段时间后，A、B、C三池中电解质溶液浓度不变的是_______。
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