第四章 第二节 第3课时 电化学中多池串联及定量计算 学案 （含答案）—2023-2024学年（人教版2019）高中化学选择性必修1
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| 名称 | 第四章 第二节 第3课时 电化学中多池串联及定量计算 学案 （含答案）—2023-2024学年（人教版2019）高中化学选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 301.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-30 17:15:14 | ||
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文档简介
第3课时 电化学中多池串联及定量计算
[核心素养发展目标] 1.深入理解原电池、电解池原理中的守恒关系，建立解决原电池、电解池工作过程中相关计算的思维模型，加深对原电池、电解池原理的理解。2.从简单的原电池、电解池的识别与电极反应式的书写发展到串联电路中原电池、电解池的识别与电极反应式的书写，培养解决复杂电化学问题的能力。
一、原电池和电解池的综合
1．一池两用
用如图所示装置进行实验：
(1)若开始时K与N连接，则构成______，铁电极发生的电极反应式为____________________；石墨电极产生的现象为________________________。
(2)若开始时K与M连接，则构成______，铁电极发生的电极反应式为___________________；石墨电极产生的现象为____________________________________________________。一段时间后，溶液的pH________。
(3)若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式：______________________________________________________。
2．多池串联
(1)判断电池类型
①有外接电源时，各电池均为电解池。
②无外接电源时，燃料电池、铅酸蓄电池等作电源，则其他装置为电解池。
③无外接电源时，有活泼性不同的两电极的一般为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的一般为电解池。
④根据电极反应现象判断。
(2)常用解题步骤
如图所示装置：
回答下列问题：
(1)甲池是__________，乙池是将________能转化为______能的装置。
(2)写出甲、乙、丙池中各电极的电极名称和电极反应式。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1．如图所示装置，下列说法不正确的是( )
选项 开关状态 溶液A 电极B 说明
A 打开K1，闭合K2 NaCl 石墨 正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B 打开K1，闭合K2 NaCl Zn 金属Zn逐渐溶解
C 打开K2，闭合K1 CuSO4 Cu 铁表面镀铜
D 打开K2，闭合K1 CuSO4 粗铜 电解精炼铜
2.如图装置闭合电键时，电流表的指针将发生偏转。试回答下列问题：
(1)A池是________，Zn的电极名称是______；B池是________，Pt的电极名称是________。
(2)写出下列有关反应：
Zn极的电极反应式：_____________________________________________________；
Pt极的电极反应式：______________________________________________________。
(3)B池中的总反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)如果要用B池给铁片镀上一层Cu，则B池应作何改进：____________________。
二、电解池的定量计算
1．常见考查方向
无论是电解单一电解质溶液，还是混合溶液，一般考查电解后电极产物的质量、气体体积、溶液的pH或物质的量浓度等。
2．常用计算方法
(1)正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。
(2)在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。
1．用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0.01 mol，阴极无气体逸出，则阴极上析出铜的质量为( )
A．0.64 g B．1.28 g
C．2.56 g D．5.12 g
2．在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO)＝2.0 mol·L－1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，则原溶液中c(K＋)为( )
A．2.0 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1
C．1.0 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1
3．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝_________________________________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝____________(Kw＝1.0×10－14)。
4．把物质的量均为0.1 mol的氯化铜和硫酸溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )
A．电路中共转移0.6NA个电子
B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol
C．阴极质量增加3.2 g
D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L－1
第3课时 电化学中多池串联及定量计算
[核心素养发展目标] 1.深入理解原电池、电解池原理中的守恒关系，建立解决原电池、电解池工作过程中相关计算的思维模型，加深对原电池、电解池原理的理解。2.从简单的原电池、电解池的识别与电极反应式的书写发展到串联电路中原电池、电解池的识别与电极反应式的书写，培养解决复杂电化学问题的能力。
一、原电池和电解池的综合
1．一池两用
用如图所示装置进行实验：
