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。
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) | 0.00500 | 0.0100 | 1:2 |
| m | 0.320 g | 1.080 g | 比 3.375 |
| 誤按 1:1 | 0.640 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