4.1 原电池&专题突破10 新型化学电源-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(人教版2019)

第四章化学反应与电能 第一节 原电池 课时1原电池的工作原理 白题基础过关练 限时：15min 知识点1原电池的工作原理 知识点2原电池工作原理的应用 1.(2024·江苏连云港高二期中)某原电池装置 4.有A、B、C、D四种金属片，进行如下实验： 如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是 ①A、B用导线连接后浸人稀H,SO,溶液中， ( 电流由B→导线→A:②C、D用导线相连后， A.锌片上会产生大量气泡 同时浸入稀H,SO,溶液中，C极为负极；③A、 B.该装置将电能转化为化学能 C相连后同时浸入稀H,S0,溶液中，C极产生 C.锌片质量减小 大量气泡：④B、D相连后同时浸入稀H,SO: D.电子由Cu片经导线流向Zn片 CuS0,溶液 溶液中，D极发生氧化反应。试判断四种金 2.(2024·重庆高二期中)如图所示为双液原电 属的活动性顺序是 ( ) 池，下列相关叙述正确的是 ( A.A>C>D>B B.A>B>C>D A.Cu为电池的正极 C.B>A>C>D D.B>D>C>A B.盐桥中的阳离子向 Cu 重难聚焦 右池移动 题型原电池正负极判断及电极反应式书写 C,Ag电极上发生氧化 5.依据氧化还原反应：2Fe3+(aq)+Cu(s) CuS0,溶液 反应 ANO,溶液 =2Fe2*(aq)+Cu2(aq)设计的原电池如 D.盐桥内可以是含有KCI的琼脂 图所示。 3.(2024·河北唐山高二期中)高铁电池的总反 应为3Zn+2K,Fe0,+8H,0一3Zn(0H)2+ 电流 2Fe(OH)3+4KOH。如图是高铁电池的模拟实 ()溶液 验装置，下列说法不正确的是 包流表 请回答下列问题： A 盐桥 (1)电极X的材料是 :电解质溶液 高铁酸绑和数额 Y是 氢气化 化泌合溶液 柳溶液 (2)银电极为原电池的 极，发生的 A.该电池放电时正极的电极反应式为FeO}+ 电极反应为 4H,0+3e=Fe(0H)3+50H X电极上发生的电极反应为 B.1molK,Fe0,被氧化，转移3mol电子 、0 C.放电过程中负极附近溶液的pH减小 (3)外电路中的电子是从 电极流 D.盐桥中含有饱和KC溶液，此盐桥中氯离 向 电极。 子向右移动 第四章黑白题107 黑题应用提优练 限时：35mim 1. 根据下图，可判断出下列离子方程式中错误 气泡，而图2装置中铜电极上无气泡产生，铬 的是 电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确 A】 A 的是 挂桥C 盐桥g (a） Co (ag) Co (ag) Ag (ag) A.2Ag(s)+Cd2(ag)=2Ag"(aq)+Cd(s) A.图1装置中Cu电极上发生的电极反应式 B.Co2(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2(ag) C.2Ag"(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2(aq) 是2H+2e-H21 D.2Ag(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2“(aq） B.图2装置中Cu电极上的电极反应式为 2.(2023·吉林长春高二期末)如 Cu-2e-Cu2 © 图所示装置中观察到电流计指灿 C.图2装置中Cr电极上发生的电极反应式 针偏转，M棒变粗，N棒变细，由 为NO5+e+2H=N02↑+H,0 -P D.两个装置中，电子均由Cr电极经导线流向 此判断下表中所列M、N、P物 Cu电极 质，其中可以成立的组合是 5. 