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例题精讲 · 第 00642 题 · 同一个 Q 过去,二价铜只拿得到一价银的一半摩尔

以自编示意串联电解池为材料,现算通过电子的物质的量、Cu 与 Ag 的析出质量,训练「n(e⁻) 相同、按计量数分摊」的计算,并回代误按 1:1 的结果。

00642题号全 1000 篇 · 第 第107轮 / 第107册 轮
方向化学·电化学与工艺流程六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

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。

例题精讲 · 化学电化学与工艺流程

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)0.005000.01001:2
m0.320 g1.080 g比 3.375
误按 1:10.640 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
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(化学):化学平衡、晶体结构、动力学、电解与定量分析相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(化学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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联招化学·串联电解池:电量相同,析出质量按电子数分摊
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