Duang你爹车祸前
习题
1于25?下电解NaOH水溶液，在两电极上分别形成0.108升氢气和0.054升氧气。气体压力为0.9868大气压，求
(a) 通过电解池的电量
(b) 在电解时间为20分钟条件下的平均电流强度。
2 有两个串联的电解池，第一个电解池中是自CuSO4溶液中沉积Cu, 第二个电解池为Ag自AgNO3溶液中析出。已知两个电解池中阴极电流效率分别为97%和99%，并且电解开始时第一个电解池的阴极比第二个电解池的重0.1克，假定电解在0.1安培的恒流下进行，问需多少时间两电解池中阴极重量才相等。
---3 在25?下，一个氰化物镀铜的电解槽(阴极反应为[Cu(CN)]+e=Cu+2CN)与一个气体库23仑计相串联，通电1小时以后，在气体库仑计的阴极上收集了95厘米的氢气，气体压力为0.9789大气压。在Cu阴极上沉积出0.3177克Cu, 求阴极的电流效率。
第三章
习题:
1. 写出下列电池的电极反应及电池反应。并计算25?下各电池的电动势。这些反应能否自发进行,
a) Ag?AgCl?KCI(a=1)?HgCL?Hg 223+2+2+Feb) Pt?(a=0.01), Fe(a=0.1), HCL(a=1)‖Cu(a=0.1), HCL(a=1)?Cu
c) Pt?H(1大气压)?HCL(a=0.1)?O(0.2大气压)?Pt 22
d) Pt?H(1大气压)?NaOH(a=0.1)?O(0.2大气压)?Pt 22
e) Ag?AgCl?KCI(a=1)‖ KCI(a′=0.1)? AgCl ?Ag
f) Pb?PbO?NaOH(a=1)?HgO?Hg 2
已知φ?=-0.828伏特;φ?=-0.401伏特;φ?=-0.16伏特;φ?=0.098伏特;H2/H2OO2/OH-Pb/PbO2Hg/HgOφ?=-0.771伏特 Fe2+/Fe3+
2. 25?时，电池
Tl(55%汞齐)| TlCl(固)，KCl，HgCl(固) | Hg 22
电动势为0.729伏特，温度系数为0.00075伏特/K。写出电池反应。并计算焓与熵的变化。若反
应在(1) 电池中可逆地进行，或(2)量热计中不可逆地进行，体系吸收或放出之热各是多少, 2+-73. 将一块表面上含有少量Cu杂质的Fe,浸入活度为1的CuSO溶液中，该溶液中含有Fe离子10摩4
尔/升，这时Fe将不断地自溶液中置换Cu。问此体系在25?下达平衡(反应不再进行)时，溶液2+2+2+2+中Fe离子和Cu离子的活度是多少,假设平衡时溶液中Fe离子与Cu离子活度之和等于反应
前溶液中两种离子活度之和。
4. 在25?下将平衡的氢电极浸入0.100mol/LHCL溶液中，如果维持温度不变，问在什么条件下这个
氢电极的电极电位才能等于铅电极的标准电极电位(φ?=-0.129伏特), Pb/PbO2
5. 已知下列反应在25?下的标准电极电位
反应方程式 φ?(伏特) 2+-Fe+2e=Fe -0.440 3+-2+Fe+2e=Fe +0.771 +-O+4H+4e=2HO +1.229 22+-HO+2H+2e=2HO +1.770 2223+-+-求反应Fe+3e=Fe及O+2H+2e=HO的标准电极电位 222
第四章
习题: 21. 已知金属电极与溶液界面间双电层的剩余电荷密度为0.1库仑/米，求界面场强。假
设溶液很浓并且不存在特性吸附，可以近似地认为界面间溶液的相对介电常数为20。
2. 已知汞电极在-0.19伏特(氢标，以下同)时双电层微分电容最小，约为0.04法拉/米
22，而在-0.45伏特的微分电容为0.18法拉/米。假定在此电位范围内电容与电位间存
在直线关系。此外，在-0.45至-0.55伏特的电位范围内，电容近似于常数(0.18法拉/
2米)，求在电位-0.55伏特下的积分电容。
2+3. 将金属铜浸在温度为25?，Cu离子的活度为1的CuSO4溶液中，当有一定大小的
电流密度通过电极时，测得电极电位为0.408伏特，若Cu电极的双层电容与电位无
2关，其数值为0.4法拉/米，求
(1) 当φ=0.408伏特时电极表面剩余电荷密度的大小及符号;
(2) 强制形成的离子双层与自发形成的离子双层在电极表面剩余电荷密度之比。
4. 假设习题2的电极在0.1伏特和0.16伏特间电位与界面张力的关系是线性的，求电位
为0.13伏特时电极表面的剩余电荷密度。
已知0.1伏特下界面张力为0.414牛顿/米，0.16伏特下界面张力为0.408牛顿/米。
5. 25?下汞电极在0.001NKF溶液中的零电荷电位为-0.19伏特，求该电极在0.31伏特下
2的ψ电位。假定电极电位为0.31伏特时电极表面的剩余电荷密度为0.1库仑/米，溶1
液的相对介电常数为40。
第五章
习题:
1、将甘汞电极与另一电极(在电极上析出氢气)组成电解池。电解液是pH为7的饱
和KCl溶液。在25?下以一定大小电流通过电解池时，测得两极间电压为
1.25V。若认为甘汞电极是不极化的，求此条件下阴极的过电位(假定溶液的欧姆
电位降可略去不计)。
2、某电极反应的电子转移步骤在25?下的活化自由焓为200kJ/mol，反应速度为
-425×10mol/m?s。当其活化自由焓降低10kJ/mol时，电子转移步骤的速度是多少,
其电流密度变化了多少倍,
-423、在强烈搅拌着的活度为1的HSO溶液中，放入两个面积为1.00×10m的铂电24-3极，于25?下通入1.00×10安培电流进行电解。这时阴极与阳极上分别有氢和氧
析出的电阻为100Ω。假如氢和氧的活化过电位可分别表示如下:
阴极:-?φ=0.055 + 0.118logj
阳极:?φ=0.590 + 0.118log(-j) -14 试计算电解池两极间电位差(已知25?下水的离子积K =1.27×10)。 H2O
第六章
习题
1、电解HSO水溶液，Ni阴极上的过电位为0.35伏特。当电流密度增加到原来数值24
的8倍时，阴极过电位是多少,假设塔菲尔公式中的b值为0.12伏特。
-322、25?下某电极反应的交换电流密度为5×10安培/米。在恒电位极化下的过电位
为-0.199伏特时，稳态电流密度是多少,应用快速开关切断恒电位仪，然后对电极2施加恒定的阴极电流密度0.205安培/米，问达到新稳态下的过电位是多少,假定
对称系数为0.5。
2-33、已知某还原反应在25?下的J=11安培/米和(-??φ/?J)=2.53×10欧姆?米0?φ?02。求参加反应的电子数。
第七章
习题:
1、在25?下醌在光滑的铂电极上还原。已知醌在溶液中的浓度是0.01mol/L，它的扩
-102-4散系数为9.5×10米/秒，扩散层厚度为5×10米，求在电流密度为1.0安培/米2时的浓度过电位(假定反应物的电迁移和对流可略去不计，可按产物不溶去
解)。
2、某金属电沉积的速度受液相传质步骤控制，溶液中某金属离子的原始浓度为2.0×
-3210mol/L，同时溶液中存在有大量的局外电解质，在25?下，J=4.6安培/米时，
22?φ=-0.0041伏特，已知此时电极反应的J=16.2安培/米,求(1)当J=4.6安培/米d
时，电极表面附近液层中金属离子的浓度;(2)参加反应的电子数。 3、在溶液中存在有大量局外电解质的条件下电解还原某两价金属离子，发现电极的极
化主要是浓度极化。在20?时电极通过的电流密度为极限电流密度的98%，若维
持电流密度不变，将金属离子浓度增大1倍，浓度过电位的绝对值下降了多少,假
设金属离子浓度的变化对扩散系数和扩散层厚度无影响。
已知温度每升高1?上述反应的极限电流密度增加2%。当过程的操作温度由20?
