（全國通用）高考化學(xué)二輪熱點(diǎn)題型歸納與變式演練專題29 電化學(xué)計(jì)算的三種常用方法（解析+原卷）學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

【題型一】根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算…………………………………………………………..………………1
【題型二】根據(jù)電子守恒計(jì)算………………………………………………………...…………………5
【題型三】根據(jù)關(guān)系式計(jì)算…………………………………………………………………...…………9
二、最新?？碱}組練……………………………………………………………………………………………13
【題型一】根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算
【典例分析】
1．如圖所示，若電解5 min時(shí)，測得銅電極的質(zhì)量增加2.16 g。試回答：
（1）電源中X極是___________(填“正”或“負(fù)”)極。
（2）通電5 min時(shí)，B中共收集到224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，溶液體積為200 mL(電解前后溶液的體積變化忽略不計(jì))，則通電前c(CuSO4)=___________ml·L-1。
（3）若A中KCl溶液的體積也是200 mL，則電解后溶液的c(OH-)=___________ml·L-1。
【答案】
（1）負(fù)
（2）0.025
（3）0.1
【分析】
銅電極的質(zhì)量增加2.16 g，則銅電極是陰極，電極反應(yīng)式是，電解5 min時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是。
（1）銅電極的質(zhì)量增加2.16 g，說明銅電極是陰極，則X為負(fù)極；
（2）B中陽極反應(yīng)式是，通電5 min時(shí)，生成氧氣的物質(zhì)的量是0.02ml÷4=0.005ml，則B中陰極生成氫氣的物質(zhì)的量是，生成氫氣轉(zhuǎn)移電子0.01ml，根據(jù)電子守恒，生成銅轉(zhuǎn)移電子0.02ml-0.01ml=0.01ml，生成銅的物質(zhì)的量是，溶液體積為200 mL(電解前后溶液的體積變化忽略不計(jì))，則通電前c(CuSO4)=；
（3）A中電解的總反應(yīng)式是↑+H2↑ ，電解5 min時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.02ml，則A中生成KOH的物質(zhì)的量是0.02ml，若A中KCl溶液的體積也是200 mL，則電解后溶液的c(OH-)=。
【提分秘籍】
根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算
先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。
【變式演練】
1．某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題(甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量，體積均為1L)，當(dāng)閉合該裝置的電鍵K時(shí)，觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請回答下列問題：
（1）甲、乙、丙三池中為原電池的是___________(填“甲池”，“乙池”，“丙池”)，A電極的電極反應(yīng)式為___________。
（2）丙池中E電極為 ___________ (填“正極”、“負(fù)極”、“陰極”或“陽極”)，該池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。
（3）當(dāng)甲池中B電極上消耗O2的體積為560mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，乙池中C極質(zhì)量理論上減輕___________g，則丙池溶液的pH為___________
（4）一段時(shí)間后，斷開電鍵K，下列物質(zhì)能使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度的是___________ (填選項(xiàng)字母)。
A．CuB．CuOC．CuCO3D．Cu(OH)2
【題型二】根據(jù)電子守恒計(jì)算
【典例分析】
1．鈉離子電池因具有安全性高、能量密度大等特點(diǎn)而具有良好的發(fā)展前景。某鈉離子電池工作原理如圖所示，下列有關(guān)說法中正確的是
A．②表征的是放電時(shí)的電子流向
B．放電時(shí)，M極電極反應(yīng)式為MO3+xe-+xNa+=NaxMO3
C．若使用氫氧燃料電池給該電池充電，氫電極應(yīng)連接M極
D．充電時(shí)，外電路中每轉(zhuǎn)移0.2mle-，理論上N極將減重4.6g
【答案】B
【解析】
A．由電池的工作原理圖可知放電時(shí)Na轉(zhuǎn)變?yōu)镹a+ ，N極為負(fù)極，M極為正極。②表征的是充電時(shí)電子的流向，A項(xiàng)錯誤；
B．放電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為MO3+xe-+xNa+=NaxMO3，B項(xiàng)正確；
C．若使用氫氧燃料電池給該電池充電，氫電極應(yīng)連接該電池負(fù)極，即N極，C項(xiàng)錯誤；
D．充電時(shí)，由電子守恒可知外電路每轉(zhuǎn)移0.2 mle- ，理論上N極將增重4.6 g，D項(xiàng)錯誤；
故選：B。

【提分秘籍】
根據(jù)電子守恒計(jì)算