常温下，将除去表面氧化膜的A]片、Cu片插 选项 M N P 入浓HNO,中组成原电池（如图1），测得原 A 锌 铜 稀硫酸溶液 电池的电流强度(I)随时间(：)的变化如图2 B 铜 铁 稀盐酸溶液 所示，已知0~t,s时，原电池的负极是A1片， 银 锌 硝酸银溶液 反应过程中有红棕色气体产生。下列说法 D 锌 铁 硝酸铁溶液 不正确的是 3.(2024·天津高二月考)如图是某同学设计的 渊定电流装置 原电池装置，下列叙述中正确的是 G 电极 川 P 浓HNO, 阁 阁2 下(I溶液 落液 A.t,s时，负极的电极反应式为Cu-2e A.电极I上发生还原反应，作原电池的负极 =Cu2 B.电极Ⅱ的电极反应为Cu2++2e一Cu B.0~,s时，溶液中的H向Cu电极移动 C.盐桥中的阴离子向FeCl,溶液中迁移 C.0~t1s时，正极的电极反应式为2H+ D.该原电池的总反应为2Fe3++Cu N03-e=N02↑+H,0 Cu2+2Fe2 D.t1s时，原电池中电子流动方向发生改变 4.（2024·河北石家庄高二月考)在如图装置 是因为A1在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍 中，观察到图1装置铜电极上产生大量无色 了A1的进一步反应 选择性必修第一册，RJ黑白题108 6.有人以化学反应2Zn+0,+4H=2Zm2++ 电对（氧化型/还原型） Fe/Fe2 I,T 2H,0为基础设计的一种原电池可以移入人 电极电势φ/N 0.771 0.536 体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内 血液中溶有一定浓度的0，、H、Z2+进行工 用可逆反应2Fe++2I一一2Fe2·+1,设计电 作。则该原电池负极的电极反应式为 池，按图a装置进行实验，测得电压E(E= ,正极的电极反 P正：一9负极)随时间1的变化如图b所示： 应式为 若电池工作过程中 特性 包压 椅 极 传感器 电枫 有5.6L02(标准状况下)参与反应，则转移 电子的物质的量为 1ml·T- FGl溶液 KI落液 压轴挑战/ 烧杯 烧杯 7.(2024·广东广州高二月考节选)I.某小组 因阳 同学采用电化学装置验证“Ag+Fe一 EN Fe·+Ag↓”为可逆反应。 (1)按照下图的装置图，组装好仪器后，分别 t/s 在两烧杯中加入一定浓度的a、b两电解质 图 溶液，闭合开关K,观察到的现象为：Ag电极 (3)电池初始工作时，正极的电极反应 上有灰黑色周体析出，指针向右偏转，一段 式为 时间后指针归零，说明此时反应达到平衡。 (4)某小组从还原型物质的浓度、氧化性变 则a为 溶液，b为 溶液（写 化的角度分析图b,提出以下猜想： a、b化学式)。 猜想1：c(e2+)增大，Fe3+的氧化性减弱，正 极的电极电势降低。 猜想2：c(I厂)减小，L2的氧化性增强，负极的 电极电势升高。 ①，s后，按图a装置探究，验证上述猜想的 合理性，补全表中内容。 实验 实验操作 电压E/V (2)再向左侧烧杯中滴加较浓的 结论 溶 向烧杯A中 液，产生的现象为 E 0 猜想1成立 加人适量Fe 表明“Ag+Fe2一Fe+Ag↓”为可 向烧杯B中 ii E<0 猜想2成立 逆反应。 加人适量 Ⅱ.利用电极反应可探究物质氧化性、还原性 ②有同学认为，上述实验不足以证明猜想1 的变化规律。已知：酸性介质中，1mol·L 成立。利用上述反应，从化学平衡移动的角 不同电对的电极电势见下表。电极电势越 度解释猜想1不足以成立的理由： 高，其氧化型物质的氧化性越强：电极电势 越低，其还原型物质的还原性越强。 进阶突破拔高P14 第四章黑白题109 课时2化学电源 白题基础过关练 限时：15mim 知识点1一次电池 应原理示意图如图所示。下列有关氢氧燃料 1.