上升到70?时，浓度过电位变化多少,如果温度升高的同时又使金属离子浓度增
大1倍，浓度过电位又有何变化,
第八章
习题:
1、溶液中含有大量NaSO和少量酒石酸与HSO，溶液的pH值为1，在18?下汞阴极2424
电解释由氢析出。用极少量NaOH中和上述溶液使其pH为2以后，若维持原来的氢析出速度不变，过电位有何变化,如果维持原来的电位不变，氢析出的速度将变化多少,
由实验测出氢在某一电流密度下于Fe电极上析出时，过电位为-0.427V，
b=0.112V，同一电流密度下氢在Ni电极上析出的过电位为-0.350V，计算Fe与Ni
催化活性的相对大小
第九章
习题:
2+21、金属Cu由Cu离子活度为1的溶液中在25?下以J=70A/m的速度沉积。在电子转移2步骤控制整个电极过程速度的情况下，测得Tafel公式中的b=0.06V和J=1A/m，问0阴极电位是多少,
2+2、在25?下从含有Sn离子的溶液中电沉积Sn，测得平衡电位附近的过电位与电流密
度的关系如下:
过电位 电流密度 过电位 电流密度
22(伏特) (A/m) (伏特) (A/m)
0.010 102 -0.002 20
0.008 82 -0.004 37
0.006 60 -0.006 57
0.004 41 -0.008 79
0.002 19 -0.010 103
0 0
假定此反应的速度控制步骤是电子转移步骤，求反应的交换电流密度。
第十章
习题: -522+1、已知Ni阳极溶解反应在25?下塔菲尔公式的b=0.052V和J=2，10A/m。求在Ni0
离子活度为1的溶液中，电极电位为0.02伏特时Ni阳极溶解速度。
2当电极电位为0.4伏特时，Ni阳极溶解的电流密度为0.01A/m。将它与上面计算出的溶解速度相对比，说明了什么,
2+2、在25?下将Fe置入Fe离子活度为1的溶液(pH=3)中。已知Fe在溶液中的交换电
-42-32流密度为10A/m。H在该溶液中析出的交换电流密度为1.6，10A/m。金属Fe氧化2
过程和H+离子还原过程的b值分别是0.06和0.112伏特。求Fe自溶解的稳定电位和自溶速度。
电化学计算题
电化学计算题练习
1、观察电极反应，若该极H+放电，则该极附近酸性 减弱 ， 碱性 增强 。pH 变大 .
若该极OH-放电，则该极附近碱性 减弱 ，酸性 增强 。pH 减小 . 2、观察总方程式，若产物生成碱，则PH 变大 ,生成酸，则pH 减小 . 3、电解时，只生成H2而不生成O2，则溶液的pH 增大 。 4、电解时，只生成O2而不生成H2，则溶液的pH 减小 。 5、电解时，既生成H2又生成O2，则实际为电解水。
?若为酸性 pH 减小 ，
?若碱性溶液，则溶液的pH 增大 ，
?若为中性，则pH 不变 。
6、工业采用以铁和石墨为电极电解K2MnO4溶液来制取KMnO4。 ?电解过程中，应以_______为阴极，阴极附近溶液的pH将
会_______(增大、减小、不变);
?阴极的反应为_____________________;
?电解的总化学方程式为_____________。
答案:?因为阳极必须发生K2MnO4的氧化反应，所以阳极材料为石墨， 铁为阴极;
?阴极反应式为:2H++2 e-==H2?，所以阴极区溶液的pH将会增大; ?电解的总化学方程式:
2K2MnO4+2H2O= 2KMnO4+ 2KOH+ H2?。
3(据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池， 它具有容量大、污染小的特点，其电池反应为:2Zn+O2=2ZnO ， 其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确的是(c )
A(锌为正极，空气在负极反应
B(负极发生还原反应，正极发生氧化反应
C(负极的电极反应为: Zn,2e- + 2OH-== ZnO+H2O D(电池工作时溶液的pH 降低
(2003春季30?.下图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4
稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为x 、 y。
(1)当以I,0.21A的电流电解60分钟后，测得铜片A的质量增加了0.25g ，则图中装
置的x端应与直流电的 极相连，它是电解池的 极。 (2)电解后铜片B的质量 。(答增加、减少或不变) ,19(3)列式计算实验测得的阿伏加德罗常数N。(已知电子电量e,1.60×10C) A
23,1,1,1,164,mol，0.21C,s，60min，60,min(1)负 ，阴 (2)减少 (3) ,6.0，10molN,A,190.25g，2，1，1.6，10C
(2003江苏16)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是
A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变 ,B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小
C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2 D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1 (2004全国2,28)
在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，
1
圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答: (1)阳极上的电极反应式为_______________________________。
(2)阴极上的电极反应式为________________________________。
(3)原上层液体是________________________________________。
(4)原下层液体是________________________________________。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_____________________ _____________________________________________________________________________。 (6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是______________________________，
现象是_________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
,,，,(1)2 I (2)2 H? (3)KI(或NaI等)水溶液 I,2eH，2e2 2
(4)CCl(或CHCl等) 43
(5)I在CCl中的溶解度大于在水中溶解度，所以绝大部分I都转移到CCl中 2424
(6)焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(其它合理答案同样给分。例如，若?中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色。)
7((2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学)关于电解NaCl溶液，下列叙述正确的是
( )
A(电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B(若在阳极附近溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C(若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D(电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
【答案】B
方法要领A项中在阴极得到氢气;C项中在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈红色;D项中因为反应生成了NaOH，所以溶液呈碱性
8((2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学)下列叙述正确的是 ( ) A(在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应
