今天给大家分享电化学计算的基本方法。
1.用惰性电极电解含有0.1mol CuCl2和0.1mol NaBr混合溶液,电路中共0.4mol电子转移,分析其中电解过程。
参考答案
【答案】阳极依次析出的物质为0.05 mol Br2、0.1molCl2、0.025molO2
阴极依次析出的物质为0.1mol Cu、0.1 mol H2
最终溶液为含0.1molNaOH的溶液。
【解析】解决电解问题的分析思路是:
(1)电解质溶液中的离子是什么?
考虑CuCl2、NaBr和水的电离,溶液中有阳离子Cu2+、Na+、H+,阴离子Cl-、Br-、OH-;
(2)通电后离子的移动方向是什么?
阳离子Cu2+、Na+、H+移向阴极,阴离子Cl-、Br-、OH-移向阳极;
(3)离子移动到电极后放电的顺序是什么?产物是什么?
根据阴离子放电顺序:Br->Cl->OH-,阳极产物依次是Br2、Cl2、O2;
根据阳离子放电顺序:Cu2+>H+>Na+(不放电),阴极产物依次是Cu、H2;
(4)定量计算
阳极:2Br--2e-=Br2 0.1molBr-共转移0.1mole- 生成0.05 mol Br2
2Cl--2e-=Cl20.2molCl-共转移0.2mole-生成0.1mol Cl2
4OH--4e-=O2+2H2O0.1mol OH-共转移0.1mole-,生成0.025mol O2
阴极:Cu2++2e-=Cu0.1molCu2+共转移0.2mole- 生成0.1 mol Cu
2H++2e-=H2 0.2molH+共转移0.2mole- 生成0.1 mol H2
最终溶液为含0.1mol NaOH的溶液。
电化学计算的基本方法
原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算。不论哪类计算,均可概括为下列三种方法:
1.根据电子守恒法计算:用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路上转移的电子数相等(或阴、阳两极得、失电子守恒)
2.根据总反应式计算:先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。
3.根据关系式计算:根据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。
【注意】电解的计算:首先正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料);注意溶液中多种离子共存时,要根据离子放电顺序确定离子放电的先后;最后根据得失电子守恒进行相关计算。