(1)若开始时K与N连接，则构成原电池，铁电极发生的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；石墨电极产生的现象为有无色气泡产生。
(2)若开始时K与M连接，则构成电解池，铁电极发生的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；石墨电极产生的现象为有淡黄绿色气泡产生。一段时间后，溶液的pH增大。
(3)若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O。
2．多池串联
(1)判断电池类型
①有外接电源时，各电池均为电解池。
②无外接电源时，燃料电池、铅酸蓄电池等作电源，则其他装置为电解池。
③无外接电源时，有活泼性不同的两电极的一般为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的一般为电解池。
④根据电极反应现象判断。
(2)常用解题步骤
如图所示装置：
回答下列问题：
(1)甲池是______，乙池是将________能转化为______能的装置。
答案 原电池 电 化学
(2)写出甲、乙、丙池中各电极的电极名称和电极反应式。
答案 A极：负极，CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O
B极：正极，2O2＋8e－＋4H2O=== 8OH－
Cu极：阳极，Cu－2e－===Cu2＋
Ag极：阴极，Cu2＋＋2e－=== Cu
Pt(Ⅰ)极：阳极，2Cl－－2e－=== Cl2↑
Pt(Ⅱ)极：阴极，Mg2＋＋2H2O＋2e－=== H2↑＋Mg(OH)2↓
1．如图所示装置，下列说法不正确的是( )
选项 开关状态 溶液A 电极B 说明
A 打开K1，闭合K2 NaCl 石墨 正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B 打开K1，闭合K2 NaCl Zn 金属Zn逐渐溶解
C 打开K2，闭合K1 CuSO4 Cu 铁表面镀铜
D 打开K2，闭合K1 CuSO4 粗铜 电解精炼铜
答案 D
解析 打开K1、闭合K2为原电池，Fe为负极，石墨为正极，正极上氧气得电子，则正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确；打开K1、闭合K2为原电池，Zn为负极，Zn失去电子生成Zn2＋，负极逐渐溶解，B正确；打开K2、闭合K1为电解池，Fe为阴极，Cu为阳极，阳极的金属铜逐渐溶解，阴极上Cu2＋得电子生成Cu附着在铁的表面，C正确；打开K2、闭合K1为电解池，Fe为阴极，粗铜为阳极，电解精炼铜时阴极应该是纯铜，D错误。
2．如图装置闭合电键时，电流表的指针将发生偏转。试回答下列问题：
(1)A池是________，Zn的电极名称是________；B池是________，Pt的电极名称是________。
(2)写出下列有关反应：
Zn极的电极反应式：_____________________________________________________；
Pt极的电极反应式：______________________________________________________。
(3)B池中的总反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)如果要用B池给铁片镀上一层Cu，则B池应作何改进：____________________。
答案 (1)原电池 负极 电解池 阳极
(2)Zn－2e－===Zn2＋ 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
(3)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(4)Pt换成Cu，C换成Fe片
解析 (1)A池电极是Cu和Zn两种活性电极，B池是Pt和C两种惰性电极，则A池是原电池，Zn作负极；B池是电解池，Pt电极是阳极。(2)Zn电极是负极，发生氧化反应生成Zn2＋，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。Pt电极是阳极，发生氧化反应生成O2，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。(3)B池中C电极是阴极，Cu2＋发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，综合考虑阳极反应推知，电池总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。(4)用B池给铁片镀上一层Cu，则铁片作阴极，Cu电极作阳极，故将Pt换成Cu，C换成Fe片即可。
二、电解池的定量计算
1．常见考查方向
无论是电解单一电解质溶液，还是混合溶液，一般考查电解后电极产物的质量、气体体积、溶液的pH或物质的量浓度等。
2．常用计算方法
(1)正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。
(2)在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。
1．用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0.01 mol，阴极无气体逸出，则阴极上析出铜的质量为( )
A．0.64 g B．1.28 g
C．2.56 g D．5.12 g
答案 B
解析 解法1 根据得失电子守恒，由电极反应式计算
用惰性电极电解硫酸铜溶液，在阳极产生的气体为氧气，由2H2O－4e－===4H＋＋O2↑知，产生0.01 mol氧气转移0.04 mol电子，则根据Cu2＋＋2e－===Cu可推出应析出0.02 mol的铜，其质量为1.28 g。
解法2 根据电解化学方程式计算
2CuSO4＋2H2O2Cu＋ O2↑＋2H2SO4
128 g 1 mol
m 0.01 mol
m＝＝1.28 g。
2．在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO)＝2.0 mol·L－1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，则原溶液中c(K＋)为( )
A．2.0 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1
C．1.0 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1
答案 A