B(用惰性电极电解NaSO溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1:2 24
C(用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH
D(镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
【答案】 C
【方法要领】在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，所以A错;电解NaSO实质是电解水，24在阴极产生H，在阳极产生O，二者体积比为2:1，所以B错;根据电解NaCl的方程式:22
电解
2NaCl+2HO2NaOH+Cl?+H?可知，每转移1mol电子，生成1molNaOH，故C对;镀层破损后，222
镀锌铁板更耐腐蚀，因为锌做负极，铁做正极被保护，所以D说法错误
9. 甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO溶液后，以Pt为电极进行电解时，3
在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________
2
【答案】2:2:4:1
【方法要领】此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳
+-极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A极(阴极)反应:2H+2e=H?，B极(阳极)反2
,--+--OH应:2Cl-2e=Cl?;C极(阴极)反应:Ag+ e =Ag;D极(阳极)反应:4-4e=2HO+O?，根据电子守恒222法可知,若整个电路中有4mol电子转移,生成H、Cl、Ag、O的物质的量分别为:2mol、2mol、4mol、222
1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为:2:2:4:1
例4.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 (用a、b 表示)。
(2)负极反应式为 。
(3)电极表面镀铂粉的原因
为 。
(4)该电池工作时，H和O连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大22
量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下:
,?.2Li+H2LIH ?.LiH+HO==LiOH+H? 222
?反应?中的还原剂是 ，反应?中的氧化剂是 。
3?已知LiH固体密度为0.82g/cm。用锂吸收224L(标准状况)H，生成的LiH体积与被吸收的H体22积比为 。
?由?生成的LiH与HO作用，放出的H用作电池燃料，若能量转化率为80,，则导线中通过电子的22
物质的量为 mol。
【解析】本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H + O =2HO，其222中H从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H失电子生成22，,H，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH。(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4)I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.HO的H从+1降至H中的零价，作氧化剂。由反应I，22-3-3当吸收10molH时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10L=192.68×10L。V(LiH)/v(H)= 22-3-4192.68×10L/224L=8.71×10。20mol LiH可生成20mol H，实际参加反应的H为20×80%=1.6mol，1molH222转化成1molHO，转移2mol电子，所以1.6molH可转移3.2mol的电子 22
【答案】
?32
例6. (09年安徽卷)CuO是一种半导体材料，基于绿色化学理念设2
计的制取.CuO的电解池示意图如下，点解总反应:2
,2Cu+HO==CuO+HO。下列说法正确的是 222
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
3
D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCuO生成。 2
【解析】由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误;，，,石墨作阴极，阴极上是溶液中的H反应，电极反应为:2H，2e=H?，A选项正确;阳极与电源的正2,,极相连，C选项错误;阳极反应为2Cu，2OH,2e=CuO，HO，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCuO222生成，D选项错误。
【答案】A.
例13. 将两个铂电极插入500mL CuSO溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电4
解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为 -3-3-3-7A.4×10mol/L B.2×10mol/L C.1×10mol/L D.1×10mol/L 2+-【解析】根据电解规律可知阴极反应:Cu+2e=Cu，增重0.064gCu，应是Cu的质量,根据总反应方程式:
+ 2CuSO+2HO 2Cu+O?+2HSO--->4H 42224
2×64g 4mol
0.064g x
x=0.002mol
+-3 [H]= =4×10mol/L
【答案】A +例14((2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学)电解100mL含c(H)=0.30mol/L 的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是
+ 2+ 2+ 2+ A(0.10mol/L AgB(0.20mol/L Zn C(0.20mol/L CuD(0.20mol/L Pb
+2++2+2+【解析】电解时阴极上溶液中离子的反应顺序为Ag ,Cu ,H ,Pb ,Zn ，
++ :0.03g 。 A项中Ag 先反应，H后反应，可得到Ag:0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g ;H2+2+B项中H先反应，Zn后反应，可得H:0.03g ;Zn:(0.04mol-0.03mol)?2×65g/mol=0.325g 。 22+++ 2+C项中Cu先反应，H后反应，可得到Cu:0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D项中H先反应，Pb后反应，可得到H:0.03g ;Pb:(0.04mol-0.03mol)?2×207g/mol=1.05g 。 2
因此理论上析出金属质量最大的是C。
【答案】C
3. 用惰性电极电解硫酸铜溶液，当加入0.1mol Cu(OH)使溶液恢复原来的浓度和pH时，电极上转移2
电子的物质的量是 ( D )
A(0.1mol B(0.2mol
C(0.3mol D(0.4mol
4. (2007.全国〔I〕.T)以惰性电极电解硫酸铜溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol,则阴8
极上析出铜的质量为( )
A. 0.64g B. 1.28g c. 2.56g D. 5.12g
【命题意图】本题主要考查了关于电解的定量计算。 ———B解析】以惰性电极电解CuSO溶液时，阳极OH放电，4OH-4e=2HO+O?，当阳极上产生气体的242—2+物质的量为0.0100 mol，应有0.0400mol电子转移，阴极上Cu+2e=Cu析出Cu的质量为0.0200mol×64g/mol=1.28g
23((8分)以石墨为电极，电解1L硫酸铜和氯化钠的混合溶液。其中硫酸铜与氯化钠的物质的量之和为
0.2mol，硫酸铜的物质的量占总物质的量的比值为x。
