专题10：电化学.pdf

高频考点10：滴定（曲线）分析提分精准突破1.基于核心素养的滴定曲线分析电化学核心素养体现在“变化观念与平衡思想”。

核心素养生成——通过三大平衡理论的分析，认识溶液中的平衡是多维度、动态变化的，通过化学反应平衡移动原理的应用，解决实际问题，分析各平衡的影响因素，对所给曲线做出正确分析，运用联系发展和动态平衡的观点看待和分析可逆反应，提升学生的变化观念与平衡的学科思想素养。

预测在2020高考中，仍会以图像的形式综合考查外界条件对电离平衡的影响，以及借助图像数据计算电离平衡常数；离子积常数和影响水电离平衡的因素，特别是酸、碱反应过程中水的电离程度的变化；盐类水解原理，特别是特殊点的粒子浓度大小关系；溶度积和溶度积曲线的理解等，强调用动态平衡的观点看待和分析微粒变化的过程，便于考查考生的探究能力。

本专题包括五个高频微考点：☆酸碱中和滴定过程分析☆溶液三大守恒应用分析☆溶度积曲线及应用分析☆分布系数图像综合分析☆PH-T图像题综合分析2. 滴定曲线高频考点“微”解读与精准突破解决滴定类曲线问题的关键是巧抓“5点”，即曲线的起点、恰好反应点、中性点、反应一半点和过量点(或二倍点)，解题时：第一，先判断出各个点的溶质成分，不考虑水解或电离，只按方程式反应关系得到溶质各成分的量，第二，判断出对应点溶液的酸碱性。

【例析】[改编题]用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 HA溶液为例，总结如何抓住滴定曲线的5个关键点：(1)除起点外曲线上所有的点均满足：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)(2)不同点微粒关系情况关键点 离子浓度关系原点(点O) 原点为HA 的单一溶液，HA 为弱酸，c (H ＋)>c (A －)>c (OH －) c (H ＋)＝c (A －)＋c (OH －)、c (HA)＋c (A －)＝0.1 mol/L 、K a ＝（10－pH ）20.1 ①：半反应点 两者反应生成等物质的量的NaA 和HA 混合液，此时溶液pH<7，说明HA 的电离程度大于A －的水解程度，c (A －)>c (Na ＋)>c (HA)>c (H ＋)>c (OH－)，c (A －)＋c (HA)＝2c (Na ＋)；c (HA)＋2c (H ＋)＝c (A －)＋2c (OH －) ②：中性点此时溶液pH ＝7，溶液呈中性，酸液没有完全被中和，溶质的成分为HA 和NaA ，c (Na ＋)＝c (A －)>c (HA)>c (H ＋)＝c (OH －)③：中和点（滴定终点） 此时二者恰好完全反应生成NaA ，为强碱弱酸盐，溶液显碱性，c (Na＋)>c (A －)>c (OH －)>c (HA)>c (H ＋)，c (Na ＋)＝c (HA)＋c (A －)，c (OH －)＝c (HA)＋c (H ＋)④：二倍点 此时，NaOH 溶液过量，得到NaA 与NaOH 等物质的量的混合液，溶液显碱性，c (Na ＋)>c (OH －)>c (A －)>c (H ＋)，c (Na ＋)＝2[c (HA)＋c (A －)]；c (OH －)＝2c (HA)＋c (A －)＋c (H ＋)(3)曲线上各点溶液中水的电离情况变化规律水的电离情况抑制 无影响 促进 电离程度最大 无影响 抑制 溶质成分 HA HA 、NaA HA 、NaA NaA NaA 、NaOH NaA 、NaOH【典例导引】☆酸碱中和滴定过程分析【典例1】[2019·新课标全国Ⅰ] NaOH 溶液滴定邻苯二甲酸氢钾（邻苯二甲酸H 2A 的K a1=1.1×10−3 ，K a2=3.9×10−6）溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b 点为反应终点。

第讲---电化学————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第18讲电化学考点要义⑴理解原电池原理，初步了解化学电源，了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀的方法。

⑵理解电解原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业的反应原理。

知识梳理(1)原电池、电解池的比较原电池电解池定义形成条件电极名称电极反应电子流向（2）惰性电极上离子放电顺序：阳离子放电顺序：阴离子放电顺序：(3)电化学原理应用原电池原理应用于制作化学电源①干电池用锌制成筒型外壳作负极，石墨处于柱体中央作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl 及其其它填加物做电解质，MnO2吸收正极产生H2。

负极：正极：2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑ （H2+2MnO2=Mn2O3+H2O、4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+）②铅蓄电池蓄电池可充、放电，它用于汽车、摩托车等供电，外壳一般用硬塑制成，正极是PbO2，负极是Pb，两极浸入硫酸溶液中。