①用于串聯(lián)電路中陰、陽兩極產(chǎn)物或正、負(fù)兩極產(chǎn)物在相同電量時(shí)的計(jì)算，其依據(jù)是各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。
②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。
【變式演練】
1．相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如下圖所示裝置是利用濃差電池電解溶液(a、b電極均為石墨電極)，可以制得、、和。下列說法不正確的是
A．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為
B．電池放電過程中，電極上的電極反應(yīng)式為
C．c、d離子交換膜依次為陰離子交換膜和陽離子交換膜
D．電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得
2．“長征”火箭發(fā)射使用的是偏二甲肼[(CH3)2NNH2]清潔燃料，產(chǎn)生巨大能量將火箭送上太空。某校外研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)電化學(xué)原理設(shè)計(jì)如下裝置。下列說法錯誤的是
A．石墨C1為陽極
B．通入O2一極的電極反應(yīng)式為：O2+4e-+4H+=2H2O
C．一段時(shí)間后，向乙中加入0.2ml Cu(OH)2后恰好使溶液復(fù)原，則通入O2 6.4g
D．當(dāng)消耗0.1ml(CH3)2NNH2時(shí)，C1電極產(chǎn)生4.48L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
【題型三】根據(jù)關(guān)系式計(jì)算
【典例分析】
1．電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O)時(shí)，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應(yīng)Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3+ +6Fe3+ +7H2O，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列說法不正確的是
A．陽極反應(yīng)為Fe-2e- =Fe2+
B．電解過程中溶液pH不斷減小
C．過程中有Fe(OH)3沉淀生成
D．電路中每轉(zhuǎn)移6ml電子，最多有0. 5 ml Cr2O被還原
【提分秘籍】
根據(jù)關(guān)系式計(jì)算
根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。
如以通過4 ml e－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：
(式中M為金屬，n為金屬離子的化合價(jià)數(shù)值)
該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。
提示：在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來計(jì)算電路中通過的電量。
【變式演練】
1．科學(xué)家采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種制取氯氣的新工藝方案，裝置如圖示。下列說法正確的是
A．電解池可用鐵作陰極，銅作陽極
B．陰極反應(yīng)式為
C．電路中轉(zhuǎn)移1ml電子，消耗氧氣5.6L
D．該工藝的總反應(yīng)為
2．某同學(xué)設(shè)計(jì)用NO—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池探究將霧霾中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為的原理。
下列說法正確的是
A．甲、乙裝置中NO均被氧化，物質(zhì)A為HNO3
B．燃料電池放電過程中正極的電極反應(yīng)式為
C．若甲裝置中消耗22.4LO2(標(biāo)況)，則乙裝置中SO2和NO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量共有2.8ml
D．該裝置中，電子的轉(zhuǎn)移方向?yàn)镻t(I)→石墨(II)→電解質(zhì)溶液→石墨(I)→Pt(II)
1．堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。下列說法錯誤的是
A．理論上鋅的質(zhì)量每減小13g，外電路中通過0.4ml電子
B．電池工作時(shí)，鋅作負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn被還原
C．電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)
D．電池工作時(shí)，氫氧化鉀電解質(zhì)溶液中OH-移向負(fù)極
2．熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，受熱后，電池可瞬間輸出電能。該電池的總反應(yīng)為。下列有關(guān)說法錯誤的是
A．正極上的電極反應(yīng)式為
B．可用LiCl-KCl的混合水溶液作電解質(zhì)
C．每轉(zhuǎn)移0.2 ml電子，理論上生成20.7 g Pb
D．常溫下，在正、負(fù)極間接上電流表，指針不偏轉(zhuǎn)
3．全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示。其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料制作，電池反應(yīng)式為16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。，下列說法錯誤的是
