（通用版）新高考化学三轮冲刺练习 第13-14题 电化学原理与应用、电解质溶液曲线（2份打包，原卷版+解析版）

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考点一 电化学原理与应用
1．（2023·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是

A．b端电势高于a端电势B．理论上转移生成
C．电解后海水下降D．阳极发生：
2．（2023·北京卷）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A．废气中排放到大气中会形成酸雨
B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和
D．装置中的总反应为
3．（2023·山东卷）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A．甲室电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应为：
D．扩散到乙室将对电池电动势产生影响
4．（2023·湖北卷）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是

A．b电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D．海水为电解池补水的速率为
5．（2023·辽宁卷）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是

A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
考点二 电解质溶液曲线
6．（2023·山东卷）在含HgI2(g)的溶液中，一定c(I-)范围内，存在平衡关系：；；；；，平衡常数依次为。已知、，、随的变化关系如图所示，下列说法错误的是
A．线表示的变化情况
B．随增大，先增大后减小
C．
D．溶液中I元素与元素的物质的量之比始终为
7．（2023·北京卷）利用平衡移动原理，分析一定温度下在不同的体系中的可能产物。
已知：i.图1中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合[注：起始，不同下由图1得到]。
下列说法不正确的是
A．由图1，
B．由图2，初始状态，无沉淀生成
C．由图2，初始状态，平衡后溶液中存在
D．由图1和图2，初始状态、，发生反应：
8．（2023·辽宁卷）某废水处理过程中始终保持H2S饱和，即，通过调节pH使和形成硫化物而分离，体系中与关系如下图所示，c为和的浓度，单位为。已知，下列说法正确的是

A．B．③为与的关系曲线
C．D．
9．（2023·湖南卷）常温下，用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液，滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A．约为
B．点a：
C．点b：
D．水的电离程度：
10．（2023·湖北卷）为某邻苯二酚类配体，其，。常温下构建溶液体系，其中，。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示，分布系数，已知，。下列说法正确的是

A．当时，体系中
B．pH在9.5~10.5之间，含L的物种主要为
C．的平衡常数的lgK约为14
D．当时，参与配位的
一、溶液中各类平衡常数的计算方法及关系
(1)电离平衡常数(Ka)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例)
HA H＋ ＋ A－
起始浓度 c酸 0 0
平衡浓度 c酸·(1－α) c酸·α c酸·α
Ka＝ eq \f(（c酸·α）2,c酸·（1－α）) ＝ eq \f(c酸·α2,1－α) 。
若α很小，可认为1－α≈1，则Ka＝c酸·α2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或α＝\r(\f(Ka,c酸)))) 。
(2)电离平衡常数与水解平衡常数的关系
①对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系
HAH＋＋A－，Ka(HA)＝ eq \f(c（H＋）·c（A－）,c（HA）) ；
A－＋H2OHA＋OH－，Kh(A－)＝ eq \f(c（OH－）·c（HA）,c（A－）) 。
则Ka·Kh＝c(H＋)·c(OH－)＝Kw，故Kh＝ eq \f(Kw,Ka) 。
②对于二元弱酸H2B，Ka1(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系
HB－＋H2OH2B＋OH－，
Kh(HB－)＝ eq \f(c（OH－）·c（H2B）,c（HB－）) ＝ eq \f(c（H＋）·c（OH－）·c（H2B）,c（H＋）·c（HB－）) ＝ eq \f(Kw,Ka1) 。
B2－＋H2OHB－＋OH－，