2+(1)若x=0.5，当Cu在阴极恰好全部析出时，产生的气体时什么,其物质的量是多少,所得溶液的
pH是多少,(电解前后溶液的体积不变，且不考虑产生的气体的溶解)
(2)电解一段时间后，阴极和阳极产生气体的物质的量恰好相等，均为0.12mol，求此时x的值。 23((1)0.05mol Cl和0.025mol O pH,1 (2)0.2 22
4
九、电解后pH变化判断
先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物:?如果只产生H而没有O，则pH变大;?如果只产生O而无H，则pH2222变小;?如果既产生O又有H，若原溶液呈酸性，则pH减小;若原溶液呈碱性，则pH增大;若原溶液呈中性，pH不22
变;?如果既无O产生也无H产生，则溶液的pH均趋于7。 22
十、电化学计算题
解题时要注意电极反应式的正确书写，可根据电解方程式或电极反应式列式求解;还可利用各电极，线路中转移的电子数守恒列等式求解;或者由电解方程式及电极反应式找出关系式，最后根据关系式列式计算。
?+??+2+,4Ag,2Cu,2H,O,2Cl,4Ag,2Cu,2HO。常见微粒间的计量关系式为:4e,4H,4OH,4Cl2222
【典型题例】
例1、镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行:Cd + 2NiOOH + 2H + 2Ni(OH)。此电池在放电时，负极上发生反应的物质是 O=Cd(OH)222
A 、Cd(OH) B 、NiOOH C 、Cd D 、Ni(OH) 22
,解析,首先要明确可逆电池的放电过程相当于原电池，根据方程式Cd + 2NiOOH + 2HO=Cd(OH) + 2Ni(OH)，原电222
池中Cd失去电子，化合价升高，所以Cd是负极。
【答案】D
例2(将Al片和Cu片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成了原电池。 (1)在这两个原电池中，负极分别是
A 、Al片、Cu片 B 、Cu片、Al片 C 、Al片、Al片 D 、Cu片、Cu片 (2)写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式
(3)插入稀NaOH溶液中形成原电池的电极反应式 。
【解析】将Al片和Cu片用导线相连插入浓硝酸中，由于Al被浓硝酸钝化，不能持续反应，而Cu却能与浓硝酸持续反应，所以Cu为负极;插入稀NaOH溶液中，Al与NaOH溶液反应，Al失去电子，所以Al作为负极。 (2)Al,Cu,浓HNO组成的原电池的电极反应方程式为: 3—2+负极:Cu—2e==Cu
--+正极:2NO2e+4H== 2NO?+2HO 322—+2+总电极方程式:Cu +2NO+4H==Cu+2NO?+2HO 322
(3)Al,Cu,NaOH组成的原电池的电极反应方程式为:
---负极:2Al—6e+8OH==2AlO+4HO 22—-正极:6HO+6e==3H?+6OH 22--总电极方程式:2Al+2OH+2HO ==2AlO+3H? 222
【答案】(1)B
---2++(2)负极:Cu—2e==Cu 正极:2NO+2e+4H== 2NO?+2HO 322---(3)负极:2Al—6e+8OH==2AlO+4HO 22--正极:6HO+6e==3H?+6OH 22-2例3(工业上为了处理含有CrO酸性工业废水，采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量NaCl以Fe为电极进27
行电解，经过一段时间，有Cr(OH)和Fe(OH)沉淀生成，工业废水中铬的含量低于排放标准。请回答下列问题: 33
(1)两极发生反应的电极反应式:阴极 阳极 。
—3+2(2)写出CrO变为Cr的离子方程式: ; 27
(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是 ;
(4) (填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是 。
—2+23++,解析,当用Fe作为电极电解时，Fe作阳极失电子变成Fe提供还原剂，把CrO还原为Cr，阴极H得电子生成27-,3+3+H，破坏水的电离平衡剩余OH与Cr、Fe结合生成Cr(OH)和Fe(OH)沉淀。若用石墨作电极，阳极产生、、233-2+23+Cl，得不到Fe缺少还原剂，不能使CrO变为Cr而生成Cr(OH)除去。 2273——2++【答案】(1)Fe?Fe+2e;2H+2e?H? 2-2++3+3+2(2)CrO+6 Fe+14 H?2 Cr+6Fe+7HO 、272
5
-—+2+++2(3)H不断放电，CrO与Fe反应中消耗H，打破了水的电离平衡，使溶液中OH的浓度大于H浓度。 27-2+3+2(4)不能。因为用石墨作电极，阳极产生Cl得不到Fe缺少还原剂，不能使CrO变为Cr而生成Cr(OH)沉淀2273而除去。
例4(图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，只在c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体。回答:
(1)直流电源中，M为____________极。
)Pt电极上生成的物质是________，其质量为___________。 (2
(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为:2?___?____?____。 (4)AgNO溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同)_______，AgNO溶液的pH____，HSO溶液的浓度______，HSO332424溶液的pH______。
【解析】首先根据电极判断A、B两池为均为电解池，A池中若b极(Pt)作阳极，会产生气体，这与题意不符，所以
,-b极为阴极，进一步得出a极为阳极，M极为正极;由题意分别写出各电极的反应式:a极:4OH -4e =2HO+ O? b22
+-,-+-极:4Ag ，4e =4Ag c极:4OH -4e =2HO+ O? d极:4H+4e =2H? 222
c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体分别是O 、H，体积比1:2，可以算出c、d两极分别生成112mL O、222
-224mL H，利用电子守恒建立关系式:4e,O,4Ag,O,2H，不难得出电源输出的电子的物质的量与电极b、c、d分2222
别生成的物质的物质的量之比为2:2::1, Pt电极上生成的Ag质量为2.16g;A池为电镀池， AgNO溶液的浓度及溶液的pH均不变。B池相当于电解水，HSO溶液的浓度增大，pH减小 324
【答案】((1)正(2)Ag、2.16g(3)2::1 (4)不变 不变 增大 减小
6
电化学计算题
第七章 电化学计算题
,31．在温度为18 ?条件下，将浓度为0.1 mol?dm的NaCl溶液注入直径为2 cm
+ 的直立管中，管中置相距20 cm的两电极，两极间的电位差为50 V，巳知Na与
, ,8,8 2,1,,Cl的电迁移率分别为3.73 × 10与5.87 × 10m?V?s。 求：(1) 30分钟内通过管中间截面的两种离子的摩尔数；
+,(2) Na、Cl两种离子的迁移数；
(3)两种离子所迁移的电量。
dE50,8,6(1) v,u,,3.73，10， m/s,9.325 ，10m/s，， dl0.20
dE50,8,6v,u,,5.87，10， m/s,14.675 ，10m/s －－dl0.20 22,63,4 n,πrvtc,π，(0.01)，9.325，10，1800，0.1，10 mol,5.27，10 mol ，， 22,63,4 n,πrvtc,π，(0.01)，14.675，10，1800，0.1，10 mol,8.29，10 mol ,,
u3.73(2) ，t,,, t,1,t,1,0.3885,0.6115，,，u，u3.73，5.87,0.3885 ，,(3) ,4Q,n(，nF),(5.27，8.29)，10，96500,130.95 C ，,
Q,tQ,0.3885，130.95 C,50.84 C＋，
Q,tQ,0.6115，130.95 C,80.01 C－,
,3,2,1+2．浓度为0.001 mol?dm的NaSO溶液，其κ = 2.6 × 10 S?m，此溶液中Na24
+,42,1的摩尔电导,(Na) = 50 × 10 S?m?mol。
