2021高中化学一轮复习训练：20电解池的串联问题

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1. 应用①

20 电解池的串联问题

例1．如图所示，甲池的总反应式为：N2H4+O2=N2+2H2O，下列关于该电池工作时的说法错

的是（）

A．该装置工作时，石墨电极上有气体生成

B．甲池中负极反应为 N2H4-4e−+4OH−=N2+4H2O

C．甲池和乙池中的溶液的 pH 均减小

D．当甲池中消耗 0.1mol N2H4时，乙池中理论上最多产生 6.4g 固体

【解析】甲池的总反应式为：N2H4+O2=N2+2H2O，N2H4被氧化，所以甲池中左侧电极为负极，

右侧电极为正极，乙池中石墨电极为阳极，银电极为阴极。A．根据分析可知是的电极为阳

极，电解硫酸铜溶液中水电离出的氢氧根放电产生氧气，所以石墨电极上有气体产生，故 A

正确；B．N2H4被氧化为负极，电解质溶液显碱性，所以电极反应为 N2H4-4e−+4OH−=

N2+4H2O，故 B正确；C．甲池生成水，导致溶液中 KOH 浓度降低，则溶液 pH 减小；乙池

中阳极水电离出的氢氧根离子放电，同时会产生氢离子，导致溶液 pH 减小，故 C正确；

D．甲池负极反应为 N2H4-4e−+4OH−=N2+4H2O，消耗 0.1mol N2H4时，转移 0.4mol 电子，乙池

阴极上 Cu2++2e−=Cu，根据电子守恒可知产生 0.2mol 铜，质量为 12.8g，故 D错误；综上所述

答案为 D。

【答案】D

例2．如图所示，通电 5min 后，电极 5的质量增加 2.16g，请回答下列问题：

电解池的串联问题

（1）a为电源的　　　　(填“正”或“负”)极，C池是　池。A池阳极的电极反应为

，C池阴极的电极反应为　　　　　　。

（2）如果 B池中共收集到 224mL 气体(标准状况)且溶液体积为 200mL(设电解过程中溶液体

积不变)，则通电前溶液中 Cu2+的物质的量浓度为　　　　。

（3）如果 A池溶液是 200mL 足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电后，溶液的 pH

为　　　　。

【解析】根据已知条件通电 5min 后，电极 5的质量增加 2.16g，说明电极 5作阴极，银离子

放电，电极反应为 Ag++e−=Ag，转移电子的物质的量为 0.02mol，同时可知电极 6作阳极，与

电源的正极相连。同时可得 a是负极，b是正极，电极 1、3、5作阴极，电极 2、4、6作阳极。

由此可得（1）中答案。（2）B池中电解总反应为 2CuSO4+2H2O=====2Cu+O2↑+2H2SO4，若

转移 0.02mol 电子时只收集到 O2(只电解溶质)，则根据关系式 2CuSO4~O2~4e−可得 n(O2)=

0.005mol，体积为 112mL(标准状况)<224 mL，说明溶质 CuSO4已耗完，然后电解水。设整个

过程消耗 CuSO4 xmol，H2O ymol，则有 2x+2y=0.02，x+y=0.01，解得 x=y=0.005mol，则

c(CuSO4)=0.025mol·L−1。（3）由于 A池中电解液足量，A池中只发生反应 2NaCl+2H2O

=====2NaOH+H2↑+Cl2↑，根据关系式 NaOH~e−，生成的 n(NaOH)=0.02mol ，则 c(NaOH) =

=0.1mol·L−1，即溶液的 pH=13。

【答案】（1）负　电解　2Cl−−2e−=Cl2↑　Ag++e−=Ag

（2）0.025 mol·L−1

（3）13

提分训练

1．烧杯 A中盛放 0.1mol·L−1 的H2SO4溶液，烧杯 B中盛放 0.1mol·L−1 的CuCl2溶液(两种溶液

均足量)，组成的装置如图所示。下列说法不正确的是（）

A．A为原电池，B为电解池

B．A为电解池，B为原电池

C．当 A烧杯中产生 0.1mol 气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为 0.1mol

D．经过一段时间，B烧杯中溶液的 pH 增大

【解析】构成 A装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭

合回路，所以 A装置为原电池装置，且 A装置为 B装置提供电能。A装置中的电极反应式：

正极：2H++2e−=H2↑，负极：Fe-2e−=Fe2+。B装置中的电极反应式：阴极：Cu2++2e−=Cu，阳极：

2Cl−-2e−=Cl2↑。装置 B是电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，水解程度减小，溶液的 pH 增大。

【答案】B

2．H3BO3(一元弱酸)可以通过电解 NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错

误的是（）

A．M室发生的电极反应式为：2H2O-4e−＝O2↑＋4H+

B．b膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸

C．N室中：a％＜b％

D．理论上每生成 1mol 产品，阴极室可生成标准状况下 5.6L 气体

【解析】A．M室中石墨电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成 O2和H+，电极反应式为

2H2O-4e−=O2↑+4H+，A正确；B．原料室中的 B(OH)通过 b膜进入产品室，M室中氢离子通

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