Kh(B2－)＝ eq \f(c（OH－）·c（HB－）,c（B2－）) ＝ eq \f(c（H＋）·c（OH－）·c（HB－）,c（H＋）·c（B2－）) ＝ eq \f(Kw,Ka2) 。
【特别提示】
常温时，对于一元弱酸HA，当Ka>1.0×10－7时，Kh<1.0×10－7，此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合，HA的电离程度大于A－的水解程度，溶液呈酸性；同理，当Ka<1.0×10－7时，Kh>1.0×10－7，A－的水解程度大于HA的电离程度，溶液呈碱性。对于多元弱酸，Kh＝ eq \f(Kw,Ka) ，Ka是其阴离子结合一个H＋所形成的粒子的电离平衡常数。
(3)溶度积常数(Ksp)的相关计算
①M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系
M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq)
Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)＝ eq \f(c（OH－）,n) ·cn(OH－)＝ eq \f(cn＋1（OH－）,n) ＝ eq \f(1,n) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(Kw,10－pH))) eq \s\up12(n＋1) 。
②Ksp与溶解度(S)之间的计算关系
对于AB型物质，其Ksp＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(S,M)×10)) eq \s\up12(2) 。
二、浓度大小比较解题思维模型
三、掌握与Kw、Ksp有关的图像分析
(1)直线型(pM­pR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数，pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点：c(M2＋)＝c(R2－)；
②溶度积：CaSO4>CaCO3>MnCO3；
③X点相对于CaCO3来说要析出沉淀，相对于CaSO4来说是不饱和溶液，能继续溶解CaSO4；
④Y点：c(SO42—)>c(Ca2＋)，二者的浓度积等于10－5；
Z点：c(CO32—)(2)双曲线型图像分析
(3)分布系数图像分析
[说明：pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标]
考点一 电化学原理与应用
1．（2023·黑龙江·校联考模拟预测）为防止因天然气泄漏，居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，图1是成品装置，其工作原理如图2所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是
A．图2中的多孔电极b上发生氧化反应
B．在电解质中向b电极移动，电子流动方向由a电极经电解质向b电极
C．当电路中有电子转移时，则电极a有甲烷参与反应
D．多孔电极a极上发生的反应的电极反应式为：
2．（2024·广西北海·统考一模）一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。下列说法错误的是
A．放电时，Ⅰ室溶液中浓度增大
B．放电时，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室
C．充电时，电极的电极反应为
D．充电时，每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少
3．（2023·河北·校联考一模）利用甲烷燃料电池作电源，可以通过电化学方法将有害气体、分别转化为和，装置如图所示。下列说法不正确的是
A．通过甲进入的气体是甲烷
B．b极的电极反应为：
C．d电极反应式是
D．通过丙出口出去的物质只有硫酸铵的浓溶液
4．（2024·甘肃酒泉·统考一模）常温下，在碱性条件下能将还原成银(第五周期IB族)。肼还可以用作燃料电池的燃料。一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量在电极表面发生自分解反应生成、、逸出。下列关于的说法正确的是
A．中六个原子共平面
B．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等
C．还原成Ag得到的电子基态时填充在4s轨道上
D．肼使转变为的反应中，肼作氧化剂
5．（2024·吉林·统考模拟预测）新能源是当今的热门话题，储氢材料是新能源领域研究的中心之一、利用如图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是
A．左侧装置工作时，盐桥内的K+向锌电极一端移动
B．电极C和电极D上发生的反应类型相同
C．气体X的主要成分是H2
D．H+透过高分子膜从右室进入左室，在电极C上发生还原反应
