《电化学计算专题》PPT课件.ppt

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1、有关电化学的计算 常见计算内容常见计算内容1、根据电量求析出固体质量、产生气、根据电量求析出固体质量、产生气体体积体体积2、溶液、溶液pH3、相对原子质量和阿伏伽德罗常数的、相对原子质量和阿伏伽德罗常数的计算计算4、产物的量与电荷量关系的计算、产物的量与电荷量关系的计算电化学的计算是高考中考查的基本内容。电化学的计算是高考中考查的基本内容。解题思路通常有两种：解题思路通常有两种：一种是根据相应的电化学方程式进行计算一种是根据相应的电化学方程式进行计算。另一种是根据电极反应进行计算。另一种是根据电极反应进行计算。一、一、单一溶质的电解单一溶质的电解1 1、用铂电极电解、用铂电极电解CuSOCuS

2、O4 4溶液溶液500mL,500mL,当阴极当阴极质量恰好不再增加时，标准状况下阳极质量恰好不再增加时，标准状况下阳极产生产生11.2L11.2L的气体，则原溶液中的气体，则原溶液中CuSOCuSO4 4的的物质的量浓度为（物质的量浓度为（）思维透视思维透视4OH-4e-=2H2O+O2n(Cu2+)2=0.5moL4（电子守恒）（电子守恒）n(Cu2+)=1molC(Cu2+)=1mol/0.5L=2mol/L阴极：阴极：阳极：阳极：2Cu2+4e-=2Cu答案答案D2 2、用铂电极电解用铂电极电解CuSOCuSO4 4溶液溶液500mL,500mL,经过经过一段时间后，标准状况下两极均产

3、生一段时间后，标准状况下两极均产生11.2L11.2L的气体，则原溶液中的气体，则原溶液中CuSOCuSO4 4的物的物质的量浓度为质的量浓度为（）阴极：阴极：2H+2e-=H2（Cu2+完全放电后）完全放电后）阳极：阳极：n(Cu2+)2+0.5moL2=0.5moL4 n(Cu2+)=0.5moLC(CuSO4)=0.5moL/0.5L=1.0moL/L(开始开始)Cu2+2e-=Cu4OH-4e-=2H2O+O2思维透视思维透视答案答案C根据根据得失电子守恒得失电子守恒各电极析出的各电极析出的物质的量有如下关系：物质的量有如下关系：O O2 22Cl2Cl2 22Cu2Cu4Ag4Ag2

4、H2H2 2 4e4e-这是电化学简单计算中重要的基本关系。这是电化学简单计算中重要的基本关系。思维模式建立思维模式建立3 3、用两支惰性电极插入、用两支惰性电极插入500mLAgNO500mLAgNO3 3溶溶液中，通电电解。当电解液的液中，通电电解。当电解液的pHpH值值从从6.06.0变为变为3.03.0时时,设电解时阴极没有设电解时阴极没有氢气析出，且不考虑体积变化，电氢气析出，且不考虑体积变化，电极上应析出的银的质量是极上应析出的银的质量是：（：（）A27mg B54mg C108mg D216mg溶液溶液酸酸性性,生成了生成了H+,C(H+)增大了增大了0.001moL/L生成生成

5、n(H+)=0.5L0.001moL/L=510-4moL消耗消耗n(OH-)=510-4moL4e-4OH-4Ag510-4moL510-4moLm(Ag)=510-4moL108g/moL=0.054g=54mg答案答案B4 4、用惰性电极电解、用惰性电极电解2L2L饱和氯化钠溶液饱和氯化钠溶液,经过一段时间以后经过一段时间以后,电解液的电解液的pHpH上升上升至至1313（不考虑溶液体积变化），则（不考虑溶液体积变化），则电解过程中两极上共产生的气体在电解过程中两极上共产生的气体在标准状况下体积为标准状况下体积为：（：（）A A2.24L2.24L B B4.48L4.48L C C1.