12,求：(1) 计算的摩尔电导； SO42,3(2) 如果此0.001 mol?dm的NaSO溶液被CuSO所饱和，则电导率增加到244
,2,12+,42,17.0 × 10 S?m，并巳知1/2Cu的摩电导为60 × 10 S?m?mol，计算CuSO的4
溶度积常数 。
,3解：(1) 1/2NaSO的浓度为 c = 0.002 mol?dm 24N
,22,1,4 2,1Λ = κ/1000 c = 2.6×10/(1000×0.002) S?m?mol = 130 × 10S?m?mol N
+,42,1,42,12,Λ(1/2SO) = Λ -Λ(Na) = (130 - 50) × 10 S?m?mol= 80 × 10 S?m?mol 4
,2,1,2,1(2) κ' = κ(总) - κ = (7.0 - 2.6) × 10 S?m= 4.4 × 10 S?m
2+,42,1 2,Λ' =Λ(1/2Cu) + ,(1/2SO) = (60 + 80) × 10 S?m?mol4
,42,1= 140 × 10 S?m?mol
,2,4,3,3c = κ'/1000Λ' = 4.4 × 10/(1000 × 140 × 10) = 3.143 × 10 mol?dm N
,3,3c = 1/2c = 1.5715× 10 mol?dm N
2+,3 ,3[Cu] = 1.5715 × 10mol?dm，
,3,3 ,32,[SO] = 1.571510 + 0.001 = 2.5715 × 10mol?dm 4
2+,, 2 ,6 2,所以：K = [Cu]?[SO] = 4.041 × 10moldmsp4
3．25 ?的纯水中溶解了CO，达平衡时水中CO的浓度即HCO的浓度为c，22230
,5,3若c = 1.695×10 mol?dm，只考虑HCO的一级电离，且忽略水的电导率，试023
,7粗略估算此水溶液的电导率。已知25? HCO的一级电离常数K = 4.27 × 10，23
+,4 2,1,4 2,,,,,且,(H) = 349.8 × 10S?m?mol，,(HCO) = 44.5 × 10S?m?mol。 3mm
+,解： HCO的一级电离平衡：HCO , H + HCO 23233
+++平衡时浓度：c - c(H) c(H) c(H) 0
2+2+2+K = c(H)/[c - c(H)] ? c(H)/c 00
-+1/27,51/2所以：c(H) = (Kc) = (4.27 × 10 × 1.695 × 10) 0
,6 ,3 ＝2.69 × 10mol?dm
,3 ,3= 2.69 × 10mol?m
+2,1,,,,Λ(HCO) = ,(H) + ,(HCO) = 0.03943 S?m?mol 233mmm
+,4 ,1,则所求电导率为κ = Λ(HCO) × c(H) = 1.06 × 10S?m 23m
,6,1理论计算纯水的电导率应为5.5 × 10 S?m，但由于CO的溶入，使得水的2
电导率上升一个多数量级。
4．电池 Pt,H( p )|HBr(a = 1)|AgBr(s),Ag 的E与温度T的关系式为： 2o
,7E = 0.07150 - 4.186 × 10T(T - 298) 。 (1) 写出电极反应与电池反应；
o +(2) 求T = 298 K时正极E与AgBr的K，巳知E (Ag/Ag) = 0.7991 V； sp
(3) 求T = 298 K电池反应的平衡常数（可逆放电2F）； (4) 此电池在298K下可逆放电2F时，放热还是吸热？是多少？
+解：(1) 负极：H(g) - 2e , 2H； 2
,正极：2AgBr(s) + 2e , 2Ag(s) + 2Br
电池反应：H(g) + 2AgBr(s) , 2Ag(s) + 2HBr (a = 1) 2
(2) T = 298 K时，E= 0.07150 V
+E(正) =E(AgBr/Ag) = E- E(H/H) = E= 0.07150 V 2
+?E(AgBr/Ag) =, (Ag/Ag) + 0.05915lgK sp即: 0.07150 = 0.7991 + 0.05915lg K sp
,132,6? K = 5.0 × 10 mol/m spo
(3) ΔG= -RTlnK = -nFE
lnK= nFE/RT = 2 × 96500 × 0.07150/(8.314 × 298) = 5.5640，
2所以 K= 2.62 × 10
,7,7(4) (?E/?T) = -4.186 × 10× 2T + 4.186 × 10 × 298 p
,7,6= -8.372 × 10T + 124.76 × 10
,6T = 298 K时，(?E/?T) = -124.76 × 10 < 0，放热="">
,6Q = nFT(?E/?T) = 2 × 96500 × 298 × (-124.76 × 10) J = - 7175 J rp
5．对于电池：Pt,Cl(0.5p)|HCl(0.1m)|AgCl(s),Ag，巳知 2
,1,1,1,H(AgCl) = -127.035 kJ?mol，(Ag) = 42.702 J?K?mol， Sfmm
,1,1,1,1S(AgCl) = 96.106 J?K?mol，(Cl) = 222.94 J?K?mol。 S2mm求：(1) T = 298K时电池电动势 ；
(2) 与环境交换的热；
(3) 电池电动势的温度系数；
(4) AgCl(s)的分解压力。
,解：(1) 阳极： Cl (0.1m)–e , 1/2Cl(g,0.5p) 2
,阴极： AgCl(s) + e , Ag(s) + Cl(0.1m) 电池反应：AgCl(s) ,Ag(s) + 1/2Cl(g ,0.5p) 2
o o 1/2所以有：E = E - 0.05915lg(p(Cl)/p)，而E 可由ΔG来计算 2
,1= 1/2,H(Cl) + ,H(Ag) - ,H(AgCl) = 127.025 kJ?mol ,H2fmfmfmm
,1,1,S= 1/2 × 222.949 + 42.702 - 96.106 = 58.07 J?K?mol m
3,1= - T,S = 127.025 × 10 - 298 × 58.07 = 109730 J?mol ,G,Hmmmo
E = -,G/nF = -109730/96500 = -1.137 V o m
1/2E = E- 0.05915lg0.5 = -1.131 V
(2) AgCl(s)??Ag(s) + 1/2Cl(p)?ΔS? 1/2Cl(0.5p) + Ag(s) ,S222m
所以：ΔS = ,S + ΔSm2 m
= 58.07 + nRln(p/p) 12
,1,1= 58.07 + 0.5 × 8.314 × ln(1/0.5) J?K?mol
,1,1= 60.95 J?K?mol Q = TΔS = 298 × 60.95 = 18163 J = 18.163 kJ Rm
,4,1(3) (?E/?T) = ΔS/nF = 60.95/96500 = 6.316 × 10 V?K pm
(4) AgCl(s) = Ag(s) + 1/2Cl(g) 2
1/2o = -RTlnK =-RTln[p(Cl,eq)/p ] = 1/2RT ln[p(Cl,eq)/p ] o ,G22m
o ,G? ln[p(Cl,eq)/p ] = -2/RT = -2 × 109730/(8.314 × 298) = -88.5787 2m
,39,39o p(Cl) = 3.4 × 10p = 344.505 × 10 kPa 2
6．电池 Zn(s)|ZnCl(m = 0.01021)|AgCl,Ag 在298 K时电动势为1.1566 V，计算2
2+ZnCl溶液的平均活度系数。已知E(Zn/Zn) = ,0.763 V，E(AgCl/Ag) = 0.223 V。 2
2+解：阳极： Zn(s) - 2e , Zn
,阴极：2AgCl(s) + 2e , 2Ag(s) + 2Cl
o 电池反应： Zn(s) + 2AgCl(s) , ZnCl( m ) + 2Ag(s) 2E = E - 0.02958lga(ZnCl) 2
-2+2+ = [E(AgCl/Ag) - E(Zn/Zn)] - 0.02958?lg[a(Zn)?a(Cl)]
33 = 0.223 + 0.763 - 0.02958 lg(4γ?m) ?
1/3 = 0.986 - (0.02958 × 3)?(lg4 + lgγ + lgm) ?因为E = 1.1566 V，m = 0.01021， ?lg γ = - 0.1324，得γ = 0.7372 ??
