应对电化学定量计算的三种方法
1．根据电子守恒法计算
用于串联电路、阴阳两极产物、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
凡是总反应式中反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。 3．根据关系计算
由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式，如 物质： H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H～OH～e n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4
【例1】 在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL
－
＋
－
－
0.25 mol·L1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，
－
发现A极比C极重1.9 g，则
(1)电源E为________极，F为________极。
(2)A极的电极反应式为_______________________________，析出物质______ mol。 (3)B极的电极反应式为____________________________，析出气体________ mL(标准状况)。 (4)C极的电极反应式为______________________________，析出的物质________ mol。 (5)D极的电极反应式为__________________________，析出气体________ mL(标准状况)。 (6)甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到______溶液。
解题指导 涉及电化学的计算题，可依据电子得失守恒原理，通过“转移电子数相等”之桥，寻找关系式进行计算。
友情提示：通过4 mol e为桥可构建如下关系式： 4e～2Cl2(Br2、I2)～O2～4H
阳极产物
4－
4OH～2H2～2Cu～4Ag～M
n
－
＋
－
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阴极产物
说明：M为金属，n为其化合价。
当然，也可根据电池总反应式列比例式求解。
【例2】 两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时，(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)电极上析出银的质量最大为 A．27 mg
( )
B．54 mg
C．106 mg
D．216 mg
【例3】 (1)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO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。
(2)如果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。
(3)如果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。
电解原理的应用
电解池的工作原理及应用是电化学的重要内容，有关电解时电解质溶液的变化、电极产物的判断、溶液pH的变化等内容都是每年高考命题的热点内容，涉及电解原理与工业生产密切联系的氯碱工业、电解精炼、电解法处理污水等内容成为高考考查的重点。 【例4】 某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。 (1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为____________。 (2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为___________， 总反应的离子方程式为____________________________________。 有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)__________。
①溶液中Na向A极移动 ②从A极处逸出的气体能使湿润的淀粉-KI
试纸变蓝 ③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 ④若标准状况 下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
＋
①该电解槽的阳极反应式为________________________________________________。 此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
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②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”) 导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因___________________________。 ④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为______________________________________________________________________。 【例5】 碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题： (1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用 的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为____________________； 每生成1 mol KIO3，电路中通过的电子的物质的量为 。
(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I-。请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案，并按要求填写下表。
要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。 试剂：淀粉溶液、淀粉-KI试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。 实验方法 实验现象及结论 (4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
步骤②的操作名称是______________，步骤⑤的操作名称是____________。步骤④洗涤晶体的目的是_____________________________________________________________。
高考题组一 电解原理及其应用 (一)电解精炼铜、废液中铜的提取
1．(2011·上海，16)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是 C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D．用带火星的木条检验阳极产物 (二)电镀
2．(山东，15)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是 ( )
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( )
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 (三)氯碱工业、电解制氢
3．(2011·北京理综，26)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。
(1)溶液A的溶质是 。
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是___________________________________________。 (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：________________________________________________________________________。 4．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点，其中电解法是一种重要方法，其原理是电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，制氢的装置示意图如下(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为______________________________________________________________________。
(四)电解法制备O3的原理
5． O3可由臭氧发生器(原理如下图)电解稀硫酸制得。
①图中阴极为 (填“A”或“B”)，其电极反应式为
________________________________________________________________________。 ②若C处通入O2，则A极的电极反应式为_____________________________________。 ③若C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为 。(忽略O3的分解)
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高考题组二 电解规律及有关计算
6．(2011·大纲全国卷，10)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 A．CuSO4 C．CuO
( )
B．H2O D．CuSO4·5H2O
7．(2009·全国理综Ⅰ，28)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为________极；
②电极b上发生的电极反应为_________________________________________________； ③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积。 ④电极c的质量变化是__________g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液___________________________________________________________________； 乙溶液___________________________________________________________________； 丙溶液____________________________________________________________________； (2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
高考题组三 金属的电化学腐蚀与防护
8．(2011·浙江理综，10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如右图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是
( )
A．液滴中的Cl由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e===4OH
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的
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－
－
OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e===Cu2
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9．(2010·北京理综，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 ( )
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