(2024·河北保定高二期中)锌锰干电池是生 电池的说法正确的是 活中常用的电池，酸性锌锰干电池和碱性锌 锰干电池的结构分别如图所示，下列说法错 误的是 ( 0(空气) 电极i 电解质 石墨电视 二气化語和炎黑 锌粉和 氨氧化抑 氯化俄和氟化等 锌 二氧化松 A.该电池中电极a是正极，发生还原反应 和石墨 B.外电路中电子由电极a通过导线流向电极b C.该电池的总反应式为2H,0一2H2↑+02↑ A.锌锰干电池属于一次电池，用完不可随意丢弃 D.该电池工作时将电能转化为化学能 B.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池放电过 重难聚焦 程中锌均发生氧化反应 题型 新型电池 C.放电时，酸性锌锰干电池的石墨电极上的 4.(2023·江苏徐州高二期中)科学家对新型 电极反应为2NH+2e=N2↑+4H21 i-CO,电化学系统研究发现，用碳化钼 D.放电时，碱性锌锰干电池的正极反应式 (Mo,C)作Li极催化剂时CO2的放电产物为 MnO,+H,O+e =MnO(OH)+OH Li,C,0,装置如图所示。若用Au和多孔碳 知识点2二次电池 作Li极催化剂，则产物为Li,C0,和C。下列 2.(2024·重庆高二月考)中科院研究了一款独 说法正确的是 特的锂-氨(Lⅰ-N)电池，电解质溶液为可传导 的有机溶液，该电池可实现氨气的循环，并 器器 Mo C 对外提供电能。充电时发生的总反应为2i,N LiC.O. 一V,↑+6Li。下列说法不正确的是( A.锂-氮电池为绿色 固氮提供了一种 乙 可能的途径 A.放电时，碳化钼(Mo,C)用于提高C0,反 B.放电时，Li被N 8 应的活化能 氧化 玻感蛴峰 B.若用MoC作催化剂时.CO,放电的电极 C.放电时，乙电极发 福板 生的电极反应为N,+6e一2N3 反应式为2C02+2e+2Li—Li,C20 D.理论上，该电池每完成一个充、放电周期， C.该电池可以选用L,C,0,水溶液作为电 电池的总质量不会发生改变 解质溶液 知识点3燃料电池 D.生成等物质的量的Li,C,0,和Li,C0,时 3.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反 转移电子数不相同 选择性必修第一册，RJ黑白题110 黑题应用提优练 限时：35min 1.(2024·重庆高二月考)关于下列化学电源的 D.工作时电子从Na电极经导线流向碳纳米 说法不正确的是 ( 管电极 连接正褪 3.(2024·河南郑州高二期中)热激活电池（又 导电 「金帽 全离禄 钢制外克 称热电池)可用作火箭、导弹的工作电源。一 锌粉 二氧化楼和 金偏外充 种热激活电池的基本结构如图所示，其中作 KOH 锌粉 碳筋混合物 溶液 没了KOI 连接负规 溶液的隔版 为电解质的无水LiCl-KCI混合物一旦受热熔 金馬片 Ag.0 融，电池瞬间即可输出电能，该电池的总反应 碱性锌经电池 筑扣式银锌也池 勿 为PhbS0,+2LiCl+Ca=CaCl2+Li,S0,+Ph,下 列关于该电池的说法中正确的是 石墨热 A.负极为钙电极，发生还原反应 二氧化货、炭黑 急化按、意化转 .氧化铅 B.放电过程中，L向钙电极移动 C.常温时，在正负极之间连上检流计，指针不 锌短千电池 铅雾电池 偏转 两 丁 D.正极反应物为LiCl A.甲：相较于普通锌锰干电池，加入了更多负 极材料，且锌的利用率得到提高，电池电容 b极 硫酸铅电极 微生物 量成倍增加 无水LiC-kC T 钙白规 B.乙：负极的电极反应式为Ag20+2e+H,0 电池充 H+H,0月 厌氧反应 有氧反应 —2Ag+20H 交梳脱 C.丙：使用一段时间后，锌筒会变薄 (第3题) (第4题) D.丁：因造价低、工作电压平稳、可充电反复 4.(2024·广西南宁高二月考)微生物电池是指 使用而应用广泛，但比能量小，笨重 在微生物的作用下将化学能转化为电能的装 2.(2024·福建福州高二期中)火星大气中含有 置，其工作原理如图所示。