A．電極b的材料是金屬鋰
B．放電時(shí)，電極a上的反應(yīng)式可表示為xS8+16Li++16e-=8Li2Sx
C．電池充電時(shí)，電子從充電電源的負(fù)極出發(fā)，沿導(dǎo)線流向電極b，再通過電池電解質(zhì)經(jīng)電極a流回充電電源的正極
D．電池放電時(shí)，當(dāng)外電路中流過0.3ml電子，負(fù)極材料質(zhì)量減少2.1g
4．利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應(yīng)方程式為：。下列說法不正確的是
A．當(dāng)電路中有2ml電子通過時(shí)，陽極會產(chǎn)生11.2L(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體
B．Na2Cr2O7在陽極室制得
C．電解過程中，陰極溶液pH增大
D．該離子交換膜為陰離子交換膜
5．利用CH4燃料電池電解制備Ca(H2PO4)2并得到副產(chǎn)物NaOH、H2、Cl2的裝置如圖所示。下列說法正確的是
A．a(chǎn)極反應(yīng)：CH4+8e-+4O2-=CO2+2H2O
B．若去掉C膜，產(chǎn)品室中有可能產(chǎn)生CaHPO4、Ca3(PO4)2等沉淀
C．A、C膜均為陰離子交換膜，B膜為陽離子交換膜
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，a極上通入1.12L甲烷，陽極室Ca2+減少0.4ml
6．用惰性電極電解法制備硼酸(H3BO3)的工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子和陰離子通過)。下列有關(guān)說法正確的是
A．膜A為陰膜，膜B為陽膜
B．產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)為B(OH)+H+=H3BO3+H2O
C．電解過程中，a極附近溶液pH減小
D．電解過程中，陰極與陽極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量比為1∶2
7．某科研團(tuán)隊(duì)利用連續(xù)閉合的電化學(xué)—化學(xué)反應(yīng)循環(huán)實(shí)現(xiàn)氮還原的原理示意圖如圖所示，其中Fe-TiO2作為氮還原的催化劑，則下列說法正確的是
A．氫離子由A電極經(jīng)過質(zhì)子交換膜移向B電極
B．電解液中POM2轉(zhuǎn)化為POM1的過程為還原反應(yīng)
C．A電極的電勢高于B電極
D．該電池生成3ml氧氣時(shí)可還原標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氮?dú)?4.8L
8．利用下圖所示的光電催化體系，雙極膜可以實(shí)現(xiàn)煙氣脫。雙極膜是陰、陽復(fù)合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復(fù)合層間的解離成和，作為和離子源。下列說法正確的是
A．a(chǎn)極為正極
B．陽極反應(yīng)為：
C．陰極附近pH減小
D．每生成，同時(shí)生成
9．如圖所示的裝置，X、Y都是惰性電極。將電路接通電極后，向乙中滴入酚酞溶液，在Fe極附近顯紅色。試回答下列問題：
（1）甲裝置是甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)的結(jié)構(gòu)示意圖，則a處通入的是___________ (填“CH4”或“O2”)，電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是___________。
（2）如果丙裝置中精銅電極的質(zhì)量增加了6.4g，則甲裝置中消耗的CH4的質(zhì)量為___________。
10．相同金屬在其不同濃度的鹽溶液中可形成濃差電池。現(xiàn)用此濃差電池電解Na2SO4溶液(電極a和b均為石墨電極)可以制得O2、H2、H2SO4、NaOH。
（1）當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1ml電子時(shí)，電解池理論上能產(chǎn)生標(biāo)況下的氣體___L。
（2）電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得NaOH___g。
11．用如圖所示裝置做電解實(shí)驗(yàn)，a、b、c、d均為鉑電極，A槽與B槽選擇的溶液足量但不同，可供選擇的電解質(zhì)溶液有：①500 mL 2 ml·L-1 CuSO4溶液 ②500 mL 2 ml·L-1NaCl溶液 ③500 mL 2 ml·L-1Na2SO4溶液 ④500 mL2 ml·L-1AgNO3溶液 ⑤500 mL2 ml·L-1CuCl2溶液。
（1）若A槽選擇500 mL2 ml·L-1CuCl2溶液，B槽選擇500 mL 2 ml·L-1 CuSO4溶液，閉合開關(guān)K2，則b極為___________ (填陰極”或“陽極”)，與a極現(xiàn)象相同的電極為___________(填“c極”或“d極”)，d極上的電極反應(yīng)式為___________。
（2）若電解池工作時(shí)，a、b、c、d電極均有氣體產(chǎn)生，且只有a極產(chǎn)生的是黃綠色氣體，則A槽選擇的溶液為___________ (填標(biāo)號，下同)，B 槽選擇的溶液為___________，閉合的開關(guān)是 ___________，相同時(shí)間內(nèi)，a、c電極上產(chǎn)生氣體的體積(相同狀況)之比為___________。
（3）若A槽選擇500 mL2 ml·L-1AgNO3溶液，B槽選擇500 mL 2 ml·L-1 CuSO4溶液，閉合開關(guān)K1，則析出固體的電極是___________。

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