4.2.5 多池装置 学案 （含答案）2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

应用课 第四章 化学反应与电能 第8课时 多池装置 【学习目标】 认识原电池和电解池组合装置，知道多池装置的特点。 【学习活动】 学习任务 目标：认识原电池和电解池组合装置，知道多池装置的特点。 任务1：1.模拟电解原理在化工生产中的应用，实验装置如图所示，装置闭合电键K时，电流表的指针将发生偏转。 ①哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？ 参考答案：甲、乙构成原电池，丙是电解池。 ②a、b、c、d电极名称分别是什么？ 参考答案：a是负极，b是正极，c是阳极，d是阴极。 ③若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气，如何选用电极材料和电解质溶液？ 参考答案：c电极用Pt或石墨，d电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱和食盐水。 ④若模拟电镀生产，在铁件上镀一层金属银，如何选用电极材料和电解质溶液？电极反应式如何书写？ 参考答案：c电极用Ag，d电极用Fe，X溶液为AgNO3溶液；阳极：Ag－e－===Ag＋，阴极：Ag＋＋e－===Ag。 ⑤若模拟电解精炼铜，如何选用电极材料和电解质溶液？ 参考答案：c电极用粗铜，d电极用纯铜，X溶液为CuSO4溶液。 2.在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g。 甲　　　　　乙 ①发现A极比C极重，说明A极和C极上分别析出什么物质？说明电源E为正极还是负极？ 参考答案：A极比C极重，说明A极上有Ag析出，说明电源E是负极，则C极为阴极，C极上有铜析出。 ②A极比C极重1.9 g，则A极上析出单质的质量为多少？C极上析出单质的质量为多少？ 参考答案：设A极析出的Ag为x mol，则对应析出的铜为 mol(电子守恒)，即得108x－64×＝1.9，x＝0.025，则析出Ag的质量为2.7 g，析出铜的质量为0.8 g。 ③写出B极的电极反应式；计算B极析出气体的体积是多少(标准状况) 参考答案：B极的电极反应式： 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；根据题意可知，该过程转移0.025 mol电子，则B极生成O2的体积V＝22.4 L/mol× mol＝0.14 L。 【方法导引】 多池串联装置中（无外接直流电源）电池类型的判断方法 （1）直接判断 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。如图：A为原电池，B为电解池。 （2）根据电池中的电极材料和电解质溶液判断： 原电池一般是两种不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极；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电极。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）根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极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。 【针对训练1】某化学课外活动小组拟用铅蓄电池为直流电源，进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．X电极质量减轻，Y电极质量增加 B．电解池阳极上被氧化的还原剂有Al和H2O C．电解池的总反应为2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑ D．每消耗103.5gPb，理论上电解池阴极上有1molH2生成 答案：B 解析：据图可知电解池中，铝电极失电子作阳极，电极反应为：2Al-6e-=2Al3+，在铝表面有氧气产生，说明有部分氢氧根离子放电，铁电极上水得电子作阴极，电极反应为：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-，铅蓄电池中X与阴极铁相连，作负极，负极上发生的反应是Pb+SO42--2e-=PbSO4，Y与阳极铝相连，作正极，电极反应为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，串联电路中各电极转移电子相等，据此分析解答。A． ... ...