下列有关微生物 大量C02,一种有C0,参加反应的新型全固态 电池的说法正确的是 ( 电池有望为火星探测器供电。该电池以金属 A.该装置是原电池，b极是负极 钠和碳纳米管作为两极（如图所示），放电的 B.该电池工作时，应选用质子交换膜 总反应为4Na+3C02一2Na,C0,+C。下列 C.该电池工作时，电子从a经电流表①流向 说法不正确的是 ( b,离子从右侧经交换膜向左侧迁移 D.a极发生的反应为(CHo0,).-24e+7H,0 —6C02↑+24H 5.(2023·四川内江高二月考)有一种瓦斯分析 仪（如图甲），能够在煤矿巷道中的甲烷达到 A.该电池的介质可以选择Na,CO,溶液 定浓度时通过传感器显示出来。该瓦斯分 B.金属Na作负极，发生氧化反应 析仪的工作原理类似燃料电池的工作原理， C.正极反应式为3C02+4e=2C0片+C 其装置如图乙所示，其中的固体电解质是 第四章黑白题111 Y,02-Na,0,02可以在其中自由移动。下列 (2)正极反应式为 有关叙述正确的是 (3)放电过程中，H由 (填“正”或 多扎电极 甲烷 “负”，下同)极区向 极区迁移。 瓦断分析仪 (4)在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论 传感器 上生成标准状况下二氧化碳的体积是 多孔电极 空气 乙 Lo A.电极a的电极反应式为CH,+402-8e 压轴挑战 C02+2H20 8.(2024·河南开封高二期中)原电池原理 B.电极b是正极，O由电极a流向电极b 泛应用于科技、生产和生活中。 C.当固体电解质中有1mol02通过时，转移 (1)一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置 电子4mol 工作示意图如下： D.瓦斯分析仪工作时，电池外电路中电子由 负战 盐拼 电极b流向电极a K (I-HO NO I 6.(2024·江苏苏州高二月考)新华网报道，我 K'CI O H- 發生斯硝化 国高温固体氧化物燃料电池技术研发取得新 H 突破。科学家利用该技术实现了废气资源回 垃圾渗透液 收能量，并得到单质硫的原理如图所示，下列 ①在空气中，微生物将垃圾渗透液硝化，该 说法正确的是 反应的离子方程式为 ( A.电极b为电池负极 S,+2H0 ②Y电极的电极反应式为 B.电极a上的电极反 电极 ③盐桥中C1移向 (填“X或Y”) 氧商子间体 应为2H,S+202- 鸟解质蕊 极；当转移0.15mol电子时，生成标准状况 4e—S2+2H20 电b 0 下N,的体积为 L C.该电池消耗1molH,S转化成的电能理论 (2)用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测 上等于其燃烧热值 仪的工作原理如图所示： D.电路中每通过4mol电子，正极消 原子交 换膜 P 耗448LH2S (含乙避蒸气)学气 7.(2023·广东梅州高二月考)以葡萄糖为燃料 包极X 电极」 H,0 的微生物燃料电池的结构示意图如图所示。 用电器 腋是示 ①电极X是该电池的 (填“正”或 “负”)极，电池总反应式为 H.O CH1-06 质子交换膜 ②电池工作时，质子通过交换膜 (1)A极为微生物燃料电池的 (填 (填“从左向右”或“从右向左”)迁移。 “正”或“负”)极。 进阶突破●拔高练P14 选择性必修第一册，RJ黑白题112 专题突破10 新型化学电源 黑题专题强化练 限时：20mim 1.磷酸铁锂电池充电时阳极反应式为LiFeP0,-3.(2024·安徽合肥高二月考)Fe-空气电池可 xLi-xe=xFePO,+(1-x)LiFePO。放电 用作电动车动力来源。某Fe-空气电池的工 工作示意图如图。下列叙述不正确的是 作原理如图所示，下列有关此电池放电时的 ( 说法正确的是 ( 688的 Fe 888的 溶液 材料 888 6 A.碳材料为电池正极，发生氧化反应 铝箔 锂盐有机济液下el0铜筋 B.