电化学复习三学案

电化学复习三——电解计算及图像题型训练
电解有关计算的方法规律：有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的PH、物质的量浓度等。

解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式比例求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。

以电子守恒较为简便，注意运用。

例1、用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500mL,经过一段时间后，两极均得到标况下11.2L 的气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为（）
A.0.5mol/L
B.1.0mol/L
C.1.5mol/L
D.2.0mol/L
例2、⑴用惰性电极电解2L饱和氯化钠溶液,经过一段时间以后,电解液的pH上升至13，则电解过程中两极上共产生的气体在标准状况下为：
A．2.24L B．4.48L C．1.12L D．11.2L
⑵用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。

当电解液的pH值从6.0变为3.0时,设电解时阴极没有氢气极出，且电解液在电解前后的体积变化可以忽略，电极上应析出的银的质量是：A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg
（3）用两支惰性电极插入500毫升NaCl溶液中,通电电解,当阴极析出的氢气为56毫升(标准状况,设电解液在是解前后体积变化忽略)时,此时溶液中的PH值约为( )
A.10
B.11
C.12
D.13
例3、将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如右，则上列说法正确的是：
A．阳极产物一定是Cl 2，阴极产物一定是Cu
B．BC段表示在阴极上是H+放电产生了H2
C．整个过程中阳极先产生Cl2，后产生O2
D．CD段表示阳极上OH-放电破坏了水的电离平衡，产生了H+
练习：
1、在两烧杯中盛有甲、乙两种不同的稀溶液，用铁丝做电化腐蚀实
验，实验进行一段时间后，A试管中液面高于烧杯中液面，B试管中
液面低于烧杯中液面
（1）试比较甲、乙溶液的pH值，并分别写出铁丝发生腐蚀时的电
极反应式。

（2）若将甲装置这样放置约一周后，观察到铁丝发生的变化是__________________，试管里的水面会上升，最终上升高约为_____________。

2、右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是
a极板b极板x电极Z溶液
A 锌石墨负极CuSO4
B 石墨石墨负极NaOH
C 银铁正极AgNO3
D 铜石墨负极CuCl2
3、某学生欲完成2HCl+2Ag=2AgCl↓+H2↑反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是
4、利用质量均为100.0克的金属铜作电极，电解AgNO3溶液．一段时间后，两电极的质量差为28.00克，则此时两电极质量为（）
序号阳极质量（克）阴极质量（克）
A 100.0 128.0
B 93.60 121.6
C 119.0 91.00
D 88.21 139.8
5、下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是
D
6、按如图甲装置进行实验，若乙中横坐标x 表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述不正确．．．
的是
A ．E 表示生成铜的物质的量
B ．E 表示反应消耗水的物质的量
C ．F 表示反应生成氧气的物质的量
D ．F 表示生成硫酸的物质的量 7、用石墨作电极电解AlCl 3溶液时，下图所示的电解变化曲线合理的是 ( )
A ．①④
B ．②④
C ．②③
D ．①③
8、甲、乙两个相同的电解槽，如图所示连接a ，b ，c ，d 均为铂电极，通电后发现a 极板处有气体放
出，c 极板质量增加，则以下说法中正确的是 ( ) A ．甲槽中溶液是H 2SO 4，乙槽中溶液是NaOH B ．甲槽中溶液是NaOH ，乙槽中溶液是3AgNO
C Cu
CuSO 4
溶液
E F
y/mol
O
2
x/mol
4 甲
乙
C ．甲槽中溶液是3AgNO ，乙槽中溶液是4CuSO
D ．甲槽中溶液是4CuSO ，乙槽中溶液是42SO H 9、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞混合液的表面皿中，如下图所示，最先观察到酚酞变红现象的区域是： A 、Ⅰ和Ⅲ B 、Ⅰ和Ⅳ C 、Ⅱ和Ⅲ D 、Ⅱ和Ⅳ
10、按如图所示装置进行实验，若图中的x 轴表示流入阴极的电子的量，则从理论上看，y 轴不可能表示
A. Ag + 物质的量浓度
B.NO 3-物质的量浓度
C.溶液的pH
D.银棒的质量
11、有下列三组电解池，电极均为惰性电极，实验通电时间和电流强度都相同。

(1)析出气体总体积最大的是 ，最小的是 。

(2)电解后两个烧杯中溶液PH 值都增大的是 。

(3)电解后电极上有固体物质析出的是 。

(4)电解后有一个烧杯中溶液PH 值不发生变化的是 。

(5)电解后有一个烧杯中溶液颜色有变化的是 。

12、右图中电极a 、b 分别为Ag 电极和Pt 电极，电极c 、d 都是石墨电极。

通电一段时间后，只在c 、d 两极上共收集到336mL （标准状态）气体。

回答： （1）直流电源中，M 为
极。

（2）Pt 电极上生成的物质是
，其质量为 g 。

Fe
Zn
Ⅰ
Ⅱ
表面皿
有绝缘皮的导线
Fe
Zn
Ⅲ
Ⅳ
表面皿
有绝缘皮的导线
（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶∶∶。

