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例题精讲 · 第 00744 题 · 先算总电量,再乘效率,最后才谈阳极泥

以自编示意铜电镀 I=2.00 A、t=1800 s、电流效率 90.0% 为材料,求理论与实际析出质量,并回代效率提至 95.0% 的质量增量。

00744题号全 1000 篇 · 第 第124轮 / 第124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

电解计算的主线仍是电子数:Q = It,n(e⁻) = Q/F,再按电极反应里的电子系数换成物质的量。但法拉第定律算出的是「若全部电流都用于目标反应」的理论量,实际镀上去的还要乘电流效率。

自编示意:铜电镀,I = 2.00 A,通电 1800 s,Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu,M(Cu) = 63.5 g/mol,F = 96485 C/mol,电流效率 90.0%。参数与数值均为自编示意,不代表真实工艺配方。

二、逐题精讲

题1

题1 求理论析出量与实际镀层质量。

解析

Q = 2.00×1800 = 3600.0 C,n(e⁻) = 3600.0/96485 = 0.037311 mol。Cu²⁺ 还原需 2 电子,n(Cu) = 0.037311/2 = 0.018656 mol,理论质量 m = 0.018656×63.5 = 1.1846 g。实际镀层 = 1.1846×0.900 = 1.0662 g。少掉的 0.1185 g 对应副反应(如析氢)消耗掉的那部分电流,不是称量损失。

答案 Q = 3600.0 C;理论 1.1846 g;实际 1.0662 g。

采分点 Q 1 分、电子物质的量 1 分、2 电子系数 1 分、理论质量 1 分、效率相乘 1 分、副反应归属 1 分。

易错点 把电子系数写成 1,理论质量会翻倍。

题2

题2 若把电流效率提高到 95.0%,镀层质量增加多少?并说明阳极泥与电流效率为何不能混为一谈。

解析

新质量 = 1.1846×0.950 = 1.1254 g,比 90.0% 时多 0.0592 g,相对增量 5.56%(即效率差 5.0 个百分点除以 90.0%)。阳极泥是粗铜阳极里不溶的贵金属与杂质脱落沉积,它影响的是阳极溶解与泥渣成分;电流效率描述的是阴极电流中有多少用于 Cu²⁺ 还原。两者一个在阳极、一个在阴极电流分配,不能用「有阳极泥所以效率低」来解释,也不能靠捞走阳极泥把效率提到 100%。

答案 效率 95.0% 时 1.1254 g,多 0.0592 g(+5.56%);阳极泥与效率分属两侧,不能互释。

采分点 新质量 1 分、增量 1 分、相对增量 1 分、阳极泥来源 1 分、两侧口径辨析 1 分。

易错点 把「多 0.0592 g」写成「效率提高 5.0%」而不区分绝对量与百分点。

三、规律小结与对照表

量公式数值说明
QIt3600.0 C总电量
n(e⁻)Q/F0.037311 mol—
理论 mM·Q/(nF)1.1846 g全部用于析铜
实际 m(90.0%)理论×η1.0662 g含副反应
实际 m(95.0%)理论×η1.1254 g多 0.0592 g
阳极泥阳极不溶杂质—不决定 η

小结:法拉第给理论量、效率给实际量;阳极泥在阳极、效率在阴极电流分配,两者不能互相解释。

四、自测清单

  • 能用 Q=It 求总电量
  • 能按电子系数换算物质的量
  • 能求理论析出质量
  • 能用电流效率求实际质量
  • 能计算效率变化的增量
  • 能区分阳极泥与电流效率
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):缓冲溶液、沉淀转化、浓差电池、电镀与化学平衡相关章节
  • 《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·电镀的电流效率:法拉第定律给的是理论量,不是镀上去的量
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