电化学计算专题省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

相关电化学计算 第第1页页常见计算内容常见计算内容1、依据电量求析出固体质量、产生气、依据电量求析出固体质量、产生气体体积体体积2、溶液、溶液pH3、相对原子质量和阿伏伽德罗常数计、相对原子质量和阿伏伽德罗常数计算算4、产物量与电荷量关系计算、产物量与电荷量关系计算第第2页页电化学计算是高考中考查基本内容。解题电化学计算是高考中考查基本内容。解题思绪通常有两种：思绪通常有两种：一个是依据对应电化学方程式进行计算一个是依据对应电化学方程式进行计算。另一个是依据电极反应进行计算。另一个是依据电极反应进行计算。第第3页页一、一、单一溶质电解单一溶质电解1 1、用铂电极电解、用铂电极电解CuSOCuSO4 4溶液溶液500mL,500mL,当阴极当阴极质量恰好不再增加时，标准情况下阳极质量恰好不再增加时，标准情况下阳极产生产生11.2L11.2L气体，则原溶液中气体，则原溶液中CuSOCuSO4 4物质物质量浓度为（量浓度为（）A.0.5mol/L B.1.0mol/L C.1.5mol/L D.2mol/L第第4页页思维透视思维透视4OH-4e-=2H2O+O2n(Cu2+)2=0.5moL4（电子守恒）（电子守恒）n(Cu2+)=1molC(Cu2+)=1mol/0.5L=2mol/L阴极：阴极：阳极：阳极：2Cu2+4e-=2Cu答案答案D第第5页页2 2、用铂电极电解用铂电极电解CuSOCuSO4 4溶液溶液500mL,500mL,经过经过一段时间后，标准情况下两极均产生一段时间后，标准情况下两极均产生11.2L11.2L气体，则原溶液中气体，则原溶液中CuSOCuSO4 4物质量物质量浓度为浓度为（）A.0.5mol/L B.0.8mol/L C.1.0mol/L D.1.5mol/L第第6页页阴极：阴极：2H+2e-=H2（Cu2+完全放电后）完全放电后）阳极：阳极：n(Cu2+)2+0.5moL2=0.5moL4 n(Cu2+)=0.5moLC(CuSO4)=0.5moL/0.5L=1.0moL/L(开始开始)Cu2+2e-=Cu4OH-4e-=2H2O+O2思维透视思维透视答案答案C第第7页页依据依据得失电子守恒得失电子守恒各电极析出各电极析出物质量有以下关系：物质量有以下关系：O O2 22Cl2Cl2 22Cu2Cu4Ag4Ag2H2H2 2 4e4e-这是电化学简单计算中主要基本关系。这是电化学简单计算中主要基本关系。思维模式建立思维模式建立第第8页页3 3、用两支惰性电极插入、用两支惰性电极插入500mLAgNO500mLAgNO3 3溶溶液中，通电电解。当电解液液中，通电电解。当电解液pHpH值从值从6.06.0变为变为3.03.0时时,设电解时阴极没有氢设电解时阴极没有氢气析出，且不考虑体积改变，电极气析出，且不考虑体积改变，电极上应析出银质量是上应析出银质量是：（：（）A27mg B54mg C108mg D216mg第第9页页溶液溶液酸酸性性,生成了生成了H+,C(H+)增大了增大了0.001moL/L生成生成n(H+)=0.5L0.001moL/L=510-4moL消耗消耗n(OH-)=510-4moL4e-4OH-4Ag510-4moL510-4moLm(Ag)=510-4moL108g/moL=0.054g=54mg答案答案B第第10页页4 4、用惰性电极电解、用惰性电极电解2L2L饱和氯化钠溶液饱和氯化钠溶液,经过一段时间以后经过一段时间以后,电解液电解液pHpH上升至上升至1313（不考虑溶液体积改变），则电（不考虑溶液体积改变），则电解过程中两极上共产生气体在标准解过程中两极上共产生气体在标准情况下体积为情况下体积为：（：（）A A2.24L2.24L B B4.48L4.48L C C1.12L1.12L D D11.2L11.2L第第11页页 