负极：正极：总反应：③燃料电池氢氧燃烧电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。

它的电极材料一般是具有很强催化活性的Pt电极、活性炭电极等。

电解液为40%的KOH溶液负极：正极：总反应：电解原理的应用①氯碱工业 电解饱和食盐水制氯气和烧碱。

用金属钛网作阳极（上涂有钛钌等氧化物）；阴极由碳钢网制成（上涂有镍涂层）；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。

阳极：阴极： （在阴极由于H +放电生成氢气，促使水的电离平衡向正向移动，结果导致阴极区OH -浓度增大，因而碱生成在阴极）总反应：②电解法精炼铜 以粗铜（含有Fe 、Zn 、Ni 、Ag 、Au 等杂质）为 极、精铜为 极，以 溶液为电解质溶液。

阳极：阴极：比铜弱的金属Ag 、Au 等不会在阳极放电，成为阳极泥沉积在阳极区。

③电镀铜 以铜（镀层金属）作 极，镀件（被镀金属）作 极，以 溶液（含有镀层金属离子的溶液）为电解液（又称电镀液）。

专题11 电化学1．【2012·浙江理综，10】以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是( )A．在阴极式，发生的电极反应为：2H2O＋2e－2OH―＋H2↑使平衡2CrO42–＋2H Cr2O72– ＋H2O向右移动C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4＋4H2O通电2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比(n K/n Cr )为d，则此时铬酸钾的转化率为α＝d/2【答案】D【解析】A项，根据装置图可知，左侧是阴极室，阴极是氢离子放电，腐蚀还原反应生成氢气，正确；B项，阳极发生氧化反应，氢氧根离子放电生成氧气，导致阳极区氢离子浓度增大，2CrO42+2H+Cr2O72+H2O向右移动，正确；C项，电解时，铬酸钾和水放电生成重铬酸钾、氢气、氧气和氢氧化钠，所以总反应的化学方程式为4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑，正确；D项，设加入反应容器内的K2CrO4为1mol，则n(K)="2mol," n(Cr)=1mol,反应过程中有xmol K2CrO4转化为K2Cr2O7，由于阴极是氢离子放电，造成阴极区氢氧根离子增多，所以K+向阴极区移动，补充氢离子，根据化学方程式可知，xmol K2CrO4转化为K2Cr2O7，则阴极区生成KOH的物质的量是xmol，则阳极区剩余n(K)=(2x)mol，Cr元素不变，仍是1mol，根据：K与Cr的物质的量之比为d，解得(2x)/1=d，x=2d，转化率为(2d)/1×100%=2d，错误，故选D。

2．【2013·浙江理综，11】电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。

在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。

已知:3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O，下列说法不正确的是( )A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e—==H2↑+2OH—B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3—C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O===KIO3+3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变【答案】D【解析】根据题意可知：电解的电极反应为：阳极2I——2e—== I2(左侧溶液变蓝色)，进一步发生3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O(故一段时间后，蓝色变浅)，所以导致IO3—向右侧移动。

专题10 电化学知识的应用——全面培养科学精神和社会责任电化学是化学学科的重要组成部分。

目前，高中化学课程中的电化学内容涉及原电池、电解池、金属的腐蚀与防护等。

电化学尤其是新型电源和光电设备不仅能体现化学学科的价值，而且有利于学生获取相关的知识与科学方法，更好地促进学生掌握化学学科规律。

学习和使用电化学知识既能解决化学问题，又能发展和提高学生的化学学科核心素养。

高考电化学试题的情境来源于生活中的化学电源、研发中的新型电池、实验室中的电化学装置以及生产中的电化学设备，既能考查学生对基本电化学知识的掌握程度，也能考查基于模型认知、变化观念和证据推理等认知方面的素养，也能渗透灌输创新意识和社会责任等情感态度方面的素养。

1．【2019新课标Ⅰ卷】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。

下列说法错误的是A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】本题还属于否定式单选题，仍要求选择错误的说法。

A项正确，工业合成氨的条件是高温、高压、催化剂，而生物燃料电池则在室温下合成氨，条件温和，且能将化学能转化为电能；B项错误，图中的氢化酶作用下，发生氧化还原反应H2+2MV2+=2H++2MV+，氢气发生氧化反应生成氢离子，MV2+发生还原反应生成MV+，左室电极上反应式为MV+－e－=MV2+，即发生氧化反应，因此左电极为该生物燃料电池的负极；C 项正确，正极区，在固氮酶作用下发生反应N 2+6MV ++6H +=2NH 3+6MV 2+，氮元素由0价降低为－3 价，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3；D 项正确，电池工作时，负极反应式为MV +－e －=MV 2+， 正极反应式为MV 2++e －=MV +，则内电路中带正电的质子（即H +）移向正极，即从左极室移质子交换膜， 进而穿过交换膜移向右极室。

e 上一内容f 下一内容 回主目录2返回物理化学电子教案—第七章化学化工学院物化教研室电化学e 上一内容f 下一内容回主目录2返回电化学是研究电能与化学能相互转换规律的科学1.电解－把电能转换为化学能的过程2.原电池－把化学能转换为电能的过程*化学能是指恒温恒压下化学反应的Δr G m （在数值上等于W r ’）。

