2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、(六)串聯(lián)電路中各類電化學(xué)裝置的工作原理,將原電池和電解池結(jié)合在一起,綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算等知識(shí),是高考試卷中電化學(xué)部分的重要題型。該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個(gè)方面:電極的判斷、電極反應(yīng)方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液離子的移動(dòng)、pH的變化及電解質(zhì)溶液的恢復(fù)、運(yùn)用電子守恒處理相關(guān)數(shù)據(jù)等。注重考查學(xué)生對知識(shí)的遷移能力、靈活應(yīng)用能力、運(yùn)用化學(xué)用語的能力。,解答該類試題時(shí)電池種類的判斷是關(guān)鍵,

2、整個(gè)電路中各個(gè)電池工作時(shí)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。如下圖: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種金屬電極一個(gè)碳棒做電極;而電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極,如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)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(yīng),電解池的

3、電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖:B為原電池,A為電解池。,(3)根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷:在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)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(fù)極;甲是電解池, A是陽極,B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng),A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。,2.有關(guān)概念的分析判斷在確定了原電池和電解池后,有關(guān)概念的分析和判斷如

4、:電極的判斷、電極反應(yīng)方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液離子的移動(dòng)、pH的變化及電解質(zhì)溶液的恢復(fù)等。只要按照各自的規(guī)律分析就可以了。,3.綜合裝置中的有關(guān)計(jì)算原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計(jì)算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒,分析時(shí)要注意兩點(diǎn):(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(chǔ)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0.2 mol電子轉(zhuǎn)移,則Zn極溶解6

5、.5 g,Cu極上析出H2 2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),Pt極上析出Cl2 0.1 mol,C極上析出Cu 6.4 g。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(fù)原。,【訓(xùn)練1】認(rèn)真觀察下列裝置,回答下列問題:,(1)裝置B中PbO2 上發(fā)生的電極反應(yīng)為_________。連接裝置B、C的U形管中裝填含有瓊脂的KCl飽和溶液,

6、其作用是________________________________。(2)裝置A中總反應(yīng)的離子方程式為_______________。(3)若裝置D的目的是在銅上鍍銀,則X為__________,極板N的材料為____________。,【解析】本題的關(guān)鍵是判斷哪些裝置為原電池,哪些裝置為電解池。本題所涉及的情形如類型(2)。由鹽橋可知裝置B、C構(gòu)成原電池。Pb作負(fù)極:Pb-2e-+SO42-====PbSO4 。PbO2

7、作正極:PbO2+2e-+SO42-+4H+====PbSO4+2H2O。裝置A中與PbO2相連的Cu電極為電解池的陽極:Cu-2e-====Cu2+,Pt電極為陰極:2H++2e-====H2↑,總反應(yīng)為Cu+2H+ Cu2++H2↑。裝置D若為電鍍裝置,鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,極板M為陰極,應(yīng)為銅,極板N為陽極,應(yīng)為銀,溶液為AgNO3溶液。,答案:(1)PbO2+4H++SO42-+2e-====PbSO4+

8、2H2O 使裝置B、C中的溶液連成通路(2)Cu+2H+ Cu2++H2↑(3)AgNO3 Ag,【訓(xùn)練2】與甲醇燃料電池相比,乙醇燃料電池具有毒性低、理論能量密度高等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛認(rèn)為是更有前途的燃料電池。如圖所示是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖。乙池中的兩個(gè)電極均為石墨電極,乙池中盛有100 mL3.00 mol·L-1的CuSO4溶液。請回答下列問題:,(1)N的電極反應(yīng)式為__________

9、______。(2)在此過程中,乙池中某一電極析出金屬銅6.4 g時(shí),甲池中理論上消耗氧氣________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。(3)在此過程中,若乙池中兩電極產(chǎn)生的氣體體積恰好相等時(shí)(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),理論上需通入乙醇______g。,【解析】(1)解答本題的關(guān)鍵是判斷甲池為原電池,乙池為電解池。如以上所舉的類型(1)。甲池為燃料電池,甲池中的總反應(yīng)式為C2H5OH+3O2+4KOH====2K2CO3+5H2O,加入乙醇的電極為負(fù)極,通

10、入O2的電極為正極。乙池中N接甲池電源的正極作陽極,陰離子在此發(fā)生氧化反應(yīng):4OH--4e-====O2↑+2H2O。(2)根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)可得關(guān)系式O2~2Cu,由此可知當(dāng)析出6.4 g Cu時(shí)需0.05 mol O2,即需標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L O2。,(3)乙池中總反應(yīng)式為2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,當(dāng)兩電極產(chǎn)生的氣體體積恰好相等時(shí),說明CuSO4已電解完,又繼續(xù)電解水。設(shè)電解了x mol

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