高中化学专题：电化学计算.pdf

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1、电化学计算电化学计算一一.选择题（共选择题（共 1 1 小题小题)1用铂作电极电解100mL 0.1mol/LgO溶液，通电一段时间后关闭电源,测得溶液的质量减少了.4g下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)(）A电解过程中流经外电路的电子数目为01B.在标准状况下,两极共产生 39L 气体C.电解后溶液的 p为 2(假设溶液体积不变）D.加入3.8g gCO3可将溶液彻底复原二解答题二解答题(共共 3 3 小题）小题）2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下图所示的循环系统实验光分解水制氢 反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中 I和

2、2等可循环使用(1）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.（2)若电解池A 中生成 3.6L H2(标准状况）,试计算电解池B 中生成 F2的物质的量(3）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 mol/L 和 b+ol/L,光催化反应生成 F3的速率为 cmol/in，循环系统中溶液的流量为（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.我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义.(）研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在uC,CuC

3、l 在青铜器腐蚀过程中的催化作用.采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀.如将糊状g2O 涂在被腐蚀部位，AgO与有害组分ul 发生复分解反应，该化学方程式为（2)如图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的原理示意图腐蚀过程中,负极是（填图中字母“a”或“b”或“”)；第1 1页（共4 4页）环境中的 C 扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH）3Cl,其离子方程式为；若生成 4.29g Cu2(OH）3（M=25mol)，则理论上耗氧体积为L(标准状况)（）常温下，将除去表面氧化膜的Al、C片插入浓 HO3中组成原电池（如图 1),测得原电池的电流强度

4、（I）随时间(t）的变化如图 2 所示,反应过程中有红棕色气体产生时，原电池的负极是Al 片，此时,正极的电极反应式是,溶液中的 H 向极移动.t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是4.甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料 如图 1 是甲醇燃料电池工作的示意图,其中 A、B、D 均为石墨电极,为铜电极工作一段时间后，断开K，此时 A、两极上产生的气体体积相同+(1)甲中负极的电极反应式为.(2)乙中极析出的气体在标准状况下的体积为.（)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2,则图中线表示的是的变化;反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要mLmol

5、L1NaOH 溶液电化学计算电化学计算参考答案与试题解析参考答案与试题解析一一.选择题选择题(共共 1 1 小题）小题）1.【解答】解：.用石墨作电极电解00mL.1l/AgO3溶液的阴极反应首先是g+Ag,假设所有的银离子 0.1o全部放电,转移电子的物质的量为0.ol，则析出金属银的质量为:0.1ol10g/mol=10.8,此时阳极放电的电极反应为:OH O2+H2O4e，转移 0.o电子时生成的氧气的质量是：0.05ml2gmol.第2 2页（共4 4页）+g,所以溶液质量减少总量为10.8g+.g=.6g3 g，接下来阴极放电的是氢离子，阳极仍是氢氧根放电，相当于此阶段电解水,还要电

6、解掉水的质量为13.4g11.6=1.8g，电解这些水转移电子的物质的量为.2mol,所以整个过程转移电子的总量为0.mo,个数为0.3,故错误;B阳极放电的电极反应为:4O 2+H2O+e,当转移 03mol 电子时,产生的氧气物+质的量为 0.75ol，即 1.8,阴极上产生氢气,H+2e H2，当转移 02o电子时，产生的氢气物质的量为0.mol,即 2.24L,所以在标准状况下，两极共产生392L 气体,故 B 正确；C.电解过程中溶液中的氢离子减少了.mol,而氢氧根总共减少了 0.3o,所以最后溶液中 c（H)01o1=0.1moll,其 p=1,故 C 错误；D.溶液相当于减少了

7、氧化银和水,只加入 A2CO不能将溶液彻底复原，故错误；故选：B.二解答题（共小题）二解答题（共小题）2.【解答】解:（1）由图可知，电解池中，电解HI 生成氢气与 I2,电解池中总反应的离子方程式为:2H 2+H2+I，+电解池 B 中为电解铁盐溶液，生成Fe2、2、,电解池中总反应的离子方程式为:4Fe3+2H2O4Fe2+O24H，+光催化反应池中为 Fe、I2、H,生成e3、H，光催化反应池中总反应的离子方程式为：2F2+2+2F3I，+故答案为:2+I+4H;2Fe2+I2+H2+2;4Fee3+2；+2H2OFe2+O（2)若电解池 A 中生成.3LH2（标准状况),氢气的物质的量

8、=0.5ol,转移电子物质的量=0.15m2=0.3ol,根据电子转移守恒，电解池 B 中生成 Fe的量为=03mol，的物质故答案为:0;()若电解池中流入和流出的HI 浓度分别为 a mo/L 和 b L,则单位时间内消耗的 H的物质的量为（ab）QmlL,根据反应方程式得失电子守恒,光催化反应池中单位时间内生成 Fe3的物质的量为 c ml/min，则有（b)Qmol/L=c mlmi,故答案+为:Q=3.【解答】解:(）2O 与有害组分 CuCl 发生复分解反应,则二者相互交换成分生成另外的两种化合物，反应方程式为Ag2Cl=2gCl+CuO,故答案为:gO+2CuCl=gC+C2O;

9、（2）根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、C失电子生成铜离子,发生吸氧腐蚀，则Cu 作负极，即是负极,故答案为：c；第3 3页（共4 4页）Cl 扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2（O)Cl,负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子,所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成 Cu2（OH）3Cl 沉淀,离子方程式为Cu2+3OH+C=（O)3Cl,+故答案为:Cu2+3O+l=Cu（O)3；+C2(OH）3C=（O2)=0.02mol,根据转移电子得=0.2m,V(O2)=0.02ol22.4mol0.4L，故答案为：.448；(3）t1时，原电池的负极

10、是 Al 片,溶液中产生红棕色气体是二氧化氮,故正极反应方程式+为：2H NO3+e NO+H2O，此时溶液中的氢离子移向正极,一段时间后,由于 Al 与浓硝酸发生钝化,导致原电池中l 作正极，Cu 作负极，故答案为:2+e+NNO2+H2O；正;铝在浓硝酸中发生钝化,表面生成了氧化膜阻止了 Al 的进一步反应4.【解答】解：（1）甲醇燃料电池是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应，电极反应为:3OH6e+8H CO32+6H2，故答案为：C6e+H C26H2;（2）工作一段时间后,断开 K,此时 A、两极上产生的气体体积相同,分析电极反应,B 为阴极，溶液中铜离子析出,氢离子得到电子生

11、成氢气，设生成气体物质的量为X，溶液中铜离子物质的量为 01mo，电极反应为:+Cu+2e=Cu,0.1mol02mol2H+e=2，2xxA 电极为阳极,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为：4OH 4e=2H2O+2,x根据得失电子守恒得到 0.2+2x=4x，x=0.1mo乙中 A 极析出的气体是氧气,物质的量为 0.1ol,在标准状况下的体积为22L，故答案为:2.2L；（3)根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知，铜离子从无增多，铁离子物质的量减小，亚铁离子增加，故为 Fe,为 Fe2，为 Cu，+由图可知电子转移为.4mol，生成 Cu2物质的量为 0.2o，阴极电极反应 F3+e Fe+，反应结束后,溶液中有2为.mo,Cu2为 0.mol,所以需要加入 NH 溶液 0.5+2+0.22=1.4mol，所以所需 NH 溶液的体积为故答案为:Fe2;80.+=028L=80m,第4 4页（共4 4页）