当电路中转移0.4mol电子时，消 A.放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔 耗2.24L0 B.放电时，通过隔膜移向负极 C.负极的电极反应式为Fe-2e+20H C.锂盐有机溶液不能换成锂盐水溶液 -Fe(OH)2 D.放电时正极反应式为FePO,+xLi+xe= D.溶液中电子由Fe电极流向碳材料电极 xLiFePO,+(1-x)FePO 4.浓差电池是电化学电池的一种，主要部分包 2.(2024·天津高二月考)“打赢蓝天保卫战”， 括正、负两个电极与电解质。一般所说的原 意味着对大气污染防治比过去要求更高。二 电池在电池工作时都有某种化学变化发生， 氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制 因而被称为化学电池：浓差电池虽然也经历 硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图 了氧化还原过程，但电池的总反应中并没有 所示。下列说法正确的是 反映出这种变化，其净作用仅仅是一种物质 M 从高浓度状态向低浓度状态的转移。如图是 S02+l) 02+I,0 利用硫酸铜溶液构成的浓差电池的示意图， 质子义换膜 增湿) 下列说法错误的是 ( Pt' 电棧 电规h 交换 A.该电池放电时质子从电极移向电极a 2·L- 0IL硫 酸铜家液 酸济液 B.相同条件下，放电过程中消耗的S0,和O, 左室右室 的体积比为2：1 A. 电池需采用阳离子交换膜 C.电极a附近发生的电极反应为SO2+ B.左室发生的电极反应：Cu2+2eCu 2H20-2e=H2S0,+2H C.左室流出硫酸铜溶液的物质的量浓度小 D.电极b附近发生的电极反应为O2+ 于2mol·L 4e+2H20=40H D.工作一段时间后右室电极质量减轻 第四章黑白题113第四章 化学反应与电能 第一节原电池 向正极.本题中电子由Cu极经外电路流向Ag极 黑题应用提优练 课时1原电池的工作原理 题号12345 白题 答案AC DD C 题号1234 1.A解析：根据原电池中负极金属活动性强于正极，得金属性：Cd> 答案CBBA Co>Ag,则反应2Ag(s)+Cd(a期)一2Ag()+Cl(s)不可能发 1,C解析：锌片上发生反应m-2—n,不会产生大量气泡.A错误： 生，故A错误：由于金属活动性：C>C0>Ag.则反应Co2+(g)+Cd 该装置是原电池，将化学能转化为电能，B错误：锌片上发生反应n一2 (s)C(s)+Cd*(脚)可以发生，故B正确：由于金属活动性： 一m“,7a片溶解，质量诚小，C正确：电子由负极m经导线流向正极 C>Co>Ag,则反应2Ag()+Cd(s)—2Ag(s)+Cd(g)可以发 Cu,D错误 生，故C正确：由于金属活动性：Cd>Co>Ag,则反应2Ag(四)+C0 2.B解析：该原电池中，铜易失电子作负极，A错误：原电池中，盐桥中的阳 (s)一2Ag(s)+C0(aq)可以发生，故D正确 离子向正极移动，银作正极，即阳离子向右池移动，B正确：该原电池中， 2.C解析：电流计指针偏转，M棒变粗，V棒变细.说明M,N与池中液 银作正极发生还原反应C错误：G会与Ag发生离子反应，故盐桥内不 体构成了原电池。N棒变细，作负极，M棒变相，说明溶液中的金属 能含有KC,D错误。 阳离子在M极上得到电子，生成金属单质，M棒变粗，M作原电池 3.B解析：由高铁电池的总反应为3Za+2K,F04+8H,0 的正极。如果是锌、铜，稀硫酸构成原电池，则电池总反应式为 3Zn(OH)2+2Fe(0H)3+4KOH可知，正极区F0得到电子生成 Zm+2H一Zm2+H2↑，Zm作负极，M棒变细，故A错误：如果是 F(0州)，.根据得失电子守恒和电荷守恒配平正极的电极反应式为 铁，铜，稀盐酸构成原电池，电池总反应式为F#+2H一Fe++ F0+4H,0+3e一Fe(OH)3+50H,A正确：由高铁电池的.