高中化学电解原理试题

用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为 $H_2\text{S}{\text{O}}_4-H_2{C}_2{O}_4$ 混合溶液。下列叙述错误的是（ ）

A．	待加工铝质工件为阳极
B．	可选用不锈钢网作为阴极
C．	阴极的电极反应式为： $\text{A}{\text{l}}^{3+}+3e^{-}=\text{Al}$
D．	硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的 $S_8$ 材料，电池反应为： $16\text{Li}+x{S}_8=8\text{L}{\text{i}}_2{S}_x(2\le x\le 8)$ 。下列说法错误的是（    ）

A．	电池工作时，正极可发生反应： $\text{2L}{\text{i}}_2{S}_6\text{+2L}{\text{i}}^{+}\text{+2}{\text{e}}^{-}\text{=3L}{\text{i}}_2{S}_4$
B．	电池工作时，外电路中流过 $0.02\text{mol}$ 电子，负极材料减重 $0.14g$
C．	石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．	电池充电时间越长，电池中 $\text{L}{\text{i}}_2{S}_2$ 的量越多

化学与生活密切相关。下列说法错误的是（  ）           

A．	泡沫灭火器可用于一般的起火，也适用于电器起火	B．	疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性
C．	家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境	D．	电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法

沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极 （如图所示），通入一定的电流。下列叙述错误的是（　　）

A．	阳极发生将海水中的 $C{l}^{-}$ 氧化生成 $C{l}_2$ 的反应
B．	管道中可以生成氧化灭杀附着生物的 $\mathit{NaClO}$
C．	阴极生成的 $H_2$ 应及时通风稀释安全地排入大气
D．	阳极表面形成的 $\mathit{Mg}（\mathit{OH}{）}_2$ 等积垢需要定期清理

乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的 $H_{2}O$ 解离为 $H^{+}$ 和 $O{H}^{-}$ ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是（    ）

A．	$\mathit{KBr}$ 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．	阳极上的反应式为： $\text{HO}-\stackrel{\underset{\left|\right|}{O}}{C}-\stackrel{\underset{\left|\right|}{O}}{C}-\text{OH}+2H^{+}+2e^{-}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\text{HO}-\stackrel{\underset{\left|\right|}{O}}{C}-\stackrel{\underset{\left|\right|}{O}}{C}-H+H_{2}O$
C．	制得 $2\mathit{mol}$ 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 $1\mathit{mol}$ 电子
D．	双极膜中间层中的 $H^{+}$ 在外电场作用下向铅电极方向迁移

采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（　　）

A．阳极反应为2H₂O﹣4e^﹣═4H⁺+O₂↑

B．电解一段时间后，阳极室的pH未变

C．电解过程中，H⁺由a极区向b极区迁移

D．电解一段时间后，a极生成的O₂与b极反应的O₂等量

一种高性能的碱性硼化钒（VB₂ ）﹣﹣空气电池如图所示，其中在VB₂电极发生反应：VB₂+16OH^﹣﹣11e^﹣═VO₄^3﹣+2B（OH）₄^﹣+4H₂O该电池工作时，下列说法错误的是（　　）

A．负载通过0.04mol电子时，有0.224L （标准状况）O₂参与反应

B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

C．电池总反应为4VB₂+11O₂+20OH^﹣+6H₂O═8B（OH）₄^﹣+4VO₄^3﹣

D．电流由复合碳电极经负载、VB₂电极、KOH溶液回到复合碳电极

天然气的主要成分为CH ₄，一般还含有C ₂H ₆等烃类，是重要的燃料和化工原料。

（1）乙烷在一定条件可发生如下反应：C ₂H ₆（g）═C ₂H ₄（g）+H ₂（g）△H ₁，相关物质的燃烧热数据如下表所示：

物质	C 2H 6（g）	C 2H 4（g）	H 2（g）
燃烧热△H/（kJ•mol ^﹣ ^1）	﹣1560	﹣1411	﹣286

①△H ₁＝ 　　kJ•mol ^{﹣ 1}。

②提高该反应平衡转化率的方法有 　　、 　　。

③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下（p）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α．反应的平衡常数K _p＝ 　　（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

（2）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH ₄ $\stackrel{\mathit{高温}}{\to }$ C ₂H ₆+H ₂．反应在初期阶段的速率方程为：r＝k×c ${}_{C{H}_4}$ ，其中k为反应速率常数。

①设反应开始时的反应速率为r ₁，甲烷的转化率为α时的反应速率为r ₂，则r ₂＝ 　　r ₁。

②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是 　　。

A．增加甲烷浓度，r增大

B．增加H ₂浓度，r增大

C．乙烷的生成速率逐渐增大

D．降低反应温度，k减小

（3）CH ₄和CO ₂都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：

①阴极上的反应式为 　　。

②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2：1，则消耗的CH ₄和CO ₂体积比为 　 。

化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：

（1）氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图（a）所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许 　 离子通过，氯气的逸出口是 　 　（填标号）。

（2）次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ（X） $=\frac{c\left(X\right)}{c\left(\mathit{HClO}\right)+c\left(\mathit{Cl}{O}^{-}\right)}$ ，X为HClO或ClO ^﹣]与pH的关系如图（b）所示。HClO的电离常数K _a值为 　 　。

（3）Cl ₂O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl ₂反应来制备，该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应）。上述制备Cl ₂O的化学方程式为 　 　。

（4）ClO ₂常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO ₂、NaHSO ₄、NaHCO ₃的"二氧化氯泡腾片"，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO ₂溶液。上述过程中，生成ClO ₂的反应属于歧化反应，每生成1mol ClO ₂消耗NaClO ₂的量为 　 　mol；产生"气泡"的化学方程式为 　 　。

（5）"84消毒液"的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是 　 　（用离子方程式表示）。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为 　 　kg（保留整数）。

电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。如图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag⁺注入到无色WO₃薄膜中，生成Ag_xWO₃，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是（　　）

A．Ag为阳极

B．Ag⁺由银电极向变色层迁移

C．W元素的化合价升高

D．总反应为：WO₃+xAg═Ag_xWO₃

科学家近年发明了一种新型Zn﹣CO ₂水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO ₂被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是（　　）

A．放电时，负极反应为Zn﹣2e ^﹣+4OH ^﹣═Zn（OH） ₄ ^{2 ﹣}

B．放电时，1mol CO ₂转化为HCOOH，转移的电子数为2mol

C．充电时，电池总反应为2Zn（OH） ₄ ^{2 ﹣}═2Zn+O ₂↑+4OH ^﹣+2H ₂O

D．充电时，正极溶液中OH ^﹣浓度升高