溶液碱性，生成了溶液碱性，生成了OH-，C(OH-)增大增大0.1moL/L生成生成n(OH-)=2L0.1moL/L=0.2moL消耗消耗n(H+)=0.2moL2e-2H+H2Cl20.2moL0.1moL0.1moLH2和和Cl2共共0.2moL，即标准情况下为，即标准情况下为4.48L思维透视思维透视答案答案B第第12页页溶液酸性溶液酸性溶液碱性溶液碱性思维模式建立思维模式建立n生成生成(H+)=n消耗消耗(OH-)n生成生成(OH-)=n消耗消耗(H+)n消耗消耗(H+)=n(e-)n消耗消耗(OH-)=n(e-)第第13页页5 5、用用石石墨墨电电极极在在一一定定温温度度下下电电解解K K2 2SOSO4 4 饱饱和和溶溶液液m m g g。当当阴阴极极产产生生a a molmol气气体体时时，从从溶溶液液中中析析出出n n g g无无水水晶晶体体。则则剩剩下下溶溶液液溶溶质质量分数是（质质量分数是（）A A B.B.C.D.C.D.第第14页页 电解电解K2SO4 溶液就是电解水溶液就是电解水 电极反应：电极反应：2H2O+2e-=2H2+O2 amol amol 原原溶溶液液为为饱饱和和溶溶液液，则则析析出出n克克晶晶体体与与amol水符合饱和溶液组成水符合饱和溶液组成饱和溶液质量分数为饱和溶液质量分数为思维透视思维透视答案答案c 第第15页页 6、在在25时时，将将两两个个铂铂电电极极插插入入一一定定量量Na2SO4 饱饱和和溶溶液液中中进进行行电电解解，一一段段时时间间后后，在在阳阳极极逸逸出出amol气气体体，同同时时有有wg Na2SO410H2O 析析出出，若若温温度度不不变变，此此时剩下溶液溶质质量分数为时剩下溶液溶质质量分数为 161(w+36a)7100w第第16页页1 1、用用铂铂电电极极电电解解NaClNaCl和和CuSOCuSO4 4溶溶液液，当当电电路路经经过过4mol4mol电电子子时时，在在阴阴阳阳两两极极都都产产生生了了1.4mol1.4mol气气体体，电解后溶液体积为电解后溶液体积为4L4L，则电解后溶液，则电解后溶液pHpH为为 ()()A14 B 13 C 2 D 1 A14 B 13 C 2 D 1二、二、混合溶质电解混合溶质电解第第17页页(开始开始)Cu2+2e-=Cu思维透视思维透视阴极：阴极：2H+2e-=H2（Cu2+完全放电后）完全放电后）阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O22Cl2Cl -2e-2e-=Cl=Cl2 21.4mol2.8molxmol2xmolymol4ymol0.8mol0.6mol1.6mol2.4mol2.4mol第第18页页 因为电解因为电解H+多于多于OH-，溶液显碱性。，溶液显碱性。n(OH-)=2.8mol-2.4mol=0.4molC(OH-)=0.1mol/LpH=13答案答案B第第19页页2、将、将0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于溶于水，配成水，配成100ml溶液，用石墨做电极电解一段时间后，溶液，用石墨做电极电解一段时间后，在一极析出在一极析出0.3molCu，此时在另一极搜集到气体体积，此时在另一极搜集到气体体积为（标况）为（标况）()4.48LB.5.6LC.6.72LD.7.84LB第第20页页3 3在在H H2 2O O中加入等物质量中加入等物质量AgAg、NaNa、BaBa2 2、NONO3 3-、SOSO4 42-2-、ClCl，该溶液在惰性电极电解槽中通电片刻后，该溶液在惰性电极电解槽中通电片刻后，氧化产物和还原产物质量比是氧化产物和还原产物质量比是()A A1 18 8 B B8181C C35.510835.5108D D10835.510835.5B B第第21页页三、三、非惰性电极做阳极电解非惰性电极做阳极电解用质量均为用质量均为100g铜做电极，电解铜做电极，电解AgNO3溶液，一段时溶液，一段时间后，两电极质量相差间后，两电极质量相差28g,此时两电极质量分别为：此时两电极质量分别为：（）A.