讲义16 电化学计算-2021年高考化学二轮专题精品讲义【电化学专题】

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讲义 16 电化学计算

原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液 pH 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量

关系的计算等

1、pH的计算

先分清电解后溶液是酸性还是碱性，若酸性直接求c(H+)，然后求pH；若碱性，先求c(OH-)，再求c(H+)，然后求pH

2、分阶段电解

(1)先判断电极是活性电极还是惰性电极

(2)若是惰性电极，考虑溶液中的离子能否发生复分解反应：生成沉淀、气体等

(3)最后根据阴阳两极离子的放电顺序，写出相应的离子及其物质的量，最后根据题意计算

3、方法技巧

(1)根据电子守恒计算：用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，依据是电路中转移的电子数相等

(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算

(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式

以通过 4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：

(式中 M为金属，n为其离子的化合价数值)

注：在电化学计算中，还常利用 Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C 来计算电路中通过的电量

【典型例题】

1、两个惰性电极插入 500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的 pH 从6.0 变为 3.0 时(设电解过程中阴极没有 H2放出，且电解

液在电解前后体积变化可以忽略不计)，电极上析出银的质量最大为(　　)

A．27mg B．54mg C．106mg D．216mg

2、将两个铂电极插入 500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重 0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不

考

虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为(　　)

A．4×10－3mol·L－1 B．2×10－3mol·L－1 C．1×10－3mol·L－1 D．1×10－7mol·L－1

3、500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO)＝0.6mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到

2.24L

气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500mL，下列说法正确的是(　　)

A．原混合溶液中 c(K＋)为0.2mol·L－1 B．上述电解过程中共转移 0.2mol 电子

C．电解得到的 Cu 的物质的量为 0.05mol D．电解后溶液中 c(H＋)为0.2mol·L－1

4、在如图所示的装置中，若通直流电 5min 时，铜电极质量增加 2.16g。试回答下列问题。

(1)电源中 X电极为直流电源的________极

(2)pH 变化：A：________，B：________，C：________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)通电 5min 时，B中共收集 224mL(标准状况下)气体，溶液体积为 200mL，则通电前 CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设

电

解前后溶液体积无变化)。

(4)若A中KCl 足量且溶液的体积也是 200mL，电解后，溶液的 pH 为__________(设电解前后溶液体积无变化)

【课后作业】

1、1 L 1 mol·L－1的AgNO3溶液在以银为阳极，铁为阴极的电解槽中电解，当阴极增重 2.16 g 时，下列判断不正确的是(　　)

A．溶液浓度仍为 1 mol·L－1 B．阳极上产生 112 mL O2(标准状况)

C．转移的电子数是 1.204×1022 D．反应中有 0.02 mol 金属被氧化

2、用两支惰性电极插入 CuSO4溶液中，通电电解，当有 1×10－3 mol 的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是(　　)

A．阳极上析出 3.6 mL O2(标准状况) B．阴极上析出 32 mg Cu

C．阴极上析出 11.2 mL H2(标准状况) D．阳极和阴极质量都无变化

3、用惰性电极电解一定浓度的 CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，恰好恢复到电解

前的浓度和 pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为(　　)

A．0.4 mol　　　　　　B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol

4、用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给 0.2 mol 电子时停止通电。若此溶液体积为 2L，则所得电解液的 pH 是(　　)

A．1 B．8 C．13 D．14

5、以惰性电极电解 CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为 0.010 0 mol，则阴极上析出 Cu 的质量为(　　)

A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g

6、在水中加等物质的量的 Ag＋、Ba2＋、Na＋、SO、NO、Cl－，将该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化

产物与还原产物的质量比为(　　)

A．35.5∶108 B．16∶207 C．8∶1 D．108∶35.5

7、常温下用石墨作电极，电解 100 mL 0.1 mol·L－1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体

在标准状况下体积为 1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是(　　)

A．阴极增重 1.4 g B．所得溶液 pH<1 C．阴极增重 0.64 g D．所得溶液 pH>1

8、(多选)用惰性电极电解一定浓度的 CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入 0.1 molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的

浓度和 pH。则下列说法正确的是(　　)

A．电解过程中阴极没有气体生成 B．电解过程中转移的电子的物质的量为 0.4mol

C．原 CuSO4溶液的浓度为 0.1mol·L－1 D．电解过程中阳极收集到的气体体积为 2.24L(标况下)

9、以石墨电极电解 200 mL CuSO4溶液，电解过程中转移电子的物质的量 n(e－)与产生气体总体积 V(标准状况)的关系如图所示，

下列说法中正确的是(　　)

A．电解前 CuSO4溶液的物质的量浓度为 2 mol·L－1

B．忽略溶液体积变化，电解后所得溶液中 c(H＋)＝2 mol·L－1

C．当 n(e－)＝0.6 mol 时，V(H2)∶V(O2)＝3∶2

D．向电解后的溶液中加入 16 g CuO，则溶液可恢复到电解前的浓度

10、甲、乙两个电解池均以 Pt 为电极且互相串联。甲池盛有 AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲

池阴极质量增加 2.16 g，乙池电极析出 0.24 g 金属，则乙池中溶质可能是(　　)

A．CuSO4　　　　　　　　　B．MgSO4 C．Al(NO3)3 D．Na2SO4

11、用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，长时间通电后，向所得溶液中加入 0.2mol Cu(OH)2恰好恢复到电解前的浓度和 pH。

则电解过程中转移电子的总物质的量为 ( )

A.0.2mol B.0.6mol C.0.4mol D.0.8mol

12、用铂电极电解 100mL HNO3 与AgNO3 的混合液，通电一段时间后，两极均收集到 4.48L 气体（标准状况），则原混合液中

Ag+的物质的量浓度为（）

A．1mol·L－1B．2mol·L－1C．2.5mol·L－1D．4mol·L－1

13、将 0.2molAgNO3、0.4 molCu(NO3)2和0.6 molKCl 溶于水配成100mL 溶液，用惰性电极电解一段时间后，在一极上析出 0.3mol

Cu，此时，另一极上的气体体积(标准状况)为（）

A．4.48L B．5.6 L C．6.72 L D．7.8L

14、用惰性电极按下图中装置完成实验，其中 A、B两烧杯分别盛放 200 g 10% NaOH 溶液和足量 CuSO4溶液。通电一段时间后，

c极上有 Cu 析出，又测得 A烧杯溶液中 NaOH 的质量分数为 10.23%。试回答下列问题：

(1)电源的 P极为________极

(2)b 极产生气体的体积为________L(标准状况)

(3)c 极上析出 Cu 的质量为________g

(4)d 极上所发生的电极反应为_______________________________

15、新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入 CH4和O2，电解质溶液为 KOH 溶液。某研究小组将两个甲

烷

燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：

(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为__________________________、_______________________

(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中 b电极上得到的是________________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为____

___

(3)若每个电池中甲烷通入量均为 1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为________________(法拉第常数 F＝

9.65×104 C·mol－1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。

(4)若每个电池中甲烷通入量均为 0.28 L(标准状况)，且反应完全，则最多能产生的氢气体积为________L(标准状况)，若氯化钠溶

液的体积为 100 mL，则电解所得溶液的 pH＝________(忽略电解前后溶液体积变化)

16、按如图 1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。

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