7．Ogg曾在291K、m/m = 10的条件下对下述电池进行了一系列测定： 21
Hg(l)| Hg(NO)(m),HNO(b) || Hg(NO)(m), HNO(b)|Hg(l)， n3n 13n3n 23
,1求得电动势的平均值为0.029V，其中b=0.1 mol?kg。试根据这些数据确定亚汞
+2+离子在溶液中是Hg还是Hg。 2
n+解：设亚汞离子在溶液中为Hg，则 n
n+阳极： nHg(l) , Hg(m) + ne； n1
n+阴极：Hg(m) + ne , nHg(l) n2
n+n+电池反应：Hg(m) , Hg(m) n2n1
电动势：E = - (RT/zF) × ln(m/m) 12
则 z = (RT/EF) × ln(m/m) = [(8.314 × 291)/(0.029 × 96485)] × ln10 21
= 1.99
2+所以n = z = 2，即亚汞离子在溶液中以Hg形式存在。 2
8．电池Pt|H(100 kPa)|HSO(0.5 mol/kg) HgSO + Hg(l)|Pt在298 K时的电动势22424
为0.6960 V，已知该电池的标准电动势为E=0.615 V。 (1) 写出正极、负极和电池的反应式；
o (2) 计算298 K时该反应的平衡常数K以及摩尔反应吉布斯自由能,G； rm
,1(3) 计算298 K时，HSO(0.5 mol?kg)水溶液的活度,(HSO)、离子平均活度24 24
a,以及离子平均活度系数； ,,
,1(4) 试根据德拜－休克尔极限公式计算上述HSO(0.5 mol?kg)水溶液的离子24
,1,1/2,平均活度系数，并与(3)问中结果比较并分析{A＝0.509 (mol?kg)}。 ,
2-解：(1) 正极（阴极）反应： HgSOs22HglSO，,，eaq，，，，，，244
+ 负极（阳极）反应： Hg22H,,eaq，，，，2
电池反应为： HgHgSOs2HglHSOaq，,，，，，，，，，，22424
o o ,GzEF.. ,,,,，，,,2069609648413431kJ/mol(2) rm
20o KzE FRT,,，exp6.3510，，
aRTHSO24(3) 由Nernst方程 EE,,lnFf2H2
-3f=1, 代入相关数据，可求得 a(HSO)=1.820×10 H224
33,3aaHSO,,，,()1.82100.122 ,24
,,321,v，,mmmmolkg,,，,,10.50.794 ,，,
a0.122,0.154,,,, ,mm/0.794,
11222Imz,,，，，,0.52111.5 mol/kg (4) ，，,ii22i
,1根据德拜,休克尔极限公式 ，不难求得0.5 mol kg HSOlg,,AzzI24,，,
,,溶液中平均活度系数 0.0567 ,
与(3)中得到的实验值相比有相当误差，主要是因为德拜极限公式只能在
,1I<0.01 mol?kg的稀溶液中应用，在题给条件下有较大误差。="">
9．电池 Pb|PbSO(s)|CdSO(m)|CdSO(m)|PbSO(s)|Pb在298K时，液体接界处441424
2+,1,1t(Cd) = 0.37。已知m = 0.2 mol?kg，γ, = 0.1，m = 0.02mol?kg，γ, = 0.32。??1122
试计算298 K时的液体液接电势和电池电动势。
解：此为有液接的双液浓差电池：
-2阳极：Pb(s) + SO(a) , PbSO(s) + 2e； 414
-2阴极：PbSO(s) + 2e , Pb(s) + SO (a) 442
--22电池反应：SO (a) , SO (a) 4142
a = 0.2 × 0.1 = 0.02 ；a = 0.02 × 0.32 = 0.0064 12
液接电势：E = (t - t)[(RT/2F) × ln(a/a)] -j+12
= (0.37 - 0.63) × [0.01284 × ln(0.02/0.0064)] V
= - 0.0038 V
浓差电势 E = (RT/2F)ln(a/a) = 0.0146 V c12
所以：电池电动势 E = E + E = 0.0108 V jc
2+ ,4 ,310．要自某溶液中析出Zn，直到溶液中Zn浓度不超过10mol?dm，同时要
求Zn析出过程中没有H析出，问溶液的pH值至少应为多少？巳知H在Zn2 2
o 2+上的过电位为η = 0.72 V，并假定η与浓度无关。已知E (Zn|Zn)= -0.7630 V。
2+,43解：当[Zn] = 10 mol/dm，Zn的析出电位为：
o 2+,4E(Zn) = E + 0.05915lg[Zn]/2 = -0.7630 + 0.02958lg10 = -0.8813 V o
+E(H) = E + 0.05915lg[H] - η = -0.05915 pH - η 2
由题意可知：-0.05915pH - 0.72 ? -0.8813
解之，pH ? 2.7
11．298K标准压力下时以Pt为电极，电解含有FeCl(0.01m)和CuCl(0.02m)的22
2+2+,水溶液。已知E (Fe|Fe)= -0.440 V，E (Cu|Cu)= 0.337，E (HO, OH|O(g)|Pt)= 22o o o
＋,0.401 V, E (Cl|Cl(g)|Pt)=1.359，E (HO, H|O(g)|Pt)= 1.229 V。若电解过程不断222o o
搅拌，并不考虑过电位，试问：(1) 何种金属先析出？(2) 第二种金属析出时，
至少加多少电压。(3) 第二种金属开始析出时，第一种金属的浓度为多少。
解：(1) 阴极上，Fe、Cu可能析出：
o 2+2+E(Fe) = E (Fe|Fe)+ 0.02958lg[Fe] = -0.440 - 0.02958lg0.01 = -0.4992 V
o 2+2+E (Cu)= E (Cu|Cu) + 0.02958lg[Cu] = 0.337 - 0.02958lg0.02 = 0.287 V
因此Cu金属先析出。
(2) 阳极上，Cl、O可能析出： ,2o