阳极阳极93.6g阴极阴极121.6gB.阳极阳极100g阴极阴极128g阳极阳极91.0g阴极阴极119.0g阳极阳极86.0g阴极阴极114.0gA第第22页页四、四、多池相关计算多池相关计算1、多个电解池串联计算、多个电解池串联计算每个电解池单独分析、单独计算，与单池计算相同每个电解池单独分析、单独计算，与单池计算相同第第23页页1 1、有电解装置如图所表示、有电解装置如图所表示.图中图中A装置盛装置盛1L2mol/LAgNO3溶液溶液.通电后通电后,润湿淀粉润湿淀粉KI试纸试纸C端端变蓝色变蓝色,电解一段时间后试回答电解一段时间后试回答:AAgNO3BNaCl电源电源CD石石墨墨CuFePt润湿KI淀粉试纸阳阳阴阴-+阴阴阳阳阴阴阳阳第第24页页(1)(1)A中发生反应化学方程式中发生反应化学方程式.4AgNO3+2H2O 4Ag+O2+4HNO3石石墨墨CuAAgNO3FePtBNaCl电源电源润湿KI淀粉试纸CD阳阳阴阴-+阴阴阳阳阴阴阳阳第第25页页(2)(2)在在B B中观察到现象是中观察到现象是石墨表面有气泡产生，溶液中有蓝色沉淀石墨表面有气泡产生，溶液中有蓝色沉淀生成生成。石石墨墨CuAAgNO3FePtBNaCl电源电源润湿润湿KI淀淀粉试纸粉试纸CD阳阳阴阴-+阴阴阳阳阴阴阳阳第第26页页2、把两个电解槽串联起来以下列图所表示，电解一段、把两个电解槽串联起来以下列图所表示，电解一段时间后，铜阴极质量增加了时间后，铜阴极质量增加了0.192g,金属金属X阴极质量增加阴极质量增加了了0.195g,已知已知X相对原子质量为相对原子质量为65，求，求X离子所带电荷离子所带电荷数？数？X硫酸盐硫酸盐CuSO4第第27页页3 3 江西南昌一模江西南昌一模 已知高能锂电池总反应式为已知高能锂电池总反应式为2Li2LiFeS=FeFeS=FeLiLi2 2SLiPFSLiPF6 6SO(CHSO(CH3 3)2 2为电解质为电解质，用该电池为电，用该电池为电源进行如图电解试验，电解一段时间测得甲池产生源进行如图电解试验，电解一段时间测得甲池产生H H2 2在标在标准情况下体积为准情况下体积为4.48 L4.48 L。以下相关叙述不正确是。以下相关叙述不正确是()A A从隔膜中经过离子数目为从隔膜中经过离子数目为0.4N0.4NA AB B若电解过程溶液体积改变忽略不计，若电解过程溶液体积改变忽略不计，则电解后甲池中溶液浓度为则电解后甲池中溶液浓度为 4 mol/L4 mol/LC CA A电极为阳极电极为阳极D D电源正极反应式为电源正极反应式为FeSFeS2Li2Li2e2e=Fe=FeLiLi2 2S SC第第28页页2、无外接电源多池计算、无外接电源多池计算 先判断谁是原电池，谁是电解池，再分别进行先判断谁是原电池，谁是电解池，再分别进行计算。计算。普通规律：电极反应物活动性相差大电池为原电池；电普通规律：电极反应物活动性相差大电池为原电池；电极反应物活动性相差小或电极材料无活动性差电池为电极反应物活动性相差小或电极材料无活动性差电池为电解池。解池。第第29页页判断以下组合中各是什么装置判断以下组合中各是什么装置,写出电极反应写出电极反应A是原电池是原电池B是电解池是电解池C是电解池是电解池D是电镀池是电镀池第第30页页 如图所表示：如图所表示：a、b是活泼性不一样金属电极是活泼性不一样金属电极,用用湿润湿润KI淀粉试纸检验石墨电极淀粉试纸检验石墨电极C产生气体产生气体,试纸变蓝，试试纸变蓝，试回答：回答：1)1)甲池是甲池是池，乙池是池，乙池是池。池。2)2)a极为极为 极，极，b极为极为 极，极，C极为极为 极，极，Pt为为 极。极。3)3)Pt电极电极反应式为电极电极反应式为 。