电解的计算.docx
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电解的计算
一电解池电极放电顺序
阴极:
阳离子放电,得电子能力强先放电
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+
阳极:
阴离子放电或电极放电,失电子能力强先放电
若阳极是活泼金属(金属活动顺序表Ag以前),溶液中的阴离子一律不放电,而是电极材料失电子。
若阳极是惰性(Pt、Au、石墨),则放电顺序如下:
S2—>I—>Br—>Cl->0H->含氧酸根离子
例1:
用石墨作电极电解1000mL0.1mol/LCuSO4溶液,
通电一段时间后关闭电源,测得溶液的质量减少了9.8g。
下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数)
A.电解过程中流经外电路的电子个数为0.2NA
B.在标准状况下,两极共产生4.48L气体
C.电解后溶液的pH为1(溶液体积不变)
D.加入11.1gCu2(OH)2CO3可将溶液彻底复原
电解计算错例分析
例1.两串联电解池,左池放硫酸铜溶液,右池放一定
量的某硝酸盐溶液,电解时当左池析出1.6g铜时,右池析出
0.45g固体,则右池溶质是()
A.AgNO3b.NaNQ
C.D.—,
错解:
误选D项。
1
n(Cu)二一=0,025mol
根据64g.mol"
由电极反应式'I:
-:
可知导线上转移-U电子,再由二可求析出二为m(Al)二O.OSmolx-x27g■mol=M5g
-。
剖析:
本题考查电解的反应原理及简单计算。
根据溶液中阴、阳离子的放电顺序,实际上在水溶液中【'不可能放电发生电极反应。
在4个选项的溶液中阳离子只有--■能发
生电极反应。
只是=的量不足,只能析出0.45g。
故应选A项。
例2.用惰性电极电解2L1OmolL^CuSO4溶液,在电路中通过0.5mol电子后,调换正、负极继续电解,电路中又通过了1mol电子,此时溶液中上为(假设体积不变)()
A.[…二二B..U「
错解:
误选B项。
误认为1上…电子转移都是〔三在阳极放电,由电极反应-Ki'-二,知,消耗.「—…」,生成tt+“1 , 剖析: 调换正、负极前后电极反应式如下: J阳: 4OH--4e-=2HaO+OaT 前卜十亠=■ 后[阳: 2Cu-4e_=2Cu鉄(先),4OIT-4厂=2比0+0? T(后)曰阴: 2Cu: ++4e"=2Cu L' 故刚调换正、负极后0.5mol电子转移的过程中,0: 3 未参与放电。 只有1mol电子由放电产生,即消耗的 址w加1,亦即溶液中积累的L■-,则 mI二匸。 故应选C项。 例3.在500mLl.二」L的'■溶液中,阳极为100g铜 片,阴极为100g锌片,通电一段时间后,立即取出电极,测得锌片质量增加到106.4g,此时剩余溶液中'■.的物质的 量浓度为() C. 错解: 误选B项。 锌片上的电极反应为: : .-: ! ■,故增加的质量为Cu的质量。 n(Cu>64g^O.lmol 64gmol'1 所以剩余溶液的物质的量浓度为: 剖析: 从该题整体来看,这套装置实质上是电镀池, 电镀过程中电解质溶液的浓度保持不变,故应选C项。 题中 500mL100g、106.4g等均为虚设数据。 例4.以铁为阳极、铜为阴极对足量的NaOH容液进行电解。 一段时间后得到-沉淀,此过程中共消耗水的物 质的量为( 错解: 误选C项。 根据题意阳极上的电极反应为: -H,由铁元素守恒,阳极共失去电子4mol,再根据阴极上的电极反应: )「厂「,由电子守恒可知反应的丁的物质的量为’二“,即消耗水4mol。 剖析: 以上求得的答案是电解过程中电极反应消耗的水的物质的量。 此时丄「恰好与生成的。 T结合成匚一沉淀。 由于匸二£: 沉淀在空气中不稳定,迅速转化成-沉淀。 即,又消耗水1mol,故共消耗水5mol。 故应选D项。 例5.用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后,阳极有224mL(标准状况)气体析出。 若充分反应后,要使溶液恢复电解前的状态,则加入的物质是() A.3.20gCuSO4B.ISOgCuO C.3.92gCu(OH)[D.5.00gCuSO45H3O错解: 误选D项。 有同学认为用惰性电极电解硫酸铜 溶液,在电解过程中既消耗'又消耗,要使电解后恢 复原状,需补充'■■和。 再根据电极反应方程式: 阳极: f丨二」,阴极: : : : ■-二及题意可知,: 为一口“,转移电子为一」",在阴极反应的」广为.,则由铜元素守恒,需加入的f丄.〔二丄: 为"..II..-.': .o 剖析: 由电解的总方程式 知,反应过程中生成了o 因此,要使溶液恢复原状,除了要补充二>,还要中和掉硫 酸,单纯加入,•或■■■■■■1■'是不可行的,而加入CuO或 则可达到目的。 但是加入1川丁卩与■.反应虽可重 新生成",却同时又给溶液中增加了二一,使硫酸铜浓度比原来浓度小。 然后再由铜元素守恒可求得CuO的质量为 O.ZmolxgOgmol"1=1.60g 故应选B项。 例6.用铂电极电解由等物质的量的: 、匚」、 mj;、王二组成的混合溶液,一段时间后,在两个电极区析出的氧化产物与还原产物的质量之比约为() C.8: 1 D.1: 2 错解: 误选A项。 根据溶液中阴阳离子的放电顺序,阳离子中Ag+首先放电,阴离子中匚首先放电。 即阴极: 1-'■'一,阳极,氧化产物为-"-V,还原产物为匕。 由电子守恒可得,和匕的质量之比为71: 216, 化简后结果为A项。 剖析: 本题的错解是忽视了溶液中离子之间的反应。 即U-二厂-丄二「,甘亠匸「-,反应后的溶液为^'L- 和KNQ溶液。 实质上是电解水,电解总方程式为 电解 ,氧化产物为Q,还原产物为H2,则Q与 H2的质量之比为32: 4=8: 1。 故应选C项 例7.如图所示,若X、丫为石墨电极,溶液为500mLCuSQ溶液。 电解一段时间后,向电解后的残留溶液中加入足量铁粉充分反应,过滤、蒸干、称重,发现铁粉增重3.2g;洗净、 烘干、称重,发现丫极增重1.6g。 则从理论上讲,原'溶液的物质的量浓度为mol.L'1。 ■"■I ■— ■■! ■■已 ■■ -S» .- CuSO4^液 错解: 答案为一;二匸1「 阴极: f一-: . 162 n(6)二一=0,025mol 64gmoi 所以电解过程中减少的二 再由反应: J.增重 1mol■<二二 3.2g n(Cuu) n(Cf)二些三輕=04niol 所以反应后溶液中剩余的匕 由上'守恒,原溶液中1;'■-的物质的量的浓度 剖析: 以上错误的根源为忽视了电解过程中阳极附近 有「生成,从而丢掉了铁粉与生成的「的反应,造成错解 由电解总反应方程式-^一. 得,生成的n(H+)=0.025mol-0.05mol。 若设反应后溶液中剩余的的物质的量为x,则有: xx64gmol<-(x+0.025mol)x56gmol_L=3.2g 解得: 二i—一 所以原溶液中'■-的物质的量的浓度为: 0.575mol+0.025mol】 ctCuSOj==1.2molL 40.5L
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