-,,7E(O) = E (HO, OH|O(g)|Pt)- 0.05915lg[OH] = 0.401 - 0.05915lg10 V 222
o = 0.815 V
-,E (Cl) = E (Cl|Cl(g)|Pt) - 0.05915lg[Cl] = 1.359 - 0.05915lg0.06 V 22
= 1.431 V
因此O先析出。 2
2++则阴极：Cu + 2e , Cu ，阳极：HO - 2e , 2H + 1/2O 22
2++总反应： Cu + HO , Cu(s) + 2H + 1/2O(g) 22
+2+ 2+2+ 溶液的[H]浓度随Cu的不断析出而增加，当Fe 析出时，Cu巳基o
+,3本反应完，[H] = 2 × 0.02 = 0.04 mol?dm
-,E(O) = E (HO, OH|O(g)|Pt)- 0.05915lg[OH] 222
o ,14= 0.401 - 0.05915lg(10/0.04) V
= 1.1463 V
＋+或E(O) = E (HO, H|O(g)|Pt)- 0.05915lg[H] = 1.229 - 0.05915lg0.04 V 222
= 1.229 - 0.0827 V
= 1.1463 V o
所以外加电压：E = 1.1463 - (-0.4992) V= 1.6453 V
(3) 当第二种金属(Fe)析出：
2+2+2+-0.4992 = E (Cu|Cu) + 0.05915lg[Cu]/2 = 0.337 + 0.02958lg[Cu]
2+2+,29,3即：lg[Cu] = -28.2739 此时[Cu] = 5.323 × 10 mol?dm
物理化学电化学计算题
电池：Zn (s ) ZnCl 2(m =0. 555) AgCl (s ) +Ag ，测得298K 时电池的电动势为
??E ?-4-1E =1. 015V ，电池电动势的温度系数 ?=-4. 02?10V ?K , 已知??T ?P
θ?Zn 2+, Zn V 。 =-0. 763V ，?θAgCl , Ag =-0. 222
（1）写出电池反应式（得失电子数为2）
（2）计算电池反应的平衡常数
（3）计算电池中电解质溶液ZnCl 2的离子平均活度系数
（4）求此化学反应在298K 下于反应器中进行时的热效应
（5）当反应在电池中于相同环境条件下可逆进行时的热效应为多少？
解：（1）电极反应式为
(-) 极 Zn (s ) -2e -→Zn 2+(m =0. 555)
(+) 极 2AgCl (s ) +2e -→2Ag (s ) +2Cl -(m =2?0. 555)
电极反应 Zn (s ) +2AgCl (s ) =2Ag (s ) +Zn 2+(m =0. 555) +2Cl -(m =2?0. 555)
θ（2）E θ=?θ
AgCl , Ag -?Zn 2+, Zn
=0. 222+0. 763
=0. 985
θ?r G m =-nEF =-2?0. 985?96500=-190. 1kJ ?mol -1
nEF =76. 73，K =2. 1?1033 RT
RT RT θ2θ33ln(a Zn 2+?a Cl -ln(γ±?m ±) （3）E =E --) =E ZF ZF ln K =
32其中m ±=m Zn 2+?m Cl ?(2?0. 555) 2=0. 6838 -=0. 555
代入上式得到1. 015=0. 985-
解之得：γ±=0. 521
（4）?r S m =ZF 8. 314?2983ln(γ±?0. 6838) 2?96500??E ?-4?=2?96500?(-4. 02?10) ??T ?P
=-77. 586J ?K -1?mol -1
?r H m =?r G m +T ?r S m
=-2?1. 015?96500-298?77. 586
=219. 0kJ ?mol -1
（5）电池在可逆条件下进行时，其热效应为
Q r =T ?r S m =-23121J
25 ℃时碘酸钡在纯水中的溶解度为
中。假定可以应用德溶液中的溶解度。 拜-休克尔极限公式，试计算该盐在解：先利用25 ℃时碘酸钡
稀溶液可近似看作在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。 由于是，因此，离子强度为
设在中溶液中的溶解度为，则
整理得到
采用迭代法求解该方程得
所以在中溶液中的溶解度为
为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg+ 还是以形式存在，涉及了如下电池
测得在18 oC 时的E = 29 mV，求亚汞离子的形式。
解：设硝酸亚汞的存在形式为，则电池反应为
电池电动势为
作为估算，可以取，
。
所以硝酸亚汞的存在形式为
。
2种方法突破电化学计算题
·
点点突破·
·，也就是Ｌ－１－１０－６ｍｏｌＬ－１）×０．５Ｌ≈５×１０－４ｍｏｌ
··说有（１０－３ｍｏｌＬ－１－１０－６ｍｏｌＬ－１）×０．５Ｌ≈５×
１０－４ｍｏｌＯＨ－参加电极反应，ＯＨ－失去了（１０－３
··ｍｏｌＬ－１－１０－６ｍｏｌＬ－１）×０．５Ｌ≈５×１０－４ｍｏｌ电＋
··子，而Ａ１０－３ｍｏｌＬ－１－１０－６ｍｏｌＬ－１）×ｇ得到（
·析出（０－４ｍｏｌ电子，１０－３ｍｏｌＬ－１－０．５Ｌ≈５×１
·Ｌ－１）ｍｏｌ×０．５Ｌ≈５×１０－４ｍｏｌＡ１０－６ ｇ故析出
（）Ａ即５０．０５４ｇ４ｍ．综上分析也可由电解的总反ｇｇ
应式知，电解过程中生成的
）·ｎ（Ｈ＋）＝ｎ（ＨＮＯ＝ｎ（Ａ＝（１０－３ｍｏｌＬ－１－ｇ３）
·，ｍｏｌＬ－１）×０．５Ｌ≈５×１０－４ｍｏｌ１０－６
◇ 江苏 陈翠娥
是中学化 电化学理论是中学化学基本理论之一，
学的重点和难点．电化学中的计算更是中学生感到困惑之点．为此特总结方法如下，以求抛砖引玉，希望对同行们有所帮助．
原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液ｐ相对原子质量和阿伏加德罗常Ｈ的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的数测定的计算、