6．（2024·江西南昌·统考一模）盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用向两侧电极分别通入NO和H2，以盐酸为电解质来进行制备，其电池装置(图1)和含Fe的催化电极反应机理(图2)如图。不考虑溶液体积的变化，下列说法正确的是
A．电池工作时，含Fe的催化电极为正极，发生还原反应
B．图2中，A为H＋和e－，B为
C．电池工作时，每消耗标况下2.24LNO，左室溶液质量增加3.0g
D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降
7．（2024·安徽·高三一模）SO2和NO2是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。已知电解池的阴极室中溶液的pH保持在4~7之间。下列说法正确的是
A．电极a为直流电源的正极
B．电解过程中，阳极区电解液的pH增大
C．阴极反应式为
D．吸收NO的离子方程式为2NO+
8．（2024·安徽·高三一模）近日，清华大学某团队设计出了一种双极性膜(将解离成和)电解合成反应器，简化模型如图所示，下列说法错误的是
A．电极a的电势小于电极b的电势
B．通电时双极性膜将水解离为和，向阴极方向移动
C．阴极的电极反应式为
D．维持电流强度0.5A，电池工作5min，理论上产生约0.012L气体(已折算成标准状况下)
9．（2024·贵州贵阳·高三一模）空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化。某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图所示，下列说法正确的是
A．a膜为阴离子交换膜
B．乙池中阴极的电极反应式为
C．当浓缩室得到的盐酸时，M室溶液的质量变化为(溶液体积变化忽略不计)
D．标况下，若甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为
10．（2023·四川攀枝花·统考一模）用电化学方法可以去除循环冷却水[含有、、、(苯酚)等]中的有机污染物，同时经处理过的冷却水还能减少结垢，其工作原理如下图所示。
下列说法中不正确的是
A．b为电源的负极
B．钛基电极上的反应为
C．碳钢电极底部有CaCO3，生成
D．苯酚被氧化生成标准状况下13.44LCO2时，需要消耗3.0ml
11．（2024·山东德州一模）在铜基配合物的催化作用下，利用电化学原理将转化为含碳化合物X，装置如图1所示．相同条件下，恒定通过电解池的电量，测得生成不同含碳化合物X的法拉第效率（FE）随电压的变化如图2所示．下列说法正确的是
A．装置工作时，阴极室溶液pH逐渐减小
B．时，M电极上的还原产物为
C．时，阴极室消耗气体与阳极室产生气体的物质的量之比为2∶1
D．时，测得生成的，则
12．（2024·山东德州一模）水系锌锰二次电池放电时存在电极剥落现象，造成电池容量衰减。研究发现，加入少量KI固体能很大程度恢复“损失”的容量，原理如图。已知PBS膜只允许通过。下列说法错误的是
A．放电时，0.6ml 参加反应，理论上负极减少13g
B．充电时，电路中每通过2ml ，阳极区溶液减少87g
C．放电时的总反应：
D．PBS膜的优点是能有效抑制电池的自放电
13．（2024·江西·统考一模）某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是
A．放电时，正极电极反应为：+H2O-2e-=+2H+
B．放电时，转化为
C．充电时，通过交换膜从左室向右室迁移
D．充电时，阴极电极反应为：+2H2O+2e-=+2OH-
14．（2024·安徽·统考一模）中国科学技术大学在光催化生成HCOOH和协同生成的研究中，为碳中和作出了贡献。其装置如图所示：以作为MC光的负极催化剂，水生成双氧水；以NiO作为另一极的MC光催化剂，生成HCOOH。下列有关叙述正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．负极附近溶液的pH增大
C．正极发生的电极反应为：
D．上图中溶液中从左向右移动
考点二 电解质溶液曲线
15．（2024·四川绵阳·高三一模）室温下，向20mL0.1ml·L1叠氮酸(HN3)溶液中滴加pH=13的NaOH溶液，水电离c(H)与NaOH溶液体积的关系如图所示，下列说法正确的是
A．在a、b、c、d中，水的电离度最大的是d
B．在c点对应溶液中：c(OH-)=c(H)＋c(HN3)
C．b点和d点对应溶液的pH相等
D．室温下，电离常数Ka(HN3)= 1×101−2x
16．（2024·陕西西安·校联考模拟预测）常温下，，向溶液中滴加盐酸，下列有关说法正确的是
A．滴定前，
B．V(盐酸)时，溶液
C．当滴定至溶液呈中性时，
D．滴定过程中变化曲线如图
17．（2024·四川南充·高三一模）常温下，向溶液中滴入的稀盐酸，溶液中pX[]与加入稀盐酸的体积关系如图所示。下列说法正确的是
A．常温下，MOH电离常数的数量级为
B．a点对应的溶液中：
C．b点对应的溶液中水的电离程度最大，且溶液中：
D．c点溶液中：
18．（2024·吉林长春·统考一模）常温下，向的溶液中滴加的溶液，溶液中随pH的变化关系如图所示()。下列说法错误的是