6、12L1.12L D D11.2L11.2L 溶液碱性，生成了溶液碱性，生成了OH-，C(OH-)增大增大0.1moL/L生成生成n(OH-)=2L0.1moL/L=0.2moL消耗消耗n(H+)=0.2moL2e-2H+H2Cl20.2moL0.1moL0.1moLH2和和Cl2共共0.2moL，即标准状况下为，即标准状况下为4.48L思维透视思维透视答案答案B溶液酸性溶液酸性溶液碱性溶液碱性思维模式建立思维模式建立n生成生成(H+)=n消耗消耗(OH-)n生成生成(OH-)=n消耗消耗(H+)n消耗消耗(H+)=n(e-)n消耗消耗(OH-)=n(e-)5 5、用用石石墨墨电电极极在在一一

7、定定温温度度下下电电解解K K2 2SOSO4 4 饱饱和和溶溶液液m m g g。当当阴阴极极产产生生a a molmol气气体体时时，从从溶溶液液中中析析出出n n g g无无水水晶晶体体。则则剩剩余余溶溶液液的的溶质质量分数是（溶质质量分数是（）A A B.B.C.D.C.D.电解电解K2SO4 溶液就是电解水溶液就是电解水 电极反应：电极反应：2H2O+2e-=2H2+O2 amol amol 原原溶溶液液为为饱饱和和溶溶液液，则则析析出出的的n克克晶晶体与体与amol水符合饱和溶液的组成水符合饱和溶液的组成饱和溶液的质量分数为饱和溶液的质量分数为思维透视思维透视答案答案c 6、在在2

8、5时时，将将两两个个铂铂电电极极插插入入一一定定量量的的Na2SO4 饱饱和和溶溶液液中中进进行行电电解解，一一段段时时间间后后，在在阳阳极极逸逸出出amol气气体体，同同时时有有wg Na2SO410H2O 析析出出，若若温温度度不不变变，此此时剩余溶液的溶质质量分数为时剩余溶液的溶质质量分数为 161(w+36a)7100w1 1、用用铂铂电电极极电电解解NaClNaCl和和CuSOCuSO4 4溶溶液液，当当电电路路通通过过4mol4mol电电子子时时，在在阴阴阳阳两两极极都都产产生生了了1.4mol1.4mol的的气气体体，电电解解后后溶溶液液的的体体积积为为4L4L，则则电电解解后后

9、溶溶液液的的pHpH为为 ()A14 B 13 C 2 D 1 A14 B 13 C 2 D 1二、二、混合溶质的电解混合溶质的电解(开始开始)Cu2+2e-=Cu思维透视思维透视阴极：阴极：2H+2e-=H2（Cu2+完全放电后）完全放电后）阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O22Cl2Cl -2e-2e-=Cl=Cl2 21.4mol2.8molxmol2xmolymol4ymol0.8mol0.6mol1.6mol2.4mol2.4mol 因为电解的因为电解的H+多于多于OH-，溶液显碱性。，溶液显碱性。n(OH-)=2.8mol-2.4mol=0.4molC(OH-)=0.1mol

10、/LpH=13答案答案B2、将、将0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于溶于水，配成水，配成100ml的溶液，用石墨做电极电解一段时间的溶液，用石墨做电极电解一段时间后，在一极析出后，在一极析出0.3molCu，此时在另一极收集到气体，此时在另一极收集到气体体积为（标况）体积为（标况）()4.48LB.5.6LC.6.72LD.7.84LB3 3在在H H2 2O O中加入等物质的量的中加入等物质的量的AgAg、NaNa、BaBa2 2、NONO3 3-、SOSO4 42-2-、ClCl，该溶液在惰性电极的电解槽中通，该溶液在惰性电极的电解槽中通电片刻后，

11、氧化产物和还原产物的质量比是电片刻后，氧化产物和还原产物的质量比是()A A1 18 8 B B8181C C35.510835.5108D D10835.510835.5B B三、三、非惰性电极做阳极的电非惰性电极做阳极的电解解用质量均为用质量均为100g的铜做电极，电解的铜做电极，电解AgNO3溶液，一段溶液，一段时间后，两电极质量相差时间后，两电极质量相差28g,此时两电极质量分别为：此时两电极质量分别为：（）A.阳极阳极93.6g阴极阴极121.6gB.阳极阳极100g阴极阴极128gC.阳极阳极91.0g阴极阴极119.0gD.阳极阳极86.0g阴极阴极114.0gA四、四、多池的有

