2021高考化学(江苏专用)二轮专题题组训练：第9讲-考点4-有关电化学定量计算.docx

考点四　有关电化学定量计算

[题组训练·考能]
1．按右图所示的装置进行电解试验，A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极的质量增加7.68 g，溶液的质量增加0.03 g，则铜锌合金中Cu、Zn原子的个数比为 (　　)。

A．3∶1 B．4∶1
C．2∶1 D．任意比
解析　B极析出铜的物质的量为：
n(Cu)＝＝0.12 mol
所以在整个电解过程中共转移0.24 mol电子
由Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu　　Δm(溶液增量)
1 mol 1 g
x＝0.03 mol 0.03 g
合金中Zn的物质的量为n(Zn)＝0.03 mol
Zn共失去0.06 mol电子，则在阳极Cu共失去0.12 mol×2－0.06 mol＝0.18 mol电子，合金中铜的物质的量为＝0.09 mol
n(Cu)∶n(Zn)＝0.09 mol∶0.03 mol＝3∶1
答案　A
2．如图所示，A池用石墨电极电解pH＝13氢氧化钠溶液(100 mL)，B池c电极为纯铜，d电极为粗铜(含有杂质Fe、Ag)，溶液是足量CuSO4溶液，通电一段时间后停止，A池a极产生的气体在标准状况下为2.24 L，则下列说法正确的是 (　　)。

A．d电极质量肯定削减6.4 g
B．c电极质量肯定增加6.4 g
C．A池pH不变
D．A池溶液质量削减3.6 g
解析　依据A池中a、b两管的现象可知，a管生成的气体是H2，b管生成的气体是O2，A池实质是电解水，溶液pH增大；n(H2)＝0.1 mol，则电解H2O的量为0.1 mol，则转移电子0.2 mol，电解水的质量为1.8 g，C、D均错。B池中，c电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，依据H2～2e－～Cu，生成Cu的质量为6.4 g；d电极中Fe和Cu都放电溶解，失去相同电子时，Fe减小的质量小于Cu减小的质量，Ag形成阳极泥，故电极质量削减不肯定是6.4 g。
答案　B
3．用惰性电极电解200 mL肯定浓度的硫酸铜溶液，试验装置如图①所示，电解过程中的试验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。

(1)下列说法正确的是______(填序号)。
A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生
B．a电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑和4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12 g·mol－1
D．OP段表示H2和O2混合气体的体积变化，PQ段表示O2的体积变化
(2)假如要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入0.8 g CuO即可，则电解后溶液的pH为______。
(3)假如向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为______mol。
(4)假如向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为______mol。
解析　(1)由图①可知，电流由正极流向负极，则b为阳极，a为阴极，用惰性电极电解肯定浓度的硫酸铜溶液，发生反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；结合图②可知，通过0.2 mol电子时是电解硫酸铜溶液，然后才是电解硫酸溶液，发生反应：2H2O2H2↑＋O2↑。b电极为阳极，溶液中的OH－放电，不会有红色物质析出，故A错误；a电极为阴极，先发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，后发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；从P点到Q点时收集到H2和O2的混合气体，由电解水反应可知通过0.2 mol电子时生成0.1 mol H2、0.05 mol O2，则混合气体的平均摩尔质量为＝12 g·mol－1，故C正确；由上述分析可知，OP段表示O2的体积变化，PQ段表示H2和O2混合气体的体积变化，故D错误。(2)加入0.8 g CuO即可，说明发生的反应是2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。 需加入CuO 0.8 g，即生成Cu 0.01 mol，所以生成H2SO4 0.01 mol，c(H＋)＝0.01 mol×2÷0.2 L＝0.1 mol/L，所以pH＝1。 (3)加入0.1 mol Cu(OH)2后可以使溶液恢复至原来状态，说明电解过程中不仅有硫酸铜被电解，还有水被电解。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，则转移的电子为0.4 mol。(4)0.1 mol Cu2(OH)2CO3可以看作0.2 mol CuO、0.1 mol H2O和0.1 mol CO2，相当于有0.2 mol硫酸铜和0.1 mol水被电解，则转移的电子为0.6 mol。
答案　(1)C　(2)1　(3)0.4　(4)0.6
—————[失误防范]————————————
(1)无“外接电源”的电解池的“串联”问题，主要是依据“原电池”的形成条件推断“电源”的正、负极，从而推断电解池阴、阳极。
(2)有“外接电源”的电解池的“串联”问题，主要是依据“电极现象”推断阴、阳极，从而推断电源的正、负极，进一步推断其它“电解池”的阴、阳极。