解析 阳极发生的反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu,2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，即均生成1 mol的气体，根据得失电子守恒：2H2～4e－～O2、2Cu～4e－～O2，阳极生成1 mol氧气说明转移4 mol电子，而阴极上生成1 mol H2只得到2 mol电子，所以剩余2 mol电子由铜离子获得，c(Cu2＋)＝
1 mol·L－1，电解前根据电荷守恒：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝2c(SO)，c(K＋)＝(2.0×2－1×2) mol·
L－1＝2.0 mol·L－1。
3．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：
(1)电源中X极是__________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝_________________________________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝____________(Kw＝1.0×10－14)。
答案 (1)负 (2)0.025 mol·L－1 (3)13
解析 (1)铜电极增重，说明银在铜电极析出，则铜电极为阴极，X为负极。(2)C中铜电极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子；由4e－～O2可知，B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL；但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即全部Cu2＋在阴极放电后，H＋接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2＋已被电解完；
由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005 mol，
则c(CuSO4)＝＝0.025 mol·L－1。
(3)由e－～OH－知，A中生成0.02 mol OH－，
则c(OH－)＝0.1 mol·L－1，pH＝13。
4．把物质的量均为0.1 mol的氯化铜和硫酸溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )
A．电路中共转移0.6NA个电子
B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol
C．阴极质量增加3.2 g
D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L－1
答案 A
解析 根据放电顺序，阴离子：Cl－>OH－>SO，阳离子：Cu2＋>H＋，该电解过程分为两个阶段：第一阶段，电解CuCl2溶液：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑；第二阶段，电解H2O：2H2O2H2↑＋O2↑。阳极开始产生Cl2，后产生O2，阴极开始生成Cu，后产生H2，根据得失电子守恒：Cl2～2e－～Cu,2H2～4e－～O2，可知n(Cu2＋)＝n(Cl2)＝0.1 mol,2n(O2)＝n(H2)，又因为两极收集到的气体在相同条件下体积相同，即n(Cl2)＋n(O2)＝n(H2)，所以n(H2)＝0.2 mol，n(O2)＝0.1 mol，n(Cl2)＝0.1 mol，则转移电子数为(0.1×2＋0.1×4)NA＝0.6NA，A正确、B错误；阴极析出铜0.1 mol，即6.4 g，C错误；电解后溶液的体积未知，不能计算硫酸的浓度，D错误。
[核心素养发展目标] 1.深入理解原电池、电解池原理中的守恒关系，建立解决原电池、电解池工作过程中相关计算的思维模型，加深对原电池、电解池原理的理解。2.从简单的原电池、电解池的识别与电极反应式的书写发展到串联电路中原电池、电解池的识别与电极反应式的书写，培养解决复杂电化学问题的能力。
一、原电池和电解池的综合
1．一池两用
用如图所示装置进行实验：
(1)若开始时K与N连接，则构成______，铁电极发生的电极反应式为____________________；石墨电极产生的现象为________________________。
(2)若开始时K与M连接，则构成______，铁电极发生的电极反应式为___________________；石墨电极产生的现象为____________________________________________________。一段时间后，溶液的pH________。
(3)若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式：______________________________________________________。
2．多池串联
(1)判断电池类型
①有外接电源时，各电池均为电解池。
②无外接电源时，燃料电池、铅酸蓄电池等作电源，则其他装置为电解池。
③无外接电源时，有活泼性不同的两电极的一般为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的一般为电解池。
④根据电极反应现象判断。
(2)常用解题步骤
如图所示装置：
回答下列问题：
(1)甲池是__________，乙池是将________能转化为______能的装置。
(2)写出甲、乙、丙池中各电极的电极名称和电极反应式。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1．如图所示装置，下列说法不正确的是( )
选项 开关状态 溶液A 电极B 说明
A 打开K1，闭合K2 NaCl 石墨 正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B 打开K1，闭合K2 NaCl Zn 金属Zn逐渐溶解
C 打开K2，闭合K1 CuSO4 Cu 铁表面镀铜
D 打开K2，闭合K1 CuSO4 粗铜 电解精炼铜
2.如图装置闭合电键时，电流表的指针将发生偏转。试回答下列问题：
(1)A池是________，Zn的电极名称是______；B池是________，Pt的电极名称是________。
(2)写出下列有关反应：
Zn极的电极反应式：_____________________________________________________；
Pt极的电极反应式：______________________________________________________。