12、关计算多池的有关计算1、多个电解池串联的计算、多个电解池串联的计算每个电解池单独分析、单独计算，与单池的计算相同每个电解池单独分析、单独计算，与单池的计算相同1 1、有电解装置如图所示、有电解装置如图所示.图中图中A装置盛装置盛1L2mol/LAgNO3溶液溶液.通电后通电后,润湿的淀粉润湿的淀粉KI试纸的试纸的C端变蓝端变蓝色色,电解一段时间后试回答电解一段时间后试回答:AAgNO3BNaCl电源电源CD石石墨墨CuFePt润湿的KI淀粉试纸阳阳阴阴-+阴阴阳阳阴阴阳阳(1)(1)A中发生反应的化学方程式中发生反应的化学方程式.4AgNO3+2H2O 4Ag+O2+4HNO3石石墨墨CuAA

13、gNO3FePtBNaCl电源电源润湿的KI淀粉试纸CD阳阳阴阴-+阴阴阳阳阴阴阳阳(2)(2)在在B B中观察到的现象是中观察到的现象是石墨表面有气泡产生，溶液中有蓝色沉淀石墨表面有气泡产生，溶液中有蓝色沉淀生成生成。石石墨墨CuAAgNO3FePtBNaCl电源电源润湿的润湿的KI淀粉试纸淀粉试纸CD阳阳阴阴-+阴阴阳阳阴阴阳阳2、把两个电解槽串联起来如下图所示，电解一段时间、把两个电解槽串联起来如下图所示，电解一段时间后，铜阴极的质量增加了后，铜阴极的质量增加了0.192g,金属金属X阴极质量增加了阴极质量增加了0.195g,已知已知X的相对原子质量为的相对原子质量为65，求，求X离子所

14、带电荷离子所带电荷数？数？X的硫酸盐的硫酸盐CuSO43 320162016江西南昌一模江西南昌一模 已知高能锂电池的总反应式为已知高能锂电池的总反应式为2Li2LiFeS=FeFeS=FeLiLi2 2SLiPFSLiPF6 6SO(CHSO(CH3 3)2 2为电解质为电解质，用该电池，用该电池为电源进行如图的电解实验，电解一段时间测得甲池产生为电源进行如图的电解实验，电解一段时间测得甲池产生的的H H2 2在标准状况下的体积为在标准状况下的体积为4.48 L4.48 L。下列有关叙述不正确。下列有关叙述不正确的是的是()A A从隔膜中通过的离子数目为从隔膜中通过的离子数目为0.4N0.4

15、NA AB B若电解过程溶液体积变化忽略不计，若电解过程溶液体积变化忽略不计，则电解后甲池中溶液浓度为则电解后甲池中溶液浓度为 4 mol/L4 mol/LC CA A电极为阳极电极为阳极D D电源正极反应式为电源正极反应式为FeSFeS2Li2Li2e2e=Fe=FeLiLi2 2S SC2、无外接电源的多池的计算、无外接电源的多池的计算 先判断谁是原电池，谁是电解池，再分别进行先判断谁是原电池，谁是电解池，再分别进行计算。计算。一般规律：电极反应物活动性相差大的电池为原电池；一般规律：电极反应物活动性相差大的电池为原电池；电极反应物活动性相差小或电极材料无活动性差的电池电极反应物活动性相差

16、小或电极材料无活动性差的电池为电解池。为电解池。判断下列组合中各是什么装置判断下列组合中各是什么装置,写出电极反应写出电极反应A是原电池是原电池B是电解池是电解池C是电解池是电解池D是电镀池是电镀池 如图所示：如图所示：a、b是活泼性不同的金属电极是活泼性不同的金属电极,用湿用湿润的润的KI淀粉试纸检验石墨电极淀粉试纸检验石墨电极C产生的气体产生的气体,试纸变蓝，试纸变蓝，试回答：试回答：1)1)甲池是甲池是池，乙池是池，乙池是池。池。2)2)a极为极为 极，极，b极为极为 极，极，C极为极为 极，极，Pt为为 极。极。3)3)Pt电极的电极反应式为电极的电极反应式为 。甲甲 稀稀H2SO4乙

