河北省宽城一中 王 芳

电化学知识是高中无机化学理论的重要组成部分，也是近年高考必考的内容，重现率高，几乎每年每套高考题中都有对这部分知识的考查，主要以选择题的形式出现，有时也在主观题中与其他知识一起进行考查。

本人在教学过程中发现，电化学中的定量计算成为初学者的难点，所以将其总结以便学生将其掌握。进行计算的前提是牢固掌握电化学的基础知识，再结合相应的方法做题时才能得心应手。

进行电解计算时,首先要分析电解质溶液中存在的离子种类,电解池的阴、阳极材料，特别要注意阳极是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，电极本身失电子被氧化；若为惰性电极，根据两极阴、阳离子的放电顺序，再结合具体题目的情境，选择合适的方法进行计算。现将计算方法总结如下：

方法一：根据电子得失守恒计算

【例1】如下图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：

若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为______；丙装置中阴极析出铜的质量为______。

解：首先分析一下装置，甲为一个原电池装置，乙和丙都为电解池。甲中通氧气的一极为正极，所发生的反应为O2+2H2O+4e-=4OH-。乙中铁电极阴极，饱和氯化钠作为电解质溶液，所发生的反应为2H++2e-=H2↑。丙装置中阴极所发生的反应为Cu2++2e-=Cu。参与反应n(O2)=0.1 mol。由得失电子守恒：

O2～4e-～2H2～2Cu

0.1mol 0.2mol 0.2mol

因此得出答案：乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为0.2NA；丙装置中阴极析出铜的质量为0.2mol×64 g·mol-1=12.8g。

在整个分析过程中如果不书写电极反应式，知道在每个电极上所生成的物质，我们可以直接得出上述关系式，这样能既省时又准确地得出答案。在电解池中生成哪些物质时能转移4 mole-呢？

其中M表示金属单质，n表示金属元素M在化合物中的化合价。

以后遇到求串联电池中某电极质量的变化、电解池中某极产生或原电池中某极消耗标准状况下气体的体积（物质的量、分子数）、电解池中原电解质溶液（离子）的浓度时，我们都可以采用得失电子守恒的方法来进行解答，特别是这样的关系式使用起来是非常方便快捷的。

方法二：根据某离子守恒计算

【例2】用惰性电极电解100mL4.0mol·L-1的CuSO4溶液，一定时间后在阳极收集到1.12L(标况下)气体，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe2+浓度为（设溶液的体积不变，反应前后均为标准状况）（ ）

A．2.7mol·L-1B．3.0 mol·L-1

C．4.0mol·L-1D．1.0 mol·L-1

解：此电解池中阳极所发生的反应为2H2O－4e-=O2↑+4H+，n(O2)=0.05mol，阳极失电子数为0.2mol，阴极所发生的反应为Cu2++2e-=Cu，由得失电子数相等有阴极析出0.1 molCu，即溶液中还剩0.3molCuSO4，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，应该发生两个反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，无论量如何，反应最终生成的都为FeSO4，原溶液中c(SO42-)=4.0mol·L-1，

所以充分作用后溶液中的c(Fe2+)=4.0mol·L-1，答案选C。

若抛开中间的分析过程，我们只要知道溶液中的溶质最终全部都为FeSO4，那即可轻松地把答案选出来。这种方法适用于电解后溶液中某离子的物质的量不变，求出与之相联系的某物质或某离子的物质的量（或物质的量浓度）。

方法三：根据总反应式计算

【例3】将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增重0.064g (设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中氢离子浓度约( )

A．4×10-3mol·L-1B．2×10-3mol·L-1

C．1×10-3mol·L-1D．1×10-7 mol·L-1

解：由电解总反应式得，生成n(Cu)=0.001mol ，则生成的n(H2SO4)=0.001mol ，n(H+)=0.002mol ，c(H+) = 0.004mol·L-1，故选A。

本题采用此方法比较简单，很快得出正确答案。此方法多用于电解某盐溶液后，求生成的H+或OH-的浓度、或求溶液的PH值。

【小结】电化学在高中化学中是比较成系统的内容，以氧化还原反应为基础，是高考中的热点及难点，其定量计算一般不单独考查，常与电池电极的判断、电极产生的现象、电子或离子移动的方向、电极反应式的书写、电极附近或溶液pH的变化等知识一起考查电化学的原理，内容比较综合。计算是在掌握原电池及电解池原理的基础上才能进行的，要求学生掌握好基础知识。守恒思想在化学中的应用很广泛，也很重要。希望以上三种方法对读者能有所帮助。