A．常温下，的电离平衡常数为
B．当溶液的时，消耗溶液体积小于
C．c点溶液中：
D．溶液中水的电离程度大小：
19．（2023·陕西汉中·统考一模）常温下，现有的溶液，。已知含氮或含碳各微粒的分布分数(平衡时某种微粒的浓度占各种微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示，下列说法错误的是
A．常温下，
B．向的上述溶液中逐滴滴加溶液时，和浓度都逐渐减小
C．溶液中存在下列守恒关系：
D．当溶液的时，溶液中存在下列关系：
20．（2024·甘肃·高三一模）25℃时，向二元酸H2A溶液中滴加NaOH溶液，溶液的pH与pX的变化关系如图所示。pX表示-lg或-lg
下列选项正确的是
A．Ka1为H2A的第一步电离常数，则-lgKa1=1.2
B．pH=4.2时，c(A2-)>c(HA-)
C．pH=7时，c(Na+)>3c(A2-)
D．H2A与NaOH恰好完全反应生成正盐时，c(OH-)=c(HA-)+c(H2A)+c(H+)
21．常温下，用调节浊液的pH，测得在通入的过程中，体系中(X代表或)与的关系如图所示。下列说法正确的是
已知：为微溶于水，溶于盐酸，不溶于氢氟酸、乙醇和丙酮的固体。
A．
B．随着的加入，溶解度逐渐减小
C．p点对应的溶液中
D．m、n点时的溶液中均存在
22．（2024·广西北海·统考一模）柠檬酸是番茄中最常见的天然酸性物质，其分子结构简式为(用表示)。常温下，用溶液滴定溶液的滴定曲线如图所示。已知常温下柠檬酸的电离常数为：。下列叙述正确的是
A．a点溶液中，
B．b点溶液中，
C．常温下溶液加水稀释过程中，减小
D．常温下的水解常数为
23．（2024·黑龙江·统考一模）时，用溶液分别滴定等物质的量浓度的三种溶液pM[p表示负对数，表示]随溶液变化的关系如图所示。已知：常温下，。下列推断正确的是
A．曲线③代表与的关系曲线
B．调节时，可将废水中完全沉淀
C．滴定溶液至X点时，溶液中：
D．经计算，能完全溶于HR溶液
24．溶液滴定溶液时，、各含磷元素微粒的和的关系如图。下列说法中正确的是
A．①为的与的关系
B．b点时，溶液中
C．的
D．d点时，溶液中存在着
25．（2024·山东青岛一模）互为同分异构体的二元弱酸在催化剂作用下的相互转化可表示为 (无催化剂不考虑转化)。常温下，催化剂存在时，调节0.1ml⋅L-1H2A溶液的pH(催化剂自身对pH无影响)，H2B、HB-、B2-的平衡分布系数变化如图。例如H2B的分布系数为。下列说法正确的是
A．无催化剂存在时，NaHB溶液显碱性
B．有催化剂存在且pH=3.6时，
C．，
D．Na2A溶液中加入催化剂后，溶液碱性增强
核心考点
考情统计
考向预测
电化学原理与应用
2023·辽宁卷，7
2023·辽宁卷，11
2023·湖北卷，10
2023·山东卷，11
2023·广东卷，16
2023·重庆卷，12
2023·福建卷，8
2023·河北卷，13
以新型电源或者电解法制备物质、消除污染为载体，考查电极的判断和电极反应式的书写、电解质溶液pH的判断及电化学中的计算、含膜电池中隔膜的作用、电解液中离子或电路中电子的移动方向、电极的质量变化等
电解质溶液曲线
2023·辽宁卷，15
2023·湖北卷，14
2023·湖南卷，12
2023·山东卷，15
2023·北京卷，14
2023·福建卷，9
2023·河北卷，14
以电解质溶液平衡曲线为信息载体，考查曲线含义的判断、平衡常数的计算、离子浓度关系、水的电离程度、溶液酸碱性判断及变化等知识
单一溶液
酸或碱溶液——考虑电离
盐溶液——考虑水解
混合溶液
不反应
同时考虑电离和水解
反应
不过量
生成酸或碱——考虑电离
生成盐——考虑水解
过量
根据过量程度考虑电离或水解
不同溶液中某离子浓度的变化
若其他离子能促进该离子的水解，则该离子浓度减小，若抑制其水解，则该离子浓度增大
不同温度下水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化曲线
常温下，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线(Ksp＝9×10－6)
①A、C、B三点均为中性，温度依次升高，Kw依次增大
②D点为酸性溶液，E点为碱性溶液，Kw＝1×10－14
③直线AB的左上方均为碱性溶液，任意一点：c(H＋)①a、c点在曲线上，a→c的变化为增大c(SO42—)，如加入Na2SO4固体，但Ksp不变
②b点在曲线的上方，Q>Ksp，将会有沉淀生成
③d点在曲线的下方，Q一元弱酸
(以CH3COOH为例)
二元弱酸
(以H2C2O4为例)
注：pKa为电离常数的负对数
注：pKa1、pKa2为电离常数的负对数
δ0为CH3COOH的分布系数，δ1为CH3COO－的分布系数
δ0为H2C2O4的分布系数，δ1为HC2O42—的分布系数，δ2为C2O42—的分布系数
随着pH增大，溶质分子浓度不断减小，离子浓度逐渐增大，酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH条件下的微粒分布系数和酸的浓度分析，就可以计算各组分在该pH时的平衡浓度