(3)B池中的总反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)如果要用B池给铁片镀上一层Cu，则B池应作何改进：____________________。
二、电解池的定量计算
1．常见考查方向
无论是电解单一电解质溶液，还是混合溶液，一般考查电解后电极产物的质量、气体体积、溶液的pH或物质的量浓度等。
2．常用计算方法
(1)正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。
(2)在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。
1．用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0.01 mol，阴极无气体逸出，则阴极上析出铜的质量为( )
A．0.64 g B．1.28 g
C．2.56 g D．5.12 g
2．在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO)＝2.0 mol·L－1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，则原溶液中c(K＋)为( )
A．2.0 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1
C．1.0 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1
3．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝_________________________________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝____________(Kw＝1.0×10－14)。
4．把物质的量均为0.1 mol的氯化铜和硫酸溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )
A．电路中共转移0.6NA个电子
B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol
C．阴极质量增加3.2 g
D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L－1
第3课时 电化学中多池串联及定量计算
[核心素养发展目标] 1.深入理解原电池、电解池原理中的守恒关系，建立解决原电池、电解池工作过程中相关计算的思维模型，加深对原电池、电解池原理的理解。2.从简单的原电池、电解池的识别与电极反应式的书写发展到串联电路中原电池、电解池的识别与电极反应式的书写，培养解决复杂电化学问题的能力。
一、原电池和电解池的综合
1．一池两用
用如图所示装置进行实验：
(1)若开始时K与N连接，则构成原电池，铁电极发生的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；石墨电极产生的现象为有无色气泡产生。
(2)若开始时K与M连接，则构成电解池，铁电极发生的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；石墨电极产生的现象为有淡黄绿色气泡产生。一段时间后，溶液的pH增大。
(3)若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O。
2．多池串联
(1)判断电池类型
①有外接电源时，各电池均为电解池。
②无外接电源时，燃料电池、铅酸蓄电池等作电源，则其他装置为电解池。
③无外接电源时，有活泼性不同的两电极的一般为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的一般为电解池。
④根据电极反应现象判断。
(2)常用解题步骤
如图所示装置：
回答下列问题：
(1)甲池是______，乙池是将________能转化为______能的装置。
答案 原电池 电 化学
(2)写出甲、乙、丙池中各电极的电极名称和电极反应式。
答案 A极：负极，CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O
B极：正极，2O2＋8e－＋4H2O=== 8OH－
Cu极：阳极，Cu－2e－===Cu2＋
Ag极：阴极，Cu2＋＋2e－=== Cu
Pt(Ⅰ)极：阳极，2Cl－－2e－=== Cl2↑
Pt(Ⅱ)极：阴极，Mg2＋＋2H2O＋2e－=== H2↑＋Mg(OH)2↓
1．如图所示装置，下列说法不正确的是( )
选项 开关状态 溶液A 电极B 说明
A 打开K1，闭合K2 NaCl 石墨 正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B 打开K1，闭合K2 NaCl Zn 金属Zn逐渐溶解
C 打开K2，闭合K1 CuSO4 Cu 铁表面镀铜
D 打开K2，闭合K1 CuSO4 粗铜 电解精炼铜
答案 D
解析 打开K1、闭合K2为原电池，Fe为负极，石墨为正极，正极上氧气得电子，则正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确；打开K1、闭合K2为原电池，Zn为负极，Zn失去电子生成Zn2＋，负极逐渐溶解，B正确；打开K2、闭合K1为电解池，Fe为阴极，Cu为阳极，阳极的金属铜逐渐溶解，阴极上Cu2＋得电子生成Cu附着在铁的表面，C正确；打开K2、闭合K1为电解池，Fe为阴极，粗铜为阳极，电解精炼铜时阴极应该是纯铜，D错误。
2．如图装置闭合电键时，电流表的指针将发生偏转。试回答下列问题：
(1)A池是________，Zn的电极名称是________；B池是________，Pt的电极名称是________。
(2)写出下列有关反应：
Zn极的电极反应式：_____________________________________________________；
Pt极的电极反应式：______________________________________________________。
(3)B池中的总反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)如果要用B池给铁片镀上一层Cu，则B池应作何改进：____________________。
答案 (1)原电池 负极 电解池 阳极
(2)Zn－2e－===Zn2＋ 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
(3)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(4)Pt换成Cu，C换成Fe片
