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这是一道电化学高考题。题目描述了一个电化学装置,包含原电池A和电解池B。装置A由锌电极和银电极组成,分别浸在硫酸锌和硝酸银溶液中,通过盐桥连接。装置B含有氯化钠和硫酸铜的混合溶液,有两个惰性电极。
现在分析问题1和2。在装置A中,锌比银活泼,所以锌作负极,银作正极。负极发生氧化反应,锌失去电子生成锌离子。装置B中,装置A的负极与装置B的阴极相连,装置A的正极与装置B的阳极相连。在电解池B中,阴极上铜离子得电子析出铜,阳极上氯离子失电子产生氯气。
现在计算问题3。装置A中消耗了6.5克锌,锌的摩尔质量是65克每摩尔,所以锌的物质的量是0.1摩尔。根据负极反应,每摩尔锌失去2摩尔电子,所以转移的电子是0.2摩尔。在装置B的阴极,铜离子得到电子析出铜,每2摩尔电子析出1摩尔铜,所以析出铜0.1摩尔,质量是6.4克。在阳极,氯离子失去电子产生氯气,每2摩尔电子产生1摩尔氯气,所以产生氯气0.1摩尔,标准状况下体积是2.24升。
今天我们来做一道高考电化学综合题。题目设计了两个电化学装置:装置A是一个原电池,由锌电极、银电极和氯化钾盐桥组成;装置B是一个电解池,用装置A作电源来电解硫酸铜溶液。我们需要根据这个装置来回答一系列问题。
首先分析问题1。在装置A中,我们需要确定哪个电极是正极,哪个是负极。由于锌比银活泼,锌作负极,银作正极。在负极发生氧化反应,锌失去电子变成锌离子,电极反应式为:锌减去2个电子生成锌离子。
接下来分析问题2和3。在电解池中,阴极连接原电池的正极,也就是银电极。所以装置B中与银电极相连的电极作阴极。在阴极发生还原反应,铜离子得到电子还原成金属铜,电极反应式为:铜离子加2个电子生成铜。
现在回答问题4和5。在原电池的盐桥中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。钾离子是阳离子,所以移向银电极也就是正极。对于问题5,在装置B的阴极发生铜离子得电子的反应,铜离子不断被消耗,因此溶液中铜离子的浓度会减小。这样我们就完成了所有问题的分析。
最后我们来总结一下电化学综合题的解题要点。第一,判断原电池正负极时,记住活泼性强的金属作负极。第二,确定电极反应时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。第三,在电解池中,阴极连接原电池正极,阳极连接原电池负极。第四,离子移动规律是阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。第五,判断浓度变化时,要根据电极反应看哪种离子被消耗。掌握了这些基本原理,就能轻松解决各种电化学问题了。
最后我们来总结电化学综合题的解题要点。第一步,判断原电池正负极,记住活泼性强的金属作负极。第二步,写出电极反应式,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。第三步,确定电解池极性,阴极连接原电池正极,阳极连接原电池负极。第四步,分析离子移动方向,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。第五步,判断浓度变化,要根据电极反应来确定。掌握了这些基本原理,就能轻松解决各种电化学问题。