2024高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)專題講座六含解析新人教版選修4

PAGE3-專題講座(六)電子守恒——巧解電解計(jì)算一、電解的有關(guān)計(jì)算1．電解計(jì)算的原則。(1)陽極失去的電子數(shù)＝陰極得到的電子數(shù)。(2)串聯(lián)電路中通過每個(gè)電極的電子總數(shù)相等。(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等；與電解質(zhì)溶液中通過離子交換膜的電荷總數(shù)也相等。2．電解計(jì)算的常用方法。二、常考的題型1．電子守恒在電解計(jì)算中的應(yīng)用。2．計(jì)算電解后溶液中的離子濃度。3．計(jì)算電解質(zhì)溶液的pH。4．計(jì)算電解后析出的固體的質(zhì)量。5．串聯(lián)電路中的物質(zhì)關(guān)系。[練習(xí)]________________________________________1．用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag時(shí)，在陽極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量是()A.eq\f(22.4ax,b)B.eq\f(11.2ax,b)C.eq\f(5.6ax,b)D.eq\f(2.5ax,b)解析：生成bLO2轉(zhuǎn)移電子為eq\f(b×4,22.4)mol，據(jù)電子守恒得到M的物質(zhì)的量為eq\f(4b,22.4x)mol＝eq\f(b,5.6x)mol，則M的摩爾質(zhì)量為a÷eq\f(b,5.6x)＝eq\f(5.6xa,b)g·mol－1，M的相對(duì)原子質(zhì)量為eq\f(5.6ax,b)。答案：C2．用石墨電極電解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，原混合溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度為()A．1mol·L－1 B．2mol·L－1C．3mol·L－1 D．4mol·L－1解析：依據(jù)題設(shè)條件，兩極上電極反應(yīng)式為陰極：首先Cu2＋＋2e－=Cu，然后2H＋＋2e－=H2↑；陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。既然陰極上收集到H2，說明Cu2＋已完全放電，依據(jù)電子守恒，陰極上Cu2＋、H＋得電子總數(shù)應(yīng)等于OH－失電子總數(shù)。析出0.1molH2獲得0.2mol電子，析出0.1molO2失去0.4mol電子，所以有0.1molCu2＋放電，獲得0.2mol電子，c(Cu2＋)＝eq\f(0.1mol,0.1L)＝1mol·L－1。答案：A3．如圖所示，甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O。下列說法正確的是()A．甲池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B．甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋2H2O=COeq\o\al(2－,3)＋8H＋C．反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入肯定量Cu(OH)2固體，能使CuSO4溶液復(fù)原到原濃度D．甲池中消耗280mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2，此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45g固體解析：A項(xiàng)，經(jīng)分析可知甲池是原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，乙、丙池是電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在堿性條件下，原電池負(fù)極不行能生成H＋，應(yīng)生成H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，乙池中石墨電極與電源正極相連，作陽極，用惰性電極電解CuSO4溶液的總反應(yīng)方程式為2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up14(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，要使CuSO4溶液復(fù)原到原濃度，則須要加CuO，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，n(O2)＝0.0125mol，依據(jù)得失電子守恒可得n[Mg(OH)2]＝2n(O2)＝0.025mol；m[Mg(OH)2]＝58g·mol－1×0.025mol＝1.45g，正確。答案：D4．如圖所示，通電5min后，③電極的質(zhì)量增加2.16g，此時(shí)CuSO4恰好完全電解。設(shè)A池中原溶液的體積為200mL?；卮鹣铝袉栴}：(1)F電極為________極；②電極為________極。(2)A池中②電極上的電極反應(yīng)式為________________。(3)通電前A池原溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度為__________。解析：(1)由③電極的質(zhì)量增加2.16g可知，①③電極是電解池的陰極，②④電極是電解池的陽極，E電極是電源的負(fù)極，F(xiàn)電極是電源的正極。(2)A池中，②電極上只發(fā)生反應(yīng)2H2O－4e－=4H＋＋O2↑。(3)因?yàn)棰垭姌O增加的質(zhì)量是銀的質(zhì)量，即轉(zhuǎn)移的電子為2.16g÷108g·mol－1＝0.02mol，由于①電極上的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，依據(jù)電子守恒可知，原溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量為