量求电荷量的计算等．不论哪类计算，均可用下列２种方法：
１ 根据总反应式计算
根据总反应式计算一般先写出半电极反应式，再将２个半电极反应式利用叠加法即数学中的加减消消去电子，得出总反应式
，最后根据总反应式列元法，
出比例式计算．
例１ ２个惰性电极插入５００ｍＬＡＮＯ ｇ３溶液
（通电电解．当电解液的ｐ设中，．０变为３．０时，Ｈ从６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 ２７ｍ４ｍ Ｂ ５ｇｇ
；Ｃ １０６ｍ１６ｍ Ｄ
２ｇｇ
首先结合离子放电顺序，弄清楚两极的反应
－
阳极４阴极ＯＨ－－４ｅ＝Ｏ２↑＋２Ｈ２Ｏ；＋－
，水的电离方程式为：ＡＨ２Ｏ Ｈ＋＋ｇ＋ｅ＝Ａｇ
－１
）·ｍ（Ａ＝５×１０－４ｍｏｌ×１０８ｇｍｏｌ＝５４ｍ．
ｇｇ答案 Ｂ．
用惰性电极进行电解，若电解质的阴、阳离则阳离子放电的同子不同时在两极上放电，
（；时必有Ｈ＋生成，阳离子）电荷）阴ｎＨ＋）＝ｎ（×Ｎ（离子放电的同时必有ＯＨ－生成，阴离ｎ（ＯＨ－）＝ｎ（电荷）子）×Ｎ（．２ 守恒法计算
守恒法计算一般用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依
据是电路中转移的电子数相等．
例２ Ａ、Ｂ、Ｃ３个电解池，Ａ池内是氯化铜溶 液，纯铜片作阴极，纯Ｂ与Ｃ两池内均是硝酸银溶液，、银丝作阴极．当Ｂ池中银丝质量增加０．１０８ｇＣ池银丝质量增加０．２１６ｇ时，Ａ池铜片质量增加（． ）
；；．２１６ｇ．１０８ｇＡ ０ Ｂ ０
；Ｃ ０．０６４ｇ．
０３２
ｇ Ｄ ０
水的电离平衡被破坏．将阴、ＯＨ随着反应的进行，
－
图１
阳２个半电极反应式利用叠加法即数学中的加减消元法，消去电子，即阴极等式两边分别乘以４（阴极
＋－
）再与阳极等式相加．得出总反应４ＡＡｇ＋４ｅ＝４ｇ
式为：４ＡＮＯ２Ｈ２Ｏ＝４Ａ＋Ｏ４ＨＮＯｇｇ３＋２↑＋３．
由ｐ增大了（．０变为３．０可知ｃ（Ｈ＋）１０－３Ｈ从６
图中电路的连接方式为先将Ａ、Ｂ两池并联，再与Ｃ池串联进行电解，利用干路中的电流
强度等于各支路中的电流强度之和可求得通过Ｃ池
－１
／·ｍ电子的物质的量为０．２１６ｇ１０８ｇｏｌ＝０．００２
，通过Ｂ池电子的物质的量为０／·ｍｏｌ．１０８ｇ１０８ｇ－１
，则通过Ａ池电子的物质的量为ｍｏｌ＝０．００１ｍｏｌ
··，即ｎ（增加（ｍｏｌＬ－１０ｍｏｌＬ）Ｈ）１０
－１
－６
－１
＋
－３
·ｍｏｌ
５４
·点点突破·
２＋－
，，根据Ｃ可知析出铜的质量０．００１ｍｏｌｕ＋２ｅ＝Ｃｕ－１
·／为６４ｇｍｏｌ×０．００１２ｍｏｌ＝０．０３
２ｇ．
本题考查电化学（原电池、电解池）的相关知识，其中选项
Ｂ就是根据串联电路电流处处
相等，得失电子守恒求之．
例５ （有删减）臭氧是一种强氧２０１１年重庆卷，化剂，常用于消毒、灭菌等．原理Ｏ３可由臭氧发生器（
）如图３电解稀硫酸制得．
答案 Ｄ．
根据电解方程式或电极反应式，应用阴、
阳两极电子转移守恒进行有关计算．
３ 体验高考
（·例３ 电解１００ｍＬ含ｃＨ＋）＝０．３０ｍｏｌＬ－１的下列溶液，当电路中通过０理论上析．０４ｍｏｌ电子时，出金属质量最大的是（． ）
＋
·Ａ ０．１０ｍｏｌＬ－１Ａｇ；
２＋
·；Ｂ ０．０２ｍｏｌＬ－１Ｚｎ２＋ ·；Ｃ ０．２０ｍｏｌＬ－１Ｃｕ
２＋
·Ｄ ０．２０ｍｏｌＬ－
１Ｐｂ
根据离子的放电顺序可知，当电路中通过
能析出金属的只有选项０．０４ｍｏｌ的电子时，＋－２＋－
根据ＡＡ和Ｃ，ｕ＋２ｅ＝Ｃｕ可ｇ＋ｅ＝Ａｇ和Ｃ
知，析出Ａｕ的物质的量分别为０．０４ｍｏｌ和ｇ和Ｃ，其质量分别为４０．０２ｍｏｌ．３２ｇ和１．２
８ｇ．
答案
Ａ．
例４ 铅蓄电池的工作原理为：Ｐｂ＋ＰｂＯ２＋２Ｈ２ＳＯＰｂＳＯ４＝２４＋
研读图２，下列判２Ｈ２Ｏ，
断不正确的是（． ）Ａ Ｓ闭合时，ｄ电极
反应式：
图２
图３
（）图中阴极为１反应式为为
．
．
（），填“或“其电极Ａ”Ｂ”
（则Ａ极的电极反应式２）若Ｃ处通入Ｏ２，
（）若Ｃ处不通入Ｏ２，３Ｄ、Ｅ处分别收集到ｘ Ｌ
，和ｙ标准情况）则Ｅ处收集的气体中Ｏ３所Ｌ气体（ 占的体积分数为
（
忽略Ｏ３的分解）．．
（）根据电解质是稀硫酸，１Ｅ处产生Ｏ３和
由电解原理两极发生氧化还原反应可Ｏ２，
知，Ｂ电极是Ｏ２－失去电子生成Ｏ３和Ｏ２，Ａ电极得溶液中只有阳离子Ｈ＋得电子生成Ｈ２所以Ａ电子，
极得电子为阴极，阴极（反应Ｂ极失电子为阳极．Ａ）式为
－
２Ｈ＋＋２ｅ＝Ｈ２↑．
－２－
ＰｂＳＯ２Ｈ２Ｏ－２ｅ＝ＰｂＯ４Ｈ＋＋ＳＯ４＋２＋４；Ｂ 当电路中转移０．２ｍｏｌ电子时，Ｉ中消耗的
；Ｈ２ＳＯ．２ｍｏｌ４为０
２－
向ｃ电极迁移；Ｃ Ｓ闭合时，ＯⅡ中Ｓ４
Ｄ Ｓ闭合一段时间后，ｄⅡ可单独作为
原电池，
（）若Ｃ处通入Ｏ２，２Ｈ＋和Ｏ２比较，Ｏ２得电子
能力比Ｈ＋强，所以Ａ极的电极反应式为
－
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ＝２Ｈ２Ｏ．
（）若Ｃ处不通入Ｏ２则Ｄ、３Ｅ处分别收集到气
电极为正极
Ｓ闭合时Ⅰ为电解池，Ⅱ为电解池，Ⅱ中发生充电反应，其反ｄ电极为阳极发生氧化反应，
－２－
应式为ＰｂＳＯ２Ｈ２Ｏ－２ｅ＝ＰｂＯ４Ｈ＋＋ＳＯ４＋２＋４，所以选项Ａ正确．在上述总反应式中，得失电子总数－
，当电路中转移０可以计算出Ⅰ为２ｅ．２ｍｏｌ电子时，
再根据得失电子守恒：体Ｘ为Ｈ２，Ｙ为Ｏ３和Ｏ２，Ｈ＋得到电子生成Ｈ２的电子数目等于Ｏ２－失去电子生成
设Ｏ２为ａ升，根据Ｏ３和Ｏ２的电子数目，Ｏ３为ｂ升，同压下气体体积比等于物质的量之比得：同温、
，中消耗的硫酸的量为０所以选项Ｂ对．．２ｍｏｌＳ闭合一段时间，也就是充电一段时间后Ⅱ可以作为原电，池，由于ｃ表面生成Ｐ放电时作电源的负极，ｂｄ表面生成Ｐ作电源的正极，所以选项Ｄ也正确．ｂＯＳ闭２，合时ｄ是阳极，阴离子向阳极移动，所以选项Ｃ
错．
答案 Ｃ．
ａ＋ｂ＝ｙ，２ｘ＝４ａ＋６ｂ，
ｂ＝ｘ－２①×４＋②得 ｙ．
－
）Ａ，答案 （１２Ｈ＋＋２ｅ＝Ｈ２↑；
①②
－
（）Ｏ２＋４２Ｈ＋＋４ｅ＝２Ｈ２Ｏ；
（）（３．ｙ
（作者单位：江苏省泗阳中学）
５５
