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例題精講 · 第 00744 題 · 先算總電量,再乘效率,最後才談陽極泥

以自編示意銅電鍍 I=2.00 A、t=1800 s、電流效率 90.0% 為材料,求理論與實際析出質量,並回代效率提至 95.0% 的質量增量。

00744題號全 1000 篇 · 第 第124輪 / 第124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

電解計算的主線仍是電子數:Q = It,n(e⁻) = Q/F,再按電極反應裡的電子系數換成物質的量。但法拉第定律算出的是「若全部電流都用於目標反應」的理論量,實際鍍上去的還要乘電流效率。

自編示意:銅電鍍,I = 2.00 A,通電 1800 s,Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu,M(Cu) = 63.5 g/mol,F = 96485 C/mol,電流效率 90.0%。參數與數值均為自編示意,不代表真實工藝配方。

二、逐題精講

題1

題1 求理論析出量與實際鍍層質量。

解析

Q = 2.00×1800 = 3600.0 C,n(e⁻) = 3600.0/96485 = 0.037311 mol。Cu²⁺ 還原需 2 電子,n(Cu) = 0.037311/2 = 0.018656 mol,理論質量 m = 0.018656×63.5 = 1.1846 g。實際鍍層 = 1.1846×0.900 = 1.0662 g。少掉的 0.1185 g 對應副反應(如析氫)消耗掉的那部分電流,不是稱量損失。

答案 Q = 3600.0 C;理論 1.1846 g;實際 1.0662 g。

採分點 Q 1 分、電子物質的量 1 分、2 電子系數 1 分、理論質量 1 分、效率相乘 1 分、副反應歸屬 1 分。

易錯點 把電子系數寫成 1,理論質量會翻倍。

題2

題2 若把電流效率提高到 95.0%,鍍層質量增加多少?並說明陽極泥與電流效率為何不能混為一談。

解析

新質量 = 1.1846×0.950 = 1.1254 g,比 90.0% 時多 0.0592 g,相對增量 5.56%(即效率差 5.0 個百分點除以 90.0%)。陽極泥是粗銅陽極裡不溶的貴金屬與雜質脫落沉積,它影響的是陽極溶解與泥渣成分;電流效率描述的是陰極電流中有多少用於 Cu²⁺ 還原。兩者一個在陽極、一個在陰極電流分配,不能用「有陽極泥所以效率低」來解釋,也不能靠撈走陽極泥把效率提到 100%。

答案 效率 95.0% 時 1.1254 g,多 0.0592 g(+5.56%);陽極泥與效率分屬兩側,不能互釋。

採分點 新質量 1 分、增量 1 分、相對增量 1 分、陽極泥來源 1 分、兩側口徑辨析 1 分。

易錯點 把「多 0.0592 g」寫成「效率提高 5.0%」而不區分絕對量與百分點。

三、規律小結與對照表

量公式數值說明
QIt3600.0 C總電量
n(e⁻)Q/F0.037311 mol—
理論 mM·Q/(nF)1.1846 g全部用於析銅
實際 m(90.0%)理論×η1.0662 g含副反應
實際 m(95.0%)理論×η1.1254 g多 0.0592 g
陽極泥陽極不溶雜質—不決定 η

小結:法拉第給理論量、效率給實際量;陽極泥在陽極、效率在陰極電流分配,兩者不能互相解釋。

四、自測清單

  • 能用 Q=It 求總電量
  • 能按電子系數換算物質的量
  • 能求理論析出質量
  • 能用電流效率求實際質量
  • 能計算效率變化的增量
  • 能區分陽極泥與電流效率
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):緩衝溶液、沉澱轉化、濃差電池、電鍍與化學平衡相關章節
  • 《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·電鍍的電流效率:法拉第定律給的是理論量,不是鍍上去的量
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