解析 (1)A池电极是Cu和Zn两种活性电极，B池是Pt和C两种惰性电极，则A池是原电池，Zn作负极；B池是电解池，Pt电极是阳极。(2)Zn电极是负极，发生氧化反应生成Zn2＋，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。Pt电极是阳极，发生氧化反应生成O2，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。(3)B池中C电极是阴极，Cu2＋发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，综合考虑阳极反应推知，电池总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。(4)用B池给铁片镀上一层Cu，则铁片作阴极，Cu电极作阳极，故将Pt换成Cu，C换成Fe片即可。
二、电解池的定量计算
1．常见考查方向
无论是电解单一电解质溶液，还是混合溶液，一般考查电解后电极产物的质量、气体体积、溶液的pH或物质的量浓度等。
2．常用计算方法
(1)正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。
(2)在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。
1．用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0.01 mol，阴极无气体逸出，则阴极上析出铜的质量为( )
A．0.64 g B．1.28 g
C．2.56 g D．5.12 g
答案 B
解析 解法1 根据得失电子守恒，由电极反应式计算
用惰性电极电解硫酸铜溶液，在阳极产生的气体为氧气，由2H2O－4e－===4H＋＋O2↑知，产生0.01 mol氧气转移0.04 mol电子，则根据Cu2＋＋2e－===Cu可推出应析出0.02 mol的铜，其质量为1.28 g。
解法2 根据电解化学方程式计算
2CuSO4＋2H2O2Cu＋ O2↑＋2H2SO4
128 g 1 mol
m 0.01 mol
m＝＝1.28 g。
2．在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO)＝2.0 mol·L－1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，则原溶液中c(K＋)为( )
A．2.0 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1
C．1.0 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1
答案 A
解析 阳极发生的反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu,2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，即均生成1 mol的气体，根据得失电子守恒：2H2～4e－～O2、2Cu～4e－～O2，阳极生成1 mol氧气说明转移4 mol电子，而阴极上生成1 mol H2只得到2 mol电子，所以剩余2 mol电子由铜离子获得，c(Cu2＋)＝
1 mol·L－1，电解前根据电荷守恒：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝2c(SO)，c(K＋)＝(2.0×2－1×2) mol·
L－1＝2.0 mol·L－1。
3．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：
(1)电源中X极是__________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝_________________________________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝____________(Kw＝1.0×10－14)。
答案 (1)负 (2)0.025 mol·L－1 (3)13
解析 (1)铜电极增重，说明银在铜电极析出，则铜电极为阴极，X为负极。(2)C中铜电极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子；由4e－～O2可知，B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL；但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即全部Cu2＋在阴极放电后，H＋接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2＋已被电解完；
由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005 mol，
则c(CuSO4)＝＝0.025 mol·L－1。
(3)由e－～OH－知，A中生成0.02 mol OH－，
则c(OH－)＝0.1 mol·L－1，pH＝13。
4．把物质的量均为0.1 mol的氯化铜和硫酸溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )
A．电路中共转移0.6NA个电子
B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol
C．阴极质量增加3.2 g
D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L－1
答案 A
解析 根据放电顺序，阴离子：Cl－>OH－>SO，阳离子：Cu2＋>H＋，该电解过程分为两个阶段：第一阶段，电解CuCl2溶液：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑；第二阶段，电解H2O：2H2O2H2↑＋O2↑。阳极开始产生Cl2，后产生O2，阴极开始生成Cu，后产生H2，根据得失电子守恒：Cl2～2e－～Cu,2H2～4e－～O2，可知n(Cu2＋)＝n(Cl2)＝0.1 mol,2n(O2)＝n(H2)，又因为两极收集到的气体在相同条件下体积相同，即n(Cl2)＋n(O2)＝n(H2)，所以n(H2)＝0.2 mol，n(O2)＝0.1 mol，n(Cl2)＝0.1 mol，则转移电子数为(0.1×2＋0.1×4)NA＝0.6NA，A正确、B错误；阴极析出铜0.1 mol，即6.4 g，C错误；电解后溶液的体积未知，不能计算硫酸的浓度，D错误。