17、乙 NaCl溶液溶液abPtC原电原电电解电解正正负负阳阳 阴阴2H+2e-=H2甲甲 稀稀H2SO4乙乙 NaCl溶液溶液abPtC4)4)若若甲甲中中为为0.1mol/L0.1mol/L的的H H2 2SOSO4 4 1L1L，乙乙中中为为0.1mol/L0.1mol/L的的NaCl NaCl 1L1L。反反应应一一段段时时间间后后，乙乙中中的的PHPH值值上上升升到到1313，此此时时甲甲中中的的pHpH为为 ，标标准准状状况况下下甲甲乙乙两两装装置置共共收收集集气气体体积体体积 L L（不考虑气体的溶解及反应）。（不考虑气体的溶解及反应）。1 13.363.366 6如图是可用于测量阿

18、伏伽德罗常数的装置示意图，如图是可用于测量阿伏伽德罗常数的装置示意图，其中其中A A是纯铜片、是纯铜片、B B是石墨，插在是石墨，插在 100 mL CuSO100 mL CuSO4 4稀溶液稀溶液中，铜片、石墨与导线相连，引出端分别为中，铜片、石墨与导线相连，引出端分别为X X、Y Y。(1)(1)当以当以I AI A的电流电解的电流电解 6 min 6 min 后，测得铜片后，测得铜片A A的质量的质量减少减少 2.56 g2.56 g，则装置中的，则装置中的X X端应与直流电的端应与直流电的_极相连。极相连。(1)正(2)(2)电解后将电源反接，电解后将电源反接，2I A2I A的电流电

19、解的电流电解 6 min 6 min 后，假设溶后，假设溶液体积不变，测得溶液中液体积不变，测得溶液中CuSOCuSO4 4物质的量浓度为物质的量浓度为 0.1 mol/L0.1 mol/L，则原溶液中则原溶液中CuSOCuSO4 4物质的量浓度为物质的量浓度为_mol/L_mol/L。溶液中。溶液中H H的物质的量浓度为的物质的量浓度为_mol/L_mol/L。(3)(3)列式计算实验测得的阿伏伽德罗常数列式计算实验测得的阿伏伽德罗常数N NA A(用用I I表示表示)约为约为_mol_mol1 1。(已知电子电量已知电子电量e e1.60101.60101919 C)C)(2)0.50.8

20、(3)2.8I1022解析(1)铜片A的质量减少，铜失去电子发生氧化反应，表明A是阳极，X端应与直流电的正极相连。(2)当以I A的电流电解 6 min 后，测得铜片A的质量减少了 2.56 g，铜的物质的量0.04 mol，转移电子的物质的量为 0.08 mol，石墨上析出 0.04 mol 铜，电解后将电源反接，铜作阴极，石墨作阳极，首先，石墨上析出的铜放电溶解，转移电子 0.08 mol，然后电解硫酸铜溶液，方程式为2CuSO42H2O=2H2SO42CuO2，以2I A的电流电解 6 min 后，转移电子的物质的量为0.08 mol20.16 mol，则电解的硫酸铜的物质的量为则电解的

21、硫酸铜的物质的量为(0.16 mol(0.16 mol0.08 0.08 mol)/mol)/2 20.04 0.04 molmol；原溶液中；原溶液中CuSOCuSO4 4物质的量浓度为物质的量浓度为(0.04 mol(0.04 mol0.1 mol/L0.1 0.1 mol/L0.1 L)/L)/0.1 L0.1 L0.5 mol/L0.5 mol/L。溶液中溶液中H H的物质的量为的物质的量为 0.04 mol20.04 mol20.08 mol0.08 mol，物质的量浓度为，物质的量浓度为0.8 mol/L0.8 mol/L。(3)(3)当以当以I AI A的电流电解的电流电解 6 min 6 min 后，测得铜片后，测得铜片A A的质量减少了的质量减少了 2.56 2.56 g g，铜的物质的量为，铜的物质的量为2.56g/64g2.56g/64gmolmol1 10.04 mol0.04 mol，转移电子的物，转移电子的物质的量为质的量为 0.08 mol0.08 mol，根据根据Q QItItI A660 sI A660 s0.08 molN0.08 molNA A mol mol1 11.60101.60101919 C C，因此，因此N NA A2.8I102.8I102222。