1、专题六 电化学 考点 3 电化学有关计算电化学计算的基本方法和技巧：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液 pH 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：1根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。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出比例式计算。3根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过 4 mol e为桥梁可构建如下关系式：(式中 M 为金属，n 为其离子的化合价数值
2、)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。8H3BO3 可以通过电解 NaB(OH)4 溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错误的是()AM 室发生的电极反应式为 2H2O4e=O24HBN 室中：a%b%Cb 膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸D理论上每生成 1 mol 产品，阴极室可生成标准状况下 5.6 L 气体解析：制备原理是原料室中B(OH)4通过阴膜(b 膜)进入产品室，M 室中石墨电极上 H2O 放电产生 O2 和 H，H通过阳膜(a 膜)进入产品室，HB(OH)4=H3BO3H2O，A、C 正确；原
3、料室中的 Na通过阳膜(c 膜)进入N 室，N 室中石墨电极上 H2O 放电产生 H2 和 OH，因而N 室中 NaOH 溶液的浓度会增大，B 正确；M、N 室电极反应式分别为 2H2O4e=O24H、2H2O2e=H22OH，理论上每生成 1 mol 产品，阴极室(N室)生成 0.5 mol H2，标准状况下为 11.2 L，D 错误。答案：D9在如图所示的装置中，若通直流电 5 min 时，铜电极质量增加 2.16 g。试回答下列问题。(1)电源中 X 电极为直流电源的_极。(2)pH 变化：A._，B._，C._(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)通电 5 min 时，B 中共收集
4、224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为 200 mL，则通电前 CuSO4 溶液的物质的量浓度为_(假设电解前后溶液体积无变化)。(4)若 A 中 KCl 足量且溶液的体积也是 200 mL，电解后，溶液的 pH 为_(假设电解前后溶液体积无变化)。解析：(1)三个装置是串联的电解池。电解 AgNO3 溶液时，Ag在阴极发生还原反应变为 Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y 是正极，X 是负极。(2)电解 KCl 溶液生成 KOH，溶液 pH 增大；电解 CuSO4溶液生成 H2SO4，溶液 pH 减小；电解 AgNO3 溶液，银为阳极，不断溶解，Ag浓度基本不变，pH 不
5、变。(3)通电 5 min 时，C 中析出 0.02 mol Ag，电路中通过 0.02 mol 电子。B 中共收集 0.01 mol 气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过 0.04 mol 电子，电子转移不守恒。因此，B中电解分为两个阶段，先电解 CuSO4 溶液，生成 O2，后电解水，生成 O2 和 H2，B 中收集到的气体是 O2 和 H2的混合物。设电解 CuSO4 溶液时生成 O2 的物质的量为 x，电解 H2O 时生成 O2 的物质的量为 y，则 4x4y0.02 mol(电子转移守恒)，x3y0.01 mol(气体体积之和)，解得 xy0.002 5 mol，所以 n(CuSO
6、4)20.002 5 mol0.005 mol，c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 molL1。(4)通电 5 min 时，A 中放出 0.01 mol H2，溶液中生成 0.02 mol KOH，c(OH)0.02 mol0.2 L0.1 molL1，pH13。答案：(1)负(2)增大 减小 不变(3)0.025 molL1(4)131常见的离子交换膜种类允许通过的离子及移动方向说明阳离子交换膜阳离子移向电解池的阴极或原电池的正极阴离子和气体不能通过阴离子交换膜阴离子移向电解池的阳极或原电池的负极阳离子和气体不能通过质子交换膜质子移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H通过
7、2.解题模型如：三室式电渗析法处理含 Na2SO4 废水的原理如下图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 Na和 SO24 可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。判断 ab、cd 是什么交换膜；判断离子的迁移方向；书写电极反应式；判断电极产物。【模型解题】(1)弄清是原电池还是电解池，判断电极。有外接电源电解池；n阳极，m阴极。(2)根据电极判断离子的移动方向和交换膜的种类。Na通过 ab阴极ab 是阳离子交换膜；SO24 通过 cd阳极cd 是阴离子交换膜。(3)根据放电顺序写出电极反应式。阴极，阳离子竞争放电，放电顺序：HNa，阴极的电极反应式为 2H2O2e=H22OH；阳极，阴离子竞争放电，放电顺序：OHSO24，阳极的电极反应式为 2H2O4e=O24H。(4)根据电极反应式和离子移动方向确定电极反应物。阴极 H放电生成 H2，剩余 OH与迁移过来的 Na生成 NaOH；阳极 OH放电生成 O2，剩余 H与迁移过来的 SO24生成 H2SO4。