*只有自发化学反应（ΔG<0）才有可能构成原电池，产生电功。

*对非自发化学反应（ΔG>0），需加入电功W r ′进行电解，才能使反应进行。

无论是电解池还是原电池，其工作介质都离不开电解质溶液，所以在讨论电解池和原电池之前，须先讨论电解质溶液。

第七章电化学能导电的物质称为导体，其可分为二类：（1）电子导体：依靠自由电子的运动而导电，导体本身不发生化学变化，温度升高，导电能力降低。

（2）离子导体：依靠离子定向运动而导电，须将电子导体作为电极，当电流通过溶液时，在电极与溶液的界面上发生化学变化，同时在溶液中正、负离子分别向两极移动，温度升高，导电能力增大。

电解质溶液的导电机理及法拉第定律法拉第定律是表示通过电极的电量与电极反应的物资的量之间的关系。

电极反应可表示为：氧化态+ Ze ─＝还原态还原态＝氧化态+ Ze─式中Z 为电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值。

当电极反应的反应进度为ξ时：通过电极的元电荷的物质的量为Z ξ;通过的电荷数为L Z ξ（L 为阿伏加德罗常数）2、法拉第定律e 上一内容f 下一内容 回主目录2返回每个元电荷的电量为e ，故通过的电量为Q ＝e L Z ξ法拉第常数F=Le所以，法拉第定律：通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积。

Q=ZF ξ其中：F=Le =96485.309 C ⋅mol -1≈96500 C ⋅mol -1此即为1 mol 电子所带的电量。

2、法拉第定律e 上一内容f 下一内容 回主目录2返回例1 Ag ++ e ─= AgZ=1, 当Q=96500C 时＝＝1mol由，可得Δn(Ag)=ξ×ν(Ag)=1mol Δn(Ag +)=ξ×ν(Ag +)=-1mol即每有1mol Ag +被还原或1mol Ag 沉积下来，通过的电量一定为96500C 。

化学专题复习：电化学基础要点一原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。

一种特殊的电解池装置举例形成条件①活动性不同的两电极(连接)②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)③形成闭合回路①两电极接直流电源②两电极插人电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子电极名负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连的电极阴极：电源负极相连的阳极：镀层金属；阴极：镀件称电极电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极电源负极阴极电源正极阳极电极反应负极（氧化反应）：金属原子失电子；正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子；阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子阳极（氧化反应）：金属电极失电子；阴极（还原反应）：电镀液中阳离子得电子离子流向阳离子：负极→正极（溶液中）阴离子：负极←正极（溶液中）阳离子→阴极（溶液中）阴离子→阳极（溶液中）阳离子→阴极（溶液中）阴离子→阳极（溶液中）练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经一段时间后，观察到溶液变红的区域是（）A、I和III附近B、I和IV附近C、II和III附近D、II和IV附近练习2、下面有关电化学的图示，完全正确的是（ ）练习3、已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。

铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。

关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确．．的是（ ） A 、充电时作阳极，放电时作负极 B 、充电时作阳极，放电时作正极C 、充电时作阴极，放电时作负极D 、充电时作阴极，放电时作正极练习4、（08广东卷）LiFePO 4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

第一章电化学理论基础1.1 电化学体系的基本单元1.1.1所有电化学体系至少含有浸在电解质溶液中或紧密附于电解质上的两个电极, 而且在许多情况下有必要采用隔膜将两电极分隔开。

1.1.2电极电极（electrode）是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体, 为多相体系。

电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出, 电极是实施电极反应的场所。

一般电化学体系为三电极体系, 相应的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。

化学电源一般分为正、负极；而对于电解池, 电极则分为阴、阳极。

现介绍如下。

工作电极（working electrode, 简称WE）: 又称研究电极, 是指所研究的反应在该电极上发生。

一般来讲, 对于工作电极的基础要求是: 所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响, 并且能够在较大的电位区域中进行测试；电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应；电极面积不宜太大, 电极表面最好应均一、平滑的, 且能够通过简单的方法进行表面净化等等。

