2024高中化学第四章电化学基础专题讲座六含解析新人教版选修4

PAGE3-专题讲座(六)电子守恒——巧解电解计算一、电解的有关计算1．电解计算的原则。(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数。(2)串联电路中通过每个电极的电子总数相等。(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等；与电解质溶液中通过离子交换膜的电荷总数也相等。2．电解计算的常用方法。二、常考的题型1．电子守恒在电解计算中的应用。2．计算电解后溶液中的离子浓度。3．计算电解质溶液的pH。4．计算电解后析出的固体的质量。5．串联电路中的物质关系。[练习]________________________________________1．用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量是()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转移电子为eq\f(b×4,22.4)mol，据电子守恒得到M的物质的量为eq\f(4b,22.4x)mol＝eq\f(b,5.6x)mol，则M的摩尔质量为a÷eq\f(b,5.6x)＝eq\f(5.6xa,b)g·mol－1，M的相对原子质量为eq\f(5.6ax,b)。答案：C2．用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为()A．1mol·L－1 B．2mol·L－1C．3mol·L－1 D．4mol·L－1解析：依据题设条件，两极上电极反应式为阴极：首先Cu2＋＋2e－=Cu，然后2H＋＋2e－=H2↑；阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。既然阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，依据电子守恒，阴极上Cu2＋、H＋得电子总数应等于OH－失电子总数。析出0.1molH2获得0.2mol电子，析出0.1molO2失去0.4mol电子，所以有0.1molCu2＋放电，获得0.2mol电子，c(Cu2＋)＝eq\f(0.1mol,0.1L)＝1mol·L－1。答案：A3．如图所示，甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O。下列说法正确的是()A．甲池是将电能转化为化学能的装置，乙、丙池是将化学能转化为电能的装置B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O=COeq\o\al(2－,3)＋8H＋C．反应一段时间后，向乙池中加入肯定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液复原到原浓度D．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体解析：A项，经分析可知甲池是原电池，将化学能转化为电能，乙、丙池是电解池，将电能转化为化学能，错误；B项，在碱性条件下，原电池负极不行能生成H＋，应生成H2O，错误；C项，乙池中石墨电极与电源正极相连，作阳极，用惰性电极电解CuSO4溶液的总反应方程式为2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up14(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，要使CuSO4溶液复原到原浓度，则须要加CuO，错误；D项，n(O2)＝0.0125mol，依据得失电子守恒可得n[Mg(OH)2]＝2n(O2)＝0.025mol；m[Mg(OH)2]＝58g·mol－1×0.025mol＝1.45g，正确。答案：D4．如图所示，通电5min后，③电极的质量增加2.16g，此时CuSO4恰好完全电解。设A池中原溶液的体积为200mL。回答下列问题：(1)F电极为________极；②电极为________极。(2)A池中②电极上的电极反应式为________________。(3)通电前A池原溶液中Cu2＋的物质的量浓度为__________。解析：(1)由③电极的质量增加2.16g可知，①③电极是电解池的阴极，②④电极是电解池的阳极，E电极是电源的负极，F电极是电源的正极。(2)A池中，②电极上只发生反应2H2O－4e－=4H＋＋O2↑。(3)因为③电极增加的质量是银的质量，即转移的电子为2.16g÷108g·mol－1＝0.02mol，由于①电极上的电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，依据电子守恒可知，原溶液中Cu2＋的物质的量为