（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。

下同），AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH 。

（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为多少g。

13、有一硝酸盐晶体，其化学式表示为M(NO3)x·nH2O经测定其摩尔质量为242g·mol－1。

取1.21g 该晶体溶于水配成100mL溶液。

将此溶液倒入右图所示装置中，用石墨作电极进行电解。

当有0.01mol 电子通过电极时，溶液中的金属阳离子全部析出，在A极得到金属0.32g。

回答：
（1）金属M的原子量为，x = ，n = 。

（2）C极为极。

（3）电解后溶液的pH为（设电解前后溶液的体积不变）。

14、利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。

某研究小组设计了如右图所示的循环系统实现光分解水制氢。

反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe3+等可循环使用。

⑴写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。

⑵若电解池A中生成3.36 L H2（标准状况），试计算电解池B中生成Fe2+的物质的量。

⑶若循环系统处于稳定工作状态时，电解池
A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L－
1和b mol·L－1，光催化反应生成Fe3+的速率
为c mol·L－1，循环系统中溶液的流量为Q
（流量为单位时间内流过的溶液体积）。

试
用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。

15、如图装置，A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极．若A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中．切断K1，合闭K2、K3通直流电，回答下列问题：
①判断电源的正、负极：a为________极，b为________极。

②在湿的Na2SO4溶液滤纸条中心的KMnO4液滴，有什么现象________ 。

③写出电极反应式：A极____ ____，
C极______ _______。

④若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极．此时切断K2、K3，合闭K1，则电流表的指针是否移动（填是或否）________。

说明理由____________________________。

16、关于电解氯化铜溶液时的pH变化问题，化学界有以下两种不同的观点：一是理论派认为电解氯化铜溶液后溶液的pH升高。

二是实验派经过反复多次精确的实
验测定证明电解氯化铜溶液时pH的变化如图曲线关系。

请回
答：
（1）电解前氯化铜溶液的pH处于A点位置的原因是（用离子
方程式表示）
_______________________________________________。

（2）理论派所持观点的理论依据是
______________________________________________________________________。

（3）实验派的结论是①_______________________________；他们所述“精确实验”是通过②____________________________________来准确测定溶液的pH的。

该观点的理由是③____________________________________________________（从化学原理加以简述）。

1、甲溶液的PH值大于乙溶液的PH值。

甲：Fe-2e = Fe2+(负极)、2H2O+O2+4e = 4OH-(正极);乙： Fe-2e = Fe2+(负极)、2H++2e = H2 (正极)
11、（1）①③（2）①（3）③（4）②
12、解析：电解5.00%的稀H2SO4，实际上是电解其中的水。

因此在该电解池的阴极产生H2，阳极产
生O 2，且()()12O V H V 22∶∶=。

据此可确定d 极为阴极，则电源的N 极为负极，M 极为正极。

在336mL 气体中，()224mL 33632
H V 2=⨯=
，为0.01mol ，()112mol 3363
1O V 2=⨯=，为0.005mol 。

说明电路上有0.02mol 电子，因此在b 极（Pt 、阴极）产生Ag 0.02108 2.16g ：⨯=，即 0.02mol 的Ag 。

则n(e) ∶n(Ag) ∶n(O 2) ∶n(H 2)= 0.02∶0.02∶0.005∶0.01=2∶2∶2
1
∶1.
由Ag （阳）电极、Pt （阴）电极和AgNO 3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt 电极上
放电所消耗溶液中Ag +离子的物质的量，等于Ag 电极被还原给溶液补充的Ag +离子的物质的量，因此[AgNO 3]不变，溶液的pH 也不变。

电解5.00%的H 2SO 4溶液，由于其中的水发生电解，因此[H 2SO 4]增大，由于[H +]增大，故溶液的pH 减小。

设原5.00%的H 2SO 4溶液为xg ，电解时消耗水0.01×18 = 0.18g ，则：
()0.18x 5.02%5.00%x -=，解得：x 45.18g =。

答案：（1）正（2）Ag 、2.16（3）2∶1
2
∶1；（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。

13、（1）()0.005mol 2421.21n ==
硝酸盐，含金属M 也为0.005mol 。

M 的原子量640.0050.32
=。

M xe M x −→−++
0.005
1
0.01x ==
解得：x 2= 188 + 18 n =242，n = 3。

（2） 因为金属在A 极析出，所以A 极是电解池的阴极，则C 极是电源的负极。

（3）有0.01mol 电子通过电极，就有0.01mol OH －
放电，在溶液中就生成0.01mol H +。

，·1pH L 0.1mol 0.1
0.01
][H 1===
-+
答案：（1）64、2、3；（2）负；（3）1。

14.（1）电解池A ：2H + + 2I —
H 2↑+ I 2
电解池B ：4Fe 3+ + 2H 2O O 2↑+ 4H + + 4Fe 2+ 光催化反应池：2 Fe 2+ + I 2
2 Fe 3+ + 2I —
(2)
转移电子的物质的量为n(e—)=2n(H2)=0.150mol2=0.300mol
因为电解池A、B是串联电解池，电路中转移的电子数目相等。

所以，n(Fe2+)= n(e—)= 0.300mol
答：电解池B中生成Fe2+的物质的量为0.300mol
（3）根据化学反应2 Fe2+ + I2 2 Fe3+ + 2I—
光催化反应生成I—的速率v(I—)=v(Fe2+)= c mol·min-1
电解池A中消耗I—的速率应等于光催化反应中生成I—的速率
a mol·L-1Q —
b mol·min-1Q=
c mol·min-1
15、【命题意图】考查电解池的有关性质。

【解析】①电解KOH溶液，实质上是电解水；根据4OH——4e＝2H2O＋O2↑和4H＋＋4e＝2H2↑可知，产生的氢气（正极）的体积应是产生氧气（负极）的体积的两倍。

所以，从A、B中的气体体积可知：a为负极，b为正极。

【答】①负、正。

②紫色向D方向移动，两极有气体产生。

③4OH——4e＝2H2O＋O2 ↑，
4H＋＋4e＝2H2↑。

④是；组成氢氧燃料电池。