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1、电化学的计算1、能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。 (1)在 25、101 kPa 时，16 g CH 4完全燃烧生成液态水时放出的热量是 890.31 kJ，则 CH4燃烧的热化学方程式为_。(2)已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)；H-437.3 kJmol -1 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；H-285.8 kJmol -1CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)；H-283.0 kJmol -1 则煤气化反应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 的焓变 H_kJmol -1。（3）如下图所示组成闭合回路，其中，甲装置中 C
2、H4为负极，O 2和 CO2的混合气体为正极，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质；乙装置中 a、b 为石墨，b 极上有红色物质析出，CuSO 4溶液的体积为200 mL。甲装置中气体 A 为_ （填“CH 4”或“O 2和 CO2”），d 极上的电极反应式为_。乙装置中 a 极上的电极反应式为_。若在 a 极产生 112mL(标准状况)气体，则甲装置中消耗 CH4_ mL (标准状况)，乙装置中所得溶液的 pH=_。（忽略电解前后溶液体积变化） 如果乙中电极不变，将溶液换成饱和 Na2SO4溶液，当阴极上有 a mol 气体生成时，同时有 w g Na2SO410H2O 晶体析出，若温度
3、不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为_(用含 w、a 的表达式表示，不必化简)。答案（1） CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.31kJmol-1（2）131.5 （3） CH4；O 2+4e-+2CO2=2CO32-4OH - -4e- = O2+2H2O ；56 ；1 (w142/322)/( w+18a)100%2、在如图用石墨作电极的电解池中，放入 500mL 含一种溶质的某蓝色硫酸盐溶液进行电解，观察到 A 电极表面有红色的固态物质生成，B 电极有无色气体生成。请回答下列问题（1）请写出 B 极板的名称：_电极反应式_写出电解时反应的总离子方程式_
4、（2）若当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出 A 电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 1.6g。电解后溶液的 pH 为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入_，其质量为_g。（假设电解前后溶液的体积不变）（3）若原溶液为 1L K2SO4、CuSO 4的混合溶液，且 c（SO 42-）= 2.0mol/L；如图装置电解，当两极都收集到 22.4L 气体（标准状况）时，停止电解。则原溶液中的 c(K+)_答案（1）阳极；4OH -4e-=2H2O+O2；2Cu 2+2H2O 2Cu+O2+4H + （2）PH=1；CuO（或 CuCO3） ；2（或 3.1）（3）c（K +）=2m
5、ol/L3、氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能 30以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出： 回答下列有关问题：（1）电解池的阴极反应式为_。（2）通入空气的电极的电极反应式为_，燃料电池中阳离子的移动方向_（“从左向右”或“从右向左”）。（3）电解池中产生 2 mol Cl2，理论上燃料电池中消耗 O2的物质的量为_。（4）a、b、c 的大小关系为：_。答案（1）2H 2O + 2e = H2 + 2OH （或 2H+ 2e = H2）（2）O 2 + 2H2O + 4e = 4OH 从左向右 （3）1 mol （4）ca
6、b4、（1）在 298K 时，1molC 2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量 1558.3 kJ。写出该反应的热化学方程式_。（2）利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，在电极上分别通入乙烷和氧气。写出通入乙烷气体的电极电极反应方程式：_。（3）在下图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为_；如果起始时盛有 1000mL pH=5的硫酸铜溶液（25，CuSO 4足量），一段时间后溶液的 pH 变为 1，若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入_（填物质名称），其质量约为_。答案（1）2C 2H6（g）+ 7O
7、2（g）= 4CO 2（g）+ 6H 2O（l） H = -3116.6 kJ/mol （2）C 2H6 -1 e- + 18OH- = 2CO32- + 12H2O （3）4OH - - 4e- = O2+ 2H 2O；氧化铜（或碳酸铜） ；4g（或 6.2g）5、银锌碱性蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。电池放电时的反应原理是：Zn+Ag 2O+H2O2Ag+Zn(OH)2。现用该蓄电池电解 c(NO3-)6molL -1的 KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液 500mL，当通电一段时间后，两极均收集到 22.4L 气体（标准状况） （电解池的电极均为石墨电极） 。回答下列问题：（
