电解的计算

一电解池电极放电顺序阴极：阳离子放电，得电子能力强先放电Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+阳极：阴离子放电或电极放电，失电子能力强先放电若阳极是活泼金属(金属活动顺序表Ag以前)，溶液中的阴离子一律不放电，而是电极材料失电子。若阳极是惰性(Pt、Au、石墨)，则放电顺序如下：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子例1：用石墨作电极电解1000mL0.1mol/LCuSO4溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了9.8g。下列有关叙述正确的是（NA代表阿伏加德罗常数）A．电解过程中流经外电路的电子个数为0.2NAB．在标准状况下，两极共产生4.48L气体C．电解后溶液的pH为1（溶液体积不变）D．加入11.1gCu2(OH)2CO3可将溶液彻底复原电解计算错例分析例1.两串联电解池，左池放硫酸铜溶液，右池放一定量的某硝酸盐溶液，电解时当左池析出1.6g铜时，右池析出0.45g固体，则右池溶质是（）A.B.C.D.错解：误选D项。根据由电极反应式可知导线上转移电子，再由可求析出为。剖析：本题考查电解的反应原理及简单计算。根据溶液中阴、阳离子的放电顺序，实际上在水溶液中不可能放电发生电极反应。在4个选项的溶液中阳离子只有能发生电极反应。只是的量不足，只能析出0.45g。故应选A项。例2.用惰性电极电解溶液，在电路中通过0.5mol电子后，调换正、负极继续电解，电路中又通过了1mol电子，此时溶液中为（假设体积不变）（）A.B.C.D.错解：误选B项。误认为电子转移都是在阳极放电，由电极反应知，消耗，生成，。剖析：调换正、负极前后电极反应式如下：前故刚调换正、负极后0.5mol电子转移的过程中，未参与放电。只有1mol电子由放电产生，即消耗的，亦即溶液中积累的，则。故应选C项。例3.在500mL的溶液中，阳极为100g铜片，阴极为100g锌片，通电一段时间后，立即取出电极，测得锌片质量增加到106.4g，此时剩余溶液中的物质的量浓度为（）A.B.C.D.错解：误选B项。锌片上的电极反应为：，故增加的质量为Cu的质量。所以剩余溶液的物质的量浓度为：剖析：从该题整体来看，这套装置实质上是电镀池，电镀过程中电解质溶液的浓度保持不变，故应选C项。题中500mL、100g、106.4g等均为虚设数据。例4.以铁为阳极、铜为阴极对足量的NaOH溶液进行电解。一段时间后得到沉淀，此过程中共消耗水的物质的量为（）A.2molB.3molC.4molD.5mol错解：误选C项。根据题意阳极上的电极反应为：，由铁元素守恒，阳极共失去电子4mol，再根据阴极上的电极反应：，由电子守恒可知反应的的物质的量为，即消耗水4mol。剖析：以上求得的答案是电解过程中电极反应消耗的水的物质的量。此时恰好与生成的结合成沉淀。由于沉淀在空气中不稳定，迅速转化成沉淀。即，又消耗水1mol，故共消耗水5mol。故应选D项。例5.用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后，阳极有224mL（标准状况）气体析出。若充分反应后，要使溶液恢复电解前的状态，则加入的物质是（）A.B.C.D.错解：误选D项。有同学认为用惰性电极电解硫酸铜溶液，在电解过程中既消耗又消耗，要使电解后恢复原状，需补充和。再根据电极反应方程式：阳极：，阴极：及题意可知，为，转移电子为，在阴极反应的为，则由铜元素守恒，需加入的为。剖析：由电解的总方程式知，反应过程中生成了。因此，要使溶液恢复原状，除了要补充，还要中和掉硫酸，单纯加入或是不可行的，而加入CuO或则可达到目的。但是加入与反应虽可重新生成，却同时又给溶液中增加了，使硫酸铜浓度比原来浓度小。然后再由铜元素守恒可求得CuO的质量为。故应选B项。例6.用铂电极电解由等物质的量的、、、组成的混合溶液，一段时间后，在两个电极区析出的氧化产物与还原产物的质量之比约为（）A.35.5：108B.108：35.5C.8：1D.1：2错解：误选A项。根据溶液中阴阳离子的放电顺序，阳离子中Ag+首先放电，阴离子中首先放电。即阴极：，阳极：，氧化产物为，还原产物为。由电子守恒可得，和的质量之比为71：216，化简后结果为A项。剖析：本题的错解是忽视了溶液中离子之间的反应。即，，反应后的溶液为和KNO3溶液。实质上是电解水，电解总方程式为，氧化产物为O2，还原产物为H2，则O2与H2的质量之比为32：4=8：1。故应选C项。例7.如图所示，若X、Y为石墨电极，溶液为500mLCuSO4溶液。电解一段时间后，向电解后的残留溶液中加入足量铁粉充分反应，过滤、蒸干、称重，发现铁粉增重3.2g；洗净、烘干、称重，发现Y极增重1.6g。则从理论上讲，原溶液的物质的量浓度为________。错解：答案为阴极：所以电解过程中减少的再由反应：增重1mol所以反应后溶液中剩余的由守恒，原溶液中的物质的量的浓度剖析：以上错误的根源为忽视了电解过程中阳极附近有生成，从而丢掉了铁粉与生成的的反应，造成错解。由电解总反应方程式得，生成的。再根据若设反应后溶液中剩余的的物质的量为x，则有：解得：所以原溶液中的物质的量的浓度为：