金属的腐蚀与防护 电化学的有关计算根据总反应式,建立等量关系进行计算1.将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064 g(设电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()A.410-3 molL-1B.210-3 molL-1C.110-3 molL-1D.110-7 molL-1【解析】选A。根据2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2,得n(H+)=2n(H2SO4)=2n(Cu)=0.002 mol,c(H+)=410-3 molL-1。2.两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中,通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时,(设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.27 mgB.54 mgC.106 mgD.216 mg【解析】选B。首先结合离子放电顺序,弄清楚两极的反应:阳极:4OH-4e-O2+2H2O;阴极:4Ag+4e-4Ag,电解的总反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3。由电解的总反应式可知,电解过程中生成的n(Ag)=n(HNO3)=n(H+)=(10-3 molL-1-10-6 molL-1)0.5 L510-4 mol,m(Ag)=510-4 mol108 gmol-1=0.054 g=54 mg。 根据电子守恒,突破电解分阶段计算3.用惰性电极电解100 mL 4 molL-1 Cu(NO3)2溶液,一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。停止电解,向电解后的溶液中加入足量的铁粉,充分作用后溶液中的Fe2+浓度为(设溶液的体积不变)()A.0.75 molL-1B.3 molL-1C.4 molL-1D.3.75 molL-1【解析】选D。本题涉及的反应过程可分为两个阶段,第一个阶段是电解Cu(NO3)2溶液,第二个阶段是混合溶液与足量的铁粉反应,注意硝酸与足量铁粉反应是生成硝酸亚铁。电解后溶液中硝酸和硝酸铜分别为0.2 mol、0.3 mol,前者与足量的铁粉反应生成硝酸亚铁0.075 mol,后者与足量的铁粉反应生成0.3 mol硝酸亚铁。4.(2020合肥模拟)甲图为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能,乙图是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。关于甲、乙的说法不正确的是()A.装置甲的X极要与装置乙中的a极连接B.装置乙中b极的电极反应式为2Cl-2e-Cl2C.当N极消耗1 mol气体时,有2 mol H+通过离子交换膜D.若有机废水中主要含有淀粉,则装置甲中M极反应为(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-6nCO2+24nH+【解析】选C。装置乙的a极上生成氢氧化钠和氢气,则a为阴极,与甲中的负极相连,即与X相连,b极要与装置甲的Y极连接,故A正确;乙为电解池,在下端生成氯气,则b极的电极反应式为2Cl-2e-Cl2,故B正确;N电极为氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4H+4e-2H2O,则当N电极消耗1 mol气体时,消耗氢离子4 mol,则有4 mol H+通过离子交换膜,故C错误;若有机废水中主要含有淀粉,则装置甲中M极上(C6H10O5)n失电子生成二氧化碳,其电极反应为(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-6nCO2+24nH+,故D正确。