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(十三)“多池”组合装置分析与电化学计算
突破1| “多池”组合装置的原理分析
[考纲知识整合]

非常直观明显的装置,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。

(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。

在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极,并由此判断电池类型,如图:
若C极溶解,D极上析出Cu,B极附近溶液变红,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。
[高考命题点突破]
命题点“多池”组合装置的原理分析
1.(2018·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( )
→d→c→b
,电极反应式为O2+4e-===2O2-


D [在溶液中没有电子的流动,只有离子的流动,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,根据得失电子守恒可知D项正确。]
mol·L-1的H2SO4溶液, mol·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确的是( )
,C极有气体产生
,B为原电池
mol气体时,B烧杯中产生气体的物质的量也为
mol
,B烧杯中溶液的pH增大(不考虑Cl2溶于水)
B [构成A装置的活动性不同的电极、电解质溶液,两极形成了闭合的回路,所以A为原电池装置,且A为B的电解提供电能。电极反应式分别为(烧杯A中)C正极:2H++2e-===H2↑,Fe负极:Fe-2e-===Fe2+。(烧杯B中)阴极:Cu2++2e-===Cu,阳极:2Cl--2e-===Cl2↑。烧杯B中电解***化铜,铜离子浓度减小,水解程度减小,pH增大。]
突破2| 电化学计算
[考纲知识整合]

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:;;。

提醒:在电化学计算中,还常利用Q=I·t和Q=n(e-)×NA××10-19 C来计算电路中通过的电量。
[典例导航]
500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)= mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后, L(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是( )
(Na+)= mol·L-1
(H+)= mol·L-1
mol电子
mol

【答案】 B
(1)整个电解过程,阴极电极反应式为_______________________________
______________________________________________________________。
(2)如何使电解后溶液复原?______________________________________
______________________________________________________________。
【答案】(1)Cu2++2e-===Cu、2H++2e-===H2↑
(2) g Cu(OH)2(或同时加入4 g g H2O)
电解一定量NaCl或CuSO4溶液时,注意电解的程度,当溶液中的Cl-或Cu2+放电完全后,再电解时相当于电解H2O,故判断复原物质要注意