题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
串联电解池里电流处处相同,通相同时间就是通相同电量 Q,也就是相同物质的量的电子 n(e⁻) = Q/F。但各电极析出多少摩尔金属,要看每个离子得几个电子:一价银 1 e⁻ 换 1 个原子,二价铜 2 e⁻ 才换 1 个原子,摩尔数直接差一半。
自编示意:两池串联,通 Q = 965 C,取 F = 96500 C/mol;M(Cu) = 64.0、M(Ag) = 108.0 g/mol 为自编示意数值,不代表真实原子量。
二、逐题精讲
题1
题1 求 n(e⁻),以及 Cu 与 Ag 各析出多少摩尔、多少克。
解析
n(e⁻) = Q/F = 965/96500 = 0.0100 mol。
阴极 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu:n(Cu) = n(e⁻)/2 = 0.00500 mol,m(Cu) = 0.00500×64.0 = 0.320 g。阴极 Ag⁺ + e⁻ → Ag:n(Ag) = n(e⁻) = 0.0100 mol,m(Ag) = 0.0100×108.0 = 1.080 g。
回代核验:Cu 侧耗电子 2×0.00500 = 0.0100 mol,Ag 侧耗电子 0.0100 mol,两者相等且都等于 0.0100 mol,串联电量闭合。
答案 n(e⁻)=0.0100 mol;Cu 0.00500 mol = 0.320 g;Ag 0.0100 mol = 1.080 g
采分点 n(e⁻) 2 分;两个半反应 2 分;两质量各 1 分;电子数回代 2 分
易错点 把 Cu 也按 1 e⁻ 算;两池 Q 不同
题2
题2 若误把 Cu 也按 1:1 计,m(Cu) 会变成多少?m(Ag)/m(Cu) 的比值是多少?
解析
误按 1:1:n(Cu)′ = n(e⁻) = 0.0100 mol,m(Cu)′ = 0.0100×64.0 = 0.640 g,是正确值 0.320 g 的 2 倍,来源就是漏掉 Cu²⁺ 的 2 个电子。
正确口径下 m(Ag)/m(Cu) = 1.080/0.320 = 3.3750。这个比值也可直接由 (M_Ag/1)/(M_Cu/2) = 108.0/(64.0/2) = 3.3750 得到,与 n(e⁻) 无关——电量同增同减时比值不变,这正是串联电解的判据。
回代核验:0.320×2 = 0.640 = 0.640;1.080/0.320 = 3.3750,两式闭合。F 与 Q 全程未动,错的只有电子计量数。
答案 误按 1:1 得 0.640 g(差 2 倍);m(Ag)/m(Cu)=3.3750,与 n(e⁻) 无关
采分点 误算 m′ 2 分;2 倍来源 2 分;比值两种算法 2 分;回代 1 分;口径 1 分
易错点 把 2 倍差说成称量误差;比值随 Q 变
三、规律小结与对照表
| 量 | Cu 池 | Ag 池 | 关系 |
|---|---|---|---|
| 半反应 | Cu²⁺+2e⁻ | Ag⁺+e⁻ | 电子数 2:1 |
| n(金属) | 0.00500 | 0.0100 | 1:2 |
| m | 0.320 g | 1.080 g | 比 3.375 |
| 误按 1:1 | 0.640 g | — | ×2 |
小结:串联同 Q 即同 n(e⁻),按半反应电子数分摊摩尔数。本例 Cu 0.320 g、Ag 1.080 g,误按 1:1 差 2 倍。Q、F、M 均为自编示意数值。
四、自测清单
- 知道串联电解池通过相同电量
- 会由 Q/F 求电子物质的量
- 能写 Cu²⁺ 与 Ag⁺ 两个半反应
- 能按电子计量数分摊析出摩尔数
- 能解释误按 1:1 为何差 2 倍
- 知道质量比与 Q 无关