8、1）银锌碱性蓄电池的正极反应式为_。（2）电解过程中，阳极反应式为_；阴极反应式为_。（3）上述电解过程中共转移电子总数_。（4）电解得到的 Cu 的质量为_。 （5）原混合溶液中 c(K+)为_。 （6）电解后溶液中 c(H+)_4mol/L（选填“” “” “” ） 。答案（1）Ag 2O + H2O +2e-2Ag +2OH-（2）4OH -4e-2H 2O+O2；Cu 2+2e-Cu、2H + 2e-H 2（或 4H2O + 4e-2H 2 + 4OH-）（3）4N A （4）64g （5）2 molL-1（6）（1）该原电池中，较活泼的金属锌失电子作负极，氧化银作正极，正极上氧化银得
9、电子和水反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为：Ag 2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-故答案为：Ag 2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-（2）电解过程中，阳极上氢氧根放电生成氧气和水，4OH -4e-=2H2O+O2；阴极上先是铜离子放电生成铜，当铜离子完全析出时，氢离子放电生成氢气，电极反应式为 Cu2+2e-=Cu，2H +2e-=H2（或4H2O+4e-=2H2+4OH-）故答案为：4OH -4e-=2H2O+O2；Cu 2+2e-=Cu，2H +2e-=H2（或 4H2O+4e-=2H2+4OH-）（3）电解过程中，阳极上失电子，阴极上得电子，根据氧气与转移电子之间的关系式计算
10、设转移电子为 X4OH-4e-=2H2O+O2；4NA 22.4LX 22.4L X=4NA故答案为 4NA（4）氢氧根离子失去 4NA 电子析出 22.4L 氧气转移电子，氢离子得到 2NA电子析出 22.4L 氢气，所以铜离子得到 2NA电子析出铜单质设铜单质的质量是 yCu2+2e-=Cu 2NA 64g2NA yy=64g故答案为 64g（5）铜的质量是 64g，其物质的量是 1mol，则 C（Cu 2+）=1mol0.5L=2mol/L，c（NO 3-）=6molL -1；设钾离子的物质的量浓度为 z，根据溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电量相等得，2C（Cu 2+）+C（K+）=c
11、（NO 3-），所以C（K+）=c（NO 3-）-2C（Cu 2+）=2mol/L故答案为：2 molL -1 （6）根据 4OH-4e-=2H2O+O2知，生成 22.4L 氧气需要氢氧根离子 4mol，根据 2H+2e-=H2知，生成 22.4L 氢气需要氢离子 2mol，水电离出的氢离子和氢氧根离子个数相同，所以溶液中氢离子的物质的量是 2mol，电解过程中溶液的体积减小，所以 c（H +）2mol0.5L=4mol/L6、设计燃料电池使汽油氧化直接产生电流，是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了 Y2O
12、3的 ZrO2晶体，它在高温下能传导 O2-。回答下列问题： （1）以辛烷为汽油的代表物，则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是_。（2）这个电池负极的电极反应式为 C8H18 + 25O2- 8CO 2 + 9H2O +50e-，正极的电极反应式为_。固体电解质里 O2-的移动方向是_，向外电路释放电子的电极是_。（3）用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了 002mole -，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。电解 M(NO3)x溶液时某一电极增加了 agM，则金属 M 的相对原子质量_（用含“a、x”的表达式表示） 。电解含有 001mol CuSO 4和 001m
13、ol NaCl 的混合溶液 100mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是_；将电解后的溶液加水稀释至 1L，此时溶液的 C（H +）=_。答案（1）2C 8H18+25O216CO 2+18H2O（2）O 2+4e-2O 2-；由正极流向负极；负极（或“通石油蒸汽的电极” ）（3） ；0.168L；0.01molL -1n（CuSO4）=0.01mol n（NaCl ）=0.01mol当 Cu2+在阴极恰好全部析出时，Cu2+2e-=Cu1 20.1mol XX=0.2mol阳极：2Cl-2e-=Cl22 2 10.1mol Y1 Y2Y=0.1mol0.2molY2=0.05mol说明后 OH-放电，OH-失去电子的物质的量=0.2mol-0.1mol=0.1mol4OH- -4e- = O2 + 2H2O，4 4 1X1 0.1mol X2X1=0.1mol X2=0.025mol产生的气体是氯气和氧气，气体总物质的量=0.05mol+0.025mol=0.075mol则所得溶液中 n(H+)=n(OH-)=0.1molC(H+)=0.1mol/1L=0.1mol/L PH=-lg0.1=1H2O=H+ + OH- 知溶液中剩余 0.025mol4=0.1molH+，故溶液 pH=17、利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一.某研究小组设计
