高中化学电解 浅谈高中化学电解的计算方法

许锰辉

摘 要：高中化学电解的核算往往触及电解的原理、电解质溶液或熔融电解质离子的放电次序、溶液的介质环境（酸碱性）、化学核算等要点常识。

关键词：高中化学 电解原理 电荷守恒 关系式

高中化学电解的核算一般要触及到电解的原理、电解质液或熔融电解质离子的放电次序、溶液的介质环境（酸碱性）、化学核算等要点常识，综合性强、规律性强，对学生的才能要求高，并且这部分内容也是高中化学的要点和难点，高考的重要考点之一。

进行电解核算前要先将电解质溶液中存在的一切离子依照阴、阳离子进行分类，清晰电解池的电极资料，特别是看阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨）仍是金属活性电极，然后依照阴、阳离子的放电次序，再依据标题给出的情形，选用适宜的核算办法。下面就归纳几种电解的核算办法。[1]

一、依据得失电子守恒原理核算

在电解池串联电路中许多核算一般能够依据电路中所搬运的电子数目（或物质的量）或相同电量的办法，即选用得失电子守恒原理来核算阴阳南北极产品、正负极产品的物质的量或比值。

例1 有三个别离盛有CuCl2、KCl和AgNO3三种溶液的烧杯，均以石墨作电极，将三个烧杯进行串联，经过一段时间的电解，测得电极增重总和2.8克，这时发生的有色气体与无色气体的物质的量之比为（ ）

A.5∶1 B.4∶3 C.5∶4 D.1∶3

[解析]：在串联电路中，同一时间的各电极中经过的电子物质的量相同，从各电极排出的气体物质的量的份额是稳定的。不论电极增重多少，只需判别出气体的成分及得失电子守恒原理就能够经过电路中电子物质的量来断定各气体体积的比。[2]

本题中三个烧杯在电解过程中别离发生Cl2、Cl2和H2及O2。现在假如有1 mol电子在串联电路中搬运，這时三个烧杯别离就有0.5molCl2、0.5 molCl2和0.5 molH2、0.25 molO2发生。则有色气体n（Cl2）=0.5 mol+0.5 mol=1 mol，无色气体n（H2）+n（O2）=0.5 mol+0.25 mol=0.75 mol。所以，这时发生的有色气体与无色气体的物质的量之比为4∶3 。答案：B。

二、依据溶液中的电荷守恒核算

无论是哪种电解质溶液，溶液都是不显电性的，即溶液是电中性的。在电解过程中，当溶液中一切的阳离子所带的正电荷数（或物质的量）与一切的阴离子所带的负电荷数（或物质的量）始终坚持持平。

例2 将两支Pt电极刺进500mLAgNO3溶液中，通电电解一段时间，当电解质溶液的H+的浓度由1×10-6mol/L变为1×10-3mol/L时（设电解中阴极没有H2放出，电解质溶液的体积改变在电解前后坚持不变），电极上分出银的质量为（ ）。

A.37mg B.54mg C.27mg D.216mg

[解析]依据题中所给的条件可知：此刻电解池中阴极只要Ag+放电，而电解前后n（NO3-）坚持不变。依据溶液电中性的准则，n（Ag+）削减的量必定由H+弥补，所以依据溶液中的电荷守恒核算可得：

n（Ag+）=n（H+）=（1×10-3-1×10-6）mol/L× 0.5L≈5×10-4mol ，m（Ag+）=5×10-4mol×108g/mol=54mg。故正确答案为B。

三、依据总反响式核算

1.依据阴阳离子在两个电极的放电次序（阳极要先看电极资料）写出两个电极反响式。

2.兼并两个电极反响式得出电解的总反响式，假如弱电解质要写分子式，不能写离子方式。

3.调查总反响式，找出相关的物质（或离子）列出份额式进行核算。

例3 用两支Pt电极通电电解500mL 5mol/L的CuSO4溶液，一段时间后在阳极收集到1.12 L气体（标准状况），电解一段时间后往溶液中参加足量的铁粉使之充沛效果，测得此刻溶液中的Fe2+浓度为（疏忽反响前后溶液的体积改变）（ ）

A.2.4 mol/L B.2.0 mol/L C. 5.0 mol/L D. 4.0 mol/L

[解析]电解CuSO4溶液的过程中：

阴极：Cu2++2e-=Cu 阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O

总反响式：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+4H2SO4

依据电解总反响式可知电解耗费的CuSO4转化为等物质的量的H2SO4，Fe别离与CuSO4、稀H2SO4反响，生成的Fe2+与所耗费的CuSO4和H2SO4的物质的量持平，故Fe2+的物质的量与原CuSO4溶液的物质的量浓度持平，所以选C。[3]

四、依据关系式核算

在电解过程中，阴阳南北极经过的电量始终是相同的，即得失电子守恒。依据这个原理咱们能够题干中的已知量与未知量经过得失电子的实际情况建立起一座桥梁，列出核算所需的关系式。

如，以4mole-为桥梁可建立如下关系式：

4e-～ 4Ag ～ 2Cu ～2Cl2 ～ 2H2 ～ O2 ～ 4H+～ 4OH-

关系式法运用很广泛，如能经过运用关系式法进行电解核算，就能够快速答复一些常见的电化学核算。

例4 （节选）在25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol/L CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试答复下列问题：

（2）若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的c（H+）为________。

[解析]阴极：Cu2++2e-=Cu 阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O

总反响式：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+4H2SO4

由以上的反响式可知有：2Cu ～ 4e- ～ O2 ～ 2H2SO4 ～ 4H+

因而，n（H+）=2n（Cu）=0.2 mol c（H+）=0.1mol/L

参考文献

[1]《福建省普通高中新课程化学学科教育施行辅导定见》——福建省普通高中新课程教育施行化学教育辅导组.

[2]许海峰.高中化学中的电解质.中学生数理化，2004，（11）.

[3]李永红.中学化学教育学[M].武汉：武汉大学出版社，2003.