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例題精講 · 第 00642 題 · 同一個 Q 過去,二價銅只拿得到一價銀的一半摩爾

以自編示意串聯電解池為材料,現算通過電子的物質的量、Cu 與 Ag 的析出質量,訓練「n(e⁻) 相同、按計量數分攤」的計算,並回代誤按 1:1 的結果。

00642題號全 1000 篇 · 第 第107輪 / 第107冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

一、考點定位與做題順序

串聯電解池裡電流處處相同,通相同時間就是通相同電量 Q,也就是相同物質的量的電子 n(e⁻) = Q/F。但各電極析出多少摩爾金屬,要看每個離子得幾個電子:一價銀 1 e⁻ 換 1 個原子,二價銅 2 e⁻ 才換 1 個原子,摩爾數直接差一半。

自編示意:兩池串聯,通 Q = 965 C,取 F = 96500 C/mol;M(Cu) = 64.0、M(Ag) = 108.0 g/mol 為自編示意數值,不代表真實原子量。

二、逐題精講

題1

題1 求 n(e⁻),以及 Cu 與 Ag 各析出多少摩爾、多少克。

解析

n(e⁻) = Q/F = 965/96500 = 0.0100 mol。

陰極 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu:n(Cu) = n(e⁻)/2 = 0.00500 mol,m(Cu) = 0.00500×64.0 = 0.320 g。陰極 Ag⁺ + e⁻ → Ag:n(Ag) = n(e⁻) = 0.0100 mol,m(Ag) = 0.0100×108.0 = 1.080 g。

回代核驗:Cu 側耗電子 2×0.00500 = 0.0100 mol,Ag 側耗電子 0.0100 mol,兩者相等且都等於 0.0100 mol,串聯電量閉合。

答案 n(e⁻)=0.0100 mol;Cu 0.00500 mol = 0.320 g;Ag 0.0100 mol = 1.080 g

採分點 n(e⁻) 2 分;兩個半反應 2 分;兩質量各 1 分;電子數回代 2 分

易錯點 把 Cu 也按 1 e⁻ 算;兩池 Q 不同

題2

題2 若誤把 Cu 也按 1:1 計,m(Cu) 會變成多少?m(Ag)/m(Cu) 的比值是多少?

解析

誤按 1:1:n(Cu)′ = n(e⁻) = 0.0100 mol,m(Cu)′ = 0.0100×64.0 = 0.640 g,是正確值 0.320 g 的 2 倍,來源就是漏掉 Cu²⁺ 的 2 個電子。

正確口徑下 m(Ag)/m(Cu) = 1.080/0.320 = 3.3750。這個比值也可直接由 (M_Ag/1)/(M_Cu/2) = 108.0/(64.0/2) = 3.3750 得到,與 n(e⁻) 無關——電量同增同減時比值不變,這正是串聯電解的判據。

回代核驗:0.320×2 = 0.640 = 0.640;1.080/0.320 = 3.3750,兩式閉合。F 與 Q 全程未動,錯的只有電子計量數。

答案 誤按 1:1 得 0.640 g(差 2 倍);m(Ag)/m(Cu)=3.3750,與 n(e⁻) 無關

採分點 誤算 m′ 2 分;2 倍來源 2 分;比值兩種算法 2 分;回代 1 分;口徑 1 分

易錯點 把 2 倍差說成稱量誤差;比值隨 Q 變

三、規律小結與對照表

量Cu 池Ag 池關係
半反應Cu²⁺+2e⁻Ag⁺+e⁻電子數 2:1
n(金屬)0.005000.01001:2
m0.320 g1.080 g比 3.375
誤按 1:10.640 g—×2

小結:串聯同 Q 即同 n(e⁻),按半反應電子數分攤摩爾數。本例 Cu 0.320 g、Ag 1.080 g,誤按 1:1 差 2 倍。Q、F、M 均為自編示意數值。

四、自測清單

  • 知道串聯電解池通過相同電量
  • 會由 Q/F 求電子物質的量
  • 能寫 Cu²⁺ 與 Ag⁺ 兩個半反應
  • 能按電子計量數分攤析出摩爾數
  • 能解釋誤按 1:1 為何差 2 倍
  • 知道質量比與 Q 無關
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):化學平衡、晶體結構、動力學、電解與定量分析相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·串聯電解池:電量相同,析出質量按電子數分攤
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