高考二轮复习知识点：电解池工作原理及应用3

高考二轮复习知识点：电解池工作原理及应用3
教材科目：化学
试卷分类：高考阶段
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 单选题

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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NH₃ D . 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

2. 实验探究题

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近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

（1） Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O₂)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数K（300℃）K（400℃）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c₀ ，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)=1∶1的数据计算K（400℃）=（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)过低、过高的不利影响分别是。
（2） Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl₂(s)=CuCl(s)+ $\text{[math]}$ Cl₂(g) ΔH₁=83 kJ·mol^-1

CuCl(s)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=CuO(s)+ $\text{[math]}$ Cl₂(g) ΔH₂=-20 kJ·mol^-1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl₂(s)+H₂O(g) ΔH₃=-121 kJ·mol^-1

则4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)的ΔH= kJ·mol^-1。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是。（写出2种）
（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气L（标准状况）

3. 多选题	详细信息
我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如图：下列说法不正确的是（） A . b为电源的负极 B . ①②中，捕获CO₂时碳元素的化合价发生了变化 C . a极的电极反应式为2C₂O₅²^﹣﹣4e^﹣═ 4CO₂+O₂ D . 上述装置存在反应：CO₂ $\text{[math]}$ C+O₂

4. 多选题	详细信息
利用电解法可将含有 $\text{[math]}$ 等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是（） A . 电解时精铜作阳极 B . 粗铜连接电源的负极 C . 电解时阴极上发生的电极反应为 $\text{[math]}$ D . 电解后，电解槽底部会形成含有少量 $\text{[math]}$ 等金属的阳极泥

5. 多选题	详细信息
钠碱脱硫液( $\text{[math]}$ )吸收一定量 $\text{[math]}$ 气体后，可通过以下装置实现再生。下列说法正确的是（） A . 电极b应接电源的负极 B . m应为阳离子交换膜 C . 出液2的 $\text{[math]}$ 大于进液 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ D . 出液1可使溴水褪色

6. 多选题

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我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层 $\text{[math]}$ 解离为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，并分别向两极迁移。下列说法正确的是（）

A . 电极a上的电势低于电极b上的电势 B . 膜q为双极膜中的阳离子交换膜 C . 工作时，NaOH溶液浓度保持不变 D . 每生成 $\text{[math]}$ ，酸性废水质量理论上增加3g

7. 综合题

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“绿水青山就是金山银山”，研究消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。

（1）已知： $\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
写出C与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 的热化学方程式。
（2）已知：4CO(g)+2NO₂(g)⇌4CO₂(g)+N₂(g)∆H=-1200kJ/mol。在 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中，投入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，经过一段时间后达到平衡状态，测得 $\text{[math]}$ 的转化率为 $\text{[math]}$ 。该温度下，反应的平衡常数为。
（3）原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于 $\text{[math]}$ 的脱除。热解温度为 $\text{[math]}$ 得到的煤焦分别用 $\text{[math]}$ 表示，相关信息如下表：
煤焦
元素分析/%
比表面积 $\text{[math]}$
C
H
$\text{[math]}$
80.79
2.76
105.69
$\text{[math]}$
84.26
0.82
8.98
将NO浓度恒定的废气以固定流速通过反应器(图1)。不同温度下，进行多组平行实验，测定相同时间内NO的出口浓度，可得NO的脱除率与温度的关系如图2所示。
[已知： $\text{[math]}$ 的脱除主要包含吸附和化学还原( $\text{[math]}$ )两个过程]
①已知煤焦表面存在的官能团有利于吸附NO，其数量与煤焦中氢碳质量比的值密切相关，比值小，表面官能团少。由图2可知，相同温度下，单位时间内 $\text{[math]}$ 对NO的脱除率比 $\text{[math]}$ 的高，可能原因是。(答两条)。
② $\text{[math]}$ 后，随着温度升高，单位时间内NO的脱除率增大的原因是。
（4）电解氧化吸收法：其原理如图3所示：
①从A口中出来的物质的是。
②写出电解池阴极的电极反应式。