甲甲 稀稀H2SO4乙乙 NaCl溶液溶液abPtC原电原电电解电解正正负负阳阳 阴阴2H+2e-=H2第第31页页甲甲 稀稀H2SO4乙乙 NaCl溶液溶液abPtC4)4)若若甲甲中中为为0.1mol/L0.1mol/LH H2 2SOSO4 4 1L1L，乙乙中中为为0.1mol/L0.1mol/LNaCl NaCl 1L1L。反反应应一一段段时时间间后后，乙乙中中PHPH值值上上升升到到1313，此此时时甲甲中中pHpH为为 ，标标准准情情况况下下甲甲乙乙两两装装置置共共搜搜集集气气体体体体积积 L L（不考虑气体溶解及反应）。（不考虑气体溶解及反应）。1 13.363.36第第32页页6 6如图是可用于测量阿伏伽德罗常数装置示意图，其如图是可用于测量阿伏伽德罗常数装置示意图，其中中A A是纯铜片、是纯铜片、B B是石墨，插在是石墨，插在 100 mL CuSO100 mL CuSO4 4稀溶液中，稀溶液中，铜片、石墨与导线相连，引出端分别为铜片、石墨与导线相连，引出端分别为X X、Y Y。(1)(1)当以当以I AI A电流电解电流电解 6 min 6 min 后，测得铜片后，测得铜片A A质量质量降低降低 2.56 g2.56 g，则装置中，则装置中X X端应与直流电端应与直流电_极相连。极相连。(1)正第第33页页(2)(2)电解后将电源反接，电解后将电源反接，2I A2I A电流电解电流电解 6 min 6 min 后，假设溶液后，假设溶液体积不变，测得溶液中体积不变，测得溶液中CuSOCuSO4 4物质量浓度为物质量浓度为 0.1 mol/L0.1 mol/L，则原，则原溶液中溶液中CuSOCuSO4 4物质量浓度为物质量浓度为_mol/L_mol/L。溶液中。溶液中H H物质量物质量浓度为浓度为_mol/L_mol/L。(3)(3)列式计算试验测得阿伏伽德罗常数列式计算试验测得阿伏伽德罗常数N NA A(用用I I表示表示)约为约为_mol_mol1 1。(已知电子电量已知电子电量e e1.60101.60101919 C)C)(2)0.50.8(3)2.8I1022第第34页页解析(1)铜片A质量降低，铜失去电子发生氧化反应，表明A是阳极，X端应与直流电正极相连。(2)当以I A电流电解 6 min 后，测得铜片A质量降低了 2.56 g，铜物质量0.04 mol，转移电子物质量为 0.08 mol，石墨上析出 0.04 mol 铜，电解后将电源反接，铜作阴极，石墨作阳极，首先，石墨上析出铜放电溶解，转移电子 0.08 mol，然后电解硫酸铜溶液，方程式为2CuSO42H2O=2H2SO42CuO2，以2I A电流电解 6 min 后，转移电子物质量为0.08 mol20.16 mol，第第35页页则电解硫酸铜物质量为则电解硫酸铜物质量为(0.16 mol(0.16 mol0.08 0.08 mol)/mol)/2 20.04 mol0.04 mol；原；原溶液中溶液中CuSOCuSO4 4物质量浓度为物质量浓度为(0.04 mol(0.04 mol0.1 mol/L0.1 L)/0.1 mol/L0.1 L)/0.1 L0.1 L0.5 mol/L0.5 mol/L。溶液中溶液中H H物质量为物质量为 0.04 mol20.04 mol20.08 mol0.08 mol，物质量浓度为，物质量浓度为0.8 0.8 mol/Lmol/L。(3)(3)当以当以I AI A电流电解电流电解 6 min 6 min 后，测得铜片后，测得铜片A A质量降低了质量降低了 2.56 g2.56 g，铜物质量为铜物质量为2.56g/64g2.56g/64gmolmol1 10.04 mol0.04 mol，转移电子物质量为，转移电子物质量为 0.08 mol0.08 mol，依据依据Q QItItI A660 sI A660 s0.08 molN0.08 molNA A mol mol1 11.60101.60101919 C C，所以，所以N NA A2.8I102.8I102222。第第36页页