2024高中化学专题讲座二电子守恒-巧解电解计算题练习含解析鲁科版选修4

PAGE2-专题讲座(二)电子守恒——巧解电解计算题1．计算的原则。(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数。(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。2．计算的方法。(1)依据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)依据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最终依据总反应式列比例式计算。(3)依据关系式计算：依据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。如4e－～4Ag～2Cu～2Cl2～2H2～O2～4H＋～4OH－。3．计算步骤。首先要正确书写电极反应式(要特殊留意阳极材料)。其次留意溶液中有多种离子共存时，要依据离子放电依次确定离子放电的先后。最终依据得失电子守恒进行相关计算。4．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ag÷eq\f(b,5.6x)mol＝eq\f(5.6xa,b)g·mol－1，M的相对原子量为eq\f(5.6ax,b)。答案：C2．500mLNaNO3和Cu(NO3)2混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝6mol·L－1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体22.4L(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(Na＋)＝6mol·L－1B．电解后溶液中c(H＋)＝4mol·L－1C．上述电解过程中共转移8mol电子D．电解后得到的Cu的物质的量为2mol解析：石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体(标准状况)，n(O2)＝eq\f(22.4L,22.4L·mol－1)＝1mol，阳极发生4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，4mol1mol阴极发生Cu2＋＋2e－=Cu、2H＋＋2e－=H2↑，1mol2mol1mol2mol1mol＋]为6mol·L－1－2mol·L－1×2＝2mol·L－1，故A错误；B.电解后溶液中[H＋]为eq\f(4mol－2mol,0.5L)＝4mol·L－1，所以B选项是正确的；C.由上述分析可以知道，电解过程中转移电子总数为4NA，故C错误；D.电计算得出到的Cu的物质的量为1mol，故D错误。答案：B3．把分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在肯定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为()A．1∶2∶3 B．3∶2∶1C．6∶3∶1 D．6∶3∶2解析：该题考查了电解中转移电子的物质的量与析出金属的化合价及物质的量的关系。在KCl、MgCl2、Al2O3中K、Mg、Al分别为＋1价、＋2价、＋3价，在串联电路中，相同时间通过的电量相同，当都通过6mol电子时，析出K、Mg、Al的物质的量分别为6mol、3mol、2mol，则n(K)∶n(Mg)∶n(Al)＝6∶3∶2。答案：D4．将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。(1)当有1.0×10－3mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是________。(2)若溶液的体积为1L，忽视溶液体积改变，在标准状况下放出5.6mLO2时，溶液的pH是________。解析：(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应式为阴极：2Cu2＋＋4e－=2Cu，阳极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O。当有1.0×10－3mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5.6mL，此时转移电子为1.0×10－3mol，则在阴极上析出Cu为0.032g。(2)阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑4mol1molneq\f(5.6×10－3L,22.4L·mol－1)n＝1.0×10－3mol，即消耗1.0×10－3molOH－