《2026年中考123试题精编化学辽宁专版》

14. (10 分) 电解水制氢气的效率和成本与电极材料密切相关。同学们开展了探究活动。
【探究活动一:了解水电解器】
(1) 负极产生能燃烧的气体,该气体是 。
(2) 停止通电,正负极生成气体的体积比为 说明实验数据准确。

【探究活动二:电极材料对实验数据的影响】
(3) 同学们选择了不同的电极材料(直径 2 mm),电压 9 V,电解溶质质量分数 5% 的氢氧化钠溶液,采样时间 120 s,测定结果平均值如下表。

① 依据表中数据,下列分析正确的是 (填序号)。
A. 120 s 时,石墨电极正极产生气体最多
B. 碳含量可能是影响数据准确性的因素之一
C. 纯铁比石墨更适合做水电解器的电极
② 查阅资料:纯铁易被氧化,做电极正极一般不产生氧气。
本实验现象说明纯铁基本未被氧化。推测其未被氧化的原因之一是受到 ________的影响。
【探究活动三:石墨电极】
(4) 优势:
304 不锈钢的导电性为石墨的 1/70 ~ 1/7。
在 80 ℃、10% 的 $NaOH$ 溶液中石墨腐蚀率 ＜ 0.1 mm/年,304 不锈钢 ＞ 1 mm/年。
石墨电极相比较于合金电极的优势是 ________。
(5) 问题:
① 用试管收集水电解器正极逸出气体,加入新配制的 ,无明显现象,则无 $CO_2$ 生成。
② 改用下图实验装置,用二氧化碳传感器测得电解过程中逸出液面的 $CO_2$ 浓度变化曲线。

用试管收集,未检验出 $CO_2$ 的原因是 ________。
③ 用石墨电极电解水时,正极附近出现大量黑色粉末,同学们推测是石墨,验证的基本思路是:过滤,将黑色粉末洗涤、干燥后 ________。
(6) 某款氢能汽车每消耗 1 kg 氢气可行驶 100 公里。若行驶 300 公里:
① 通过电解水获得氢气,理论上需水 kg。
② 成本:氢气约 180 元,汽油约 140 元。据此说明在电极材料上还需做的努力是 ________。

答案： 14.
(1)氢气($H_{2}$)
(2)1:2
(3)①BC ②NaOH溶液(或电解质溶液)
(4)导电性好且耐腐蚀
(5)①澄清石灰水 ②氢氧化钠溶液吸收了一部分二氧化碳，导致逸出的二氧化碳少 ③放在陶土网上加热，黑色粉末减少则为石墨
(6)①27 ②降低电解水制氢的成本