工作电极可以是固体, 也可以是液体, 各式各样的能导电的固体材料均能作电极。

通常根据研究的性质来预先确定电极材料, 但最普通的“惰性”固体电极材料是玻璃、铂、金、银、铅和导电玻璃等。

采用固体电极时, 为了保证实验的重现性, 必须注意建立合适的电极预处理步骤, 以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。

在液体电极中, 汞和汞齐是最常用的工作电极, 它们都是液体, 都有可重现的均相表面, 制备和保持清洁都较容易, 同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口, 已被广泛用于电化学分析中。

辅助电极（counter electrode,简称CE）：又称对电极, 该电极和工作电极组成回路, 使工作电极上电流畅通, 以保证所研究的反应在工作电极上发生, 但必须无任何方式限制电池观测的响应。

由于工作电极发生氧化或还原反应时, 辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应, 以使电解液组分不变, 即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。

专题十电化学及其应用1．【2022年高考北京卷】用石墨电极完成下列电解试验。

试验一试验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c 处无明显变化两个石墨电极四周有气泡产生；n处有气泡产生；……下列对试验现象的解释或推想不合理的是（）A．a、d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．b处：2Cl--2e-=Cl2↑C．c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+D．依据试验一的原理，试验二中m处能析出铜【答案】B【考点定位】本题主要是考查电解原理的应用【名师点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。

电化学是化学能与电能转化关系的化学。

电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。

与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。

阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

若阳极是活性电极(除Au 、Pt、C之外的电极)，则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后挨次是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电挨次是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+，与金属活动性挨次刚好相反。

因此把握电解池反应原理是本题解答的关键。

留意依据试验现象分析可能发生的电极反应。

2．【2022年高考海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。

下列说法正确的是（）A．Zn为电池的负极B．正极反应式为2FeO42−+ 10H++6e−=Fe2O3+5H2OC．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D．电池工作时向负极迁移【答案】AD考点：考查原电池原理及化学电源【名师点睛】原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原电池的工作原理、电池电极反应的书写与推断、新型电池的开发与应用等进行命题。

电化学原理与方法预习思考题第一章 绪论1.你认为电化学体系与其它电子导体构成的电路体系的根本区别是什么？2.简述电极反应的基本历程。

3.三电极体系指的是什么？三电极体系中有那些回路, 在每个回路中是否有电流流过？4.电化学反应与普通氧化还原反应的区别是什么？5.电化学测量过程中一般采用三电极体系，为什么？6.为什么电流或电流密度可以表示电化学反应的速度？第二章 电极-溶液界面结构1.出现相间电势的可能原因有哪些？举例说明？2.解释概念：内电为、外电位、表面电势、电化学势、零电荷电势、3.金属/溶液相间平衡电势是如何建立的，以Zn|ZnSO4(α =1,水溶液)为例说明。

4.阐明电极|溶液界面双电层电容与紧密层和分散层电容的关系？5.理想极化电极和理想不极化电极。

6.金属电极中电子在各能级上是如何分布的？第三章 传质过程动力学1.液相传质过程有哪些，写出它们的作用范围？2.液相传质过程有无电子转移？当该步骤成为电极过程的控速步骤时，该步骤的速度如何表示？为什么？3.当液相传质步骤成为电极过程的控速步骤时，能否应用能斯特方程？如果能应注意什么？为什么？4.什么是稳态和非稳态？造成稳态和非稳态的原因是什么？5.列出理想情况下和实际情况下的稳态扩散过程的电流表达式。

6.解释概念：扩散层的有效厚度7.按以下情况列出电化学反应O＋ne|R在液相传质为控制步骤下的稳态I∼ϕ曲线：反应生成独立相、反应产物可溶、开始反应前O与R均存在且可溶。

8.已知一个电化学反应，如何通过实验证明其是扩散控制过程？9.液相传质过程为控制步骤时，用恒电位阶跃的暂态动力学关系说明单纯扩散过程能否建立稳态传质过程。

10.解释液相传质过程为控制步骤时，恒电流阶跃暂态过程中“过渡时间”的概念及物理意义。

11.对于电化学反应O＋ne|R，列出静止液层中平面电极上电位阶跃时的暂态电流表达式。

第四章 电化学步骤的动力学1.当一个电子传递反应的交换电流密度较大时，线性电位扫描为什么会出现电流峰？在峰电流是否对应与稳态扩散过程中的极限扩散电流？2.电极过程中的电子传递控制和扩散控制3.解释概念：极化、过电位、交换电流密度4.外电流密度(I)与过电位之间(η)的线性关系和半对数关系各在什么条件下出现？这是否意味着电化学极化有两种截然不同的动力学特征？5.电极电势以哪两种不同的方式影响电化学反应速度的速度？阐述在上述两种方式中电极电势如何影响电化学反应的速度？6.从理论上推导出Tafel关系。