8. 综合题

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Mn及其化合物在工业生产中具有重要的用途。

（1） I.以含MnCO₃的矿石为原料，经硫酸溶解得到含Mn²⁺的溶液，再经一系列处理后进行电解，获得金属Mn。
Mn在(填“阳极”或“阴极”)生成。
（2）阳极泥中含有MnO₂ ，写出产生MnO₂的电极反应式：。
（3） II.阳极泥中除含锰元素外，还含有铅元素，采用如下方法可将它们分别转化为活性MnO₂和PbO。

已知：(CH₃COO)₂Pb在水中难解离。

操作X为。
（4） ①中反应的离子方程式为。
（5）滤液C能循环使用，②中溶液B的溶质为。
（6） a.为了将③中Mn₂O₃完全转化为MnO₂ ，理论上④中加入的NaClO₃与Mn₂O₃的物质的量之比为(已知NaClO₃的还原产物为NaCl)。
b.加入NaClO₃前，需将溶液pH调大至6左右。调节pH的目的是。
（7）活性MnO₂纯度的测定
i.用V₁mLc₁mol∙L^-1Na₂C₂O₄溶液(H₂SO₄)酸化)溶解wg活性MnO₂样。品。(MnO₂+ $\text{[math]}$ +4H⁺=2CO₂↑+Mn²⁺+2H₂O)

ii.用c₂mol∙L^-1酸性KMnO₄标准溶液滴定i中剩余的 $\text{[math]}$ 消耗KMnO₄标准溶液V₂mL。(5 $\text{[math]}$ +2 $\text{[math]}$ +16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O)

样品中MnO₂的质量分数=[M(MnO₂)=87g·mol^-1]。

9. 综合题

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处理再利用H₂S有多种方法。

（1）碱法脱硫
用K₂CO₃溶液吸收H₂S。

已知：氢硫酸和碳酸的电离常数如表。

K_a1

K_a2

H₂S

1.1×10^-7

1.3×10^-13

H₂CO₃

4.5×10^-7

4.7×10^-11

①用化学用语表示K₂CO₃溶液显碱性的原因：。

②用过量的K₂CO₃溶液吸收H₂S的离子方程式是。
（2）热分解法脱硫
在密闭容器中发生反应2H₂S(g) $\text{[math]}$ S₂(?)+2H₂(g)。其他条件不变时，H₂S的平衡转化率随温度和压强的变化如图。

①P₃>P₂>P₁ ，反应中S₂(填‘“是”或“不是”)气态，理由是。

②实际反应在高温下进行的原因是。
（3）间接电解法脱硫
间接电解法脱硫过程的示意图如图。

①溶液X的主要溶质是。

②简述在电解反应器中FeCl₃溶液再生的原理：。

③不考虑其他副反应，理论上5molH₂S反应能生成gH₂。

10. 综合题

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综合处理炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga₂(Fe₂O₄)₃、铁酸锌ZnFe₂O₄]，实现变废为宝得到多种产品，进一步利用镓盐可制备具有优异光电性能的氮化镓GaN(Ga与Al同主族)，部分工艺流程如图：

已知：①常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的pH和金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表：

金属离子	Fe²⁺	Fe³⁺	Zn²⁺	Ga³⁺
开始沉淀pH	8.0	1.7	5.5	3.0
沉淀完全pH	9.6	3.2	8.0	4.9
萃取率(%)	0	99	0	97~98.5

②当溶液中剩余离子的浓度小于10^-5mol·L^-1时，视为沉淀完全。

③MOCVD：化学气相沉积，以合成的三甲基镓为原料，使其与NH₃反应得到GaN。

请回答下列问题：

（1）已知铁酸锌可以用ZnO·Fe₂O₃表示，写出浸出时铁酸锌参加反应的化学方程式。
（2）浸出后调节pH至5.4的目的是。
（3）固体X最佳选择为，电解过程可得粗镓，则得到金属镓的电极反应式为。
（4）三甲基镓与NH₃反应得到GaN的同时获得的副产物为。
（5）滤液中残留的镓离子的浓度为mol·L^-1。由滤液可制备ZnC₂O₄·2H₂O，再通过热分解探究其产物，制备ZnC₂O₄·2H₂O时，为提高晶体的纯度，Na₂C₂O₄溶液和滤液混合时应将加入到中，已知ZnC₂O₄·2H₂O的TG-DTA(热重分析一差热分析)曲线如图所示。
则ZnC₂O₄·2H₂O分解是反应(填“放热”或“吸热”)，分解的总化学方程式为。

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