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高中化学第四章第三节第二课时小专题大智慧课件新人教选修4

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小 专题讲坛 专 题 大 专题专练 智 慧 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)根据电子守恒法计算: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)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比例式计算。 (3)根据关系式计算:根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(要特别注意阳极材料);其 次注意溶液中有多种离子共存时,要根据离子放电顺序确 定离子放电的先后;最后根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质量。 (5)串联电路中的物质关系。 [例证1] 将含有0.4 mol CuSO4和0.2 mol NaCl的水溶 液1 L,用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上得到 0.3 mol Cu,另一个电极上析出气体在标准状况下的体积 为 () A.4.48 L B.5.6 L C.6.72 L D.13.44 L [解析] 阴极反应为:Cu2++2e-===Cu,因为反应的 n(Cu2 +)=0.3 mol,总 n(Cu2+)=0.4 mol,说明 Cu2+过量,阴极共得 到 0.6 mol 电子。由电子守恒可知,阳极应失去 0.6 mol 电子。 阳极:首先 2Cl--2e-===Cl2↑,因为 0.2 mol Cl-只能失去 0.2 mol 电子,另外 0.4 mol 电子只能由水电离出的 OH-失去,阳 极反应还有:4OH--4e-===2H2O+O2↑,则阳极共放出气体 体积(0.1 mol+0.1 mol)×22.4 L·mol-1=4.48 L,故应选 A。 [答案] A [例证2] 用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的 混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24 L气体(标 准状况下),原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为 ( ) A.1 mol·L-1 B.2 mol·L-1 C.3 mol·L-1 D.4 mol·L-1 [解析] 根据题设条件,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,根据电子守恒,阴极上Cu2+、H+得电子总数应等 于OH-失电子总数。析出0.1 mol H2获得0.2 mol电子,析 出0.1 mol O2失去0.4 mol电子,所以有0.1 mol Cu2+放电, 获得0.2 mol电子,c(Cu2+)=0.1 mol/0.1 L=1 mol·L-1。 [答案] A [例证3] 将分别盛有饱和KCl溶液和CuSO4溶液的两 个电解槽(电极均为石墨电极)串联,通电一段时间后,在 甲池(饱和KCl溶液)的阳极收集到1.12 L气体(标准状况下), 如果乙池(CuSO4溶液)溶液的体积为1 L,则电解后乙池溶 液的pH为________(电解过程中溶液体积不变)。 [解析] 甲池阳极反应:2Cl--2e-===Cl2↑,应失 去(1.12 L/22.4 L·mol-1)×2=0.1 mol电子。乙池阳极反应: 2H2O-4e-===4H++O2↑,由电子守恒可知,乙池阳极 应得0.1 mol电子。所以,乙池中c(H+)=0.1 mol/1L=0.1 mol·L-1,故电解后乙池溶液的pH为1。 [答案] 1 [例证4] 将两个惰性电极插入到500 mL AgNO3溶液 中,通电电解,当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时(设电 解时阴极没有H2逸出,且电解质溶液在电解前后体积变 化可以忽略),则电极上析出银的质量是 () A.27 mg B.54 mg C.108 mg D.216 mg [解析] 题中pH=6可理解成由于Ag+的水解而使溶 液显弱酸性,当pH变为3时,n(H+)=1×10-3 mol·L- 1×0.5 L=5×10-4mol,根据关系式:Ag+~H+~e-得, n(Ag)=n(H+)=5×10-4 mol,m(Ag)=5×10-4 mol×108 g·mol-1=5.4×10-2g=54 mg。 [答案] B [例证5] 把分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的 三个电解槽串联,在一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∶1 C.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。在氯化钾、氯化镁、 氧化铝中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6 mol电子时, 析出K、Mg、Al的物质的量分别为6 mol、3 mol、2 mol, 则n(K)∶n(Mg)∶n(Al)=6∶3∶2。 [答案] D



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