总反应 H↑，则铁是负极，铜棒M是不会变粗的，故B错误：如果是银、锌、 3Zn+2K,F0+8H0一3n(0H)2+2Fe(0H)3+4K0H可知，正极区 硝酸银溶液构成原电池，电池总反应式为Zm+2Ag'一Z·+2Ag, 则锌是负极，N棒变细.析出的银附者在M棒上，M棒变粗，故C正 FO得到电子生成F(OH)3.K,FO,被还原，B错误：由高铁电池的总 确：如果是锌，铁，硝酸铁溶液构成原电池，电池总反应式为Z+ 反应3m+2K,F04+8H20一3n(0H)2+2Fe(0H)1+4K0H可知.Zn在 2Pe—2Fe2+Zm2+,Zm作负极，M棒变细.故D错误。 负极上失去电子则负极反应为Zn-2+20H一Zm(0H)2,反应过程 3.D解析：电极1P电极上铁离子得电子发生还原反应，作正 中OH浓度减小，H减小，C正确：由高铁电池的总反应3+2K2F0,+ 极，A错误：电极ⅡCu电做上，Cm失电子发生氧化反应.作负极，负 8H,0一32n(0H)2+2Fe(0)3+4K0H可知，正极区Fe0得到电子生 极反应式为C-2eC”,B错误：阴离子向负极移动，则阴离子 成F(O川)，m在负极上失去电子，盐桥中含有泡和KCI溶液.其中氯离 向氯化铜溶液方向移动，C错误：电极】上铁离子得电子发生还原反 子向负极移动，D正确 应，作正极，电极Ⅱ上，C山失电子发生氧化反应，作负极，原电池总 四归纳总结 反应式为2Fe++C1一Cu2+2Fe2+.D正确 原电池工作时，外电路通过电子的定向移动形成电流，内电路（电解 4.D解析：图1为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢气，电 质溶液)通过高子的定向迁移形成电流 极反应式是2H+2:—H2↑，A正确：图2装置中铜电极上无气体 (1)电子流向：电子从负极流出，经外电路流向正授。 产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜为负极，铬电极为正极，负 (2)电流方向：电流方向与电子流向相反，从正被经外电路流向负极 极发生反应C-2e一C,B正确：图2装置中铜电极上无气体产 (3)离子移动方向：电解质溶液中阳离子向正极移动，朋离子向 生，铬电极上产生大量有色气体，正极上应是硝酸被还原生成二氧化 负极移动 氨气体，电极反应式为N0:+e+2H一NO2↑+H20,C正确：图1 中电子由Cr电极经导线流向Cu电极，图2中电子由Cu电极经导线 4.A解析：①A、B用导线连接后浸人稀H,SO,溶液中，电流由B→导 流向Cr电极，D错误。 线，A,A为负极，B为正极，金属活动性：A>B:②C,D用导线相连 5.C解析：1s时，电流方向相反，因此C为负极，1为正极，因此负 后，同时浸人稀H,S0,溶液中，C极为负极，D极为正极，则金属活动 极的电极反应式为Cu-2e一C2,故A正确：0-1s时，1为负 性：C>D:③A,C相连后同时浸人稀H,S0,溶液中，C极产生大量气 极，C,为正极，根据离子“同性相吸”，因此溶液中的H向正极即C 泡C为正极，A为负极，则金属活动性：A>C:④B,D相连后同时浸 电极移动，故B正确：0-1s时，正极得到电子，其电极反应式 人稀HS0,溶液中，D极发生氧化反应.D为负极.B为正极.则金凤 为2H+N0+e一N02↑+H0,故C错误：随着反应的进行，铝表 活动性：D>B:综上分析，金属活动性：A>C>D>B 面饨化形成氧化膜阻碍反应进行，1时，削作负极，电流方向相反， 重难聚焦 放D正确 5.(1)铜FCl3[我Fe2(S0,)3j溶液(2)正Fe"+#—Fe 6,27m-4e—27m20+4H+4e=2H,01mol Cu-2eC2(3)铜银 解析：心脏起搏器总反应为2Zn+0,+4日一2Zm2++2H,0,人体内 解析：(1)由反应2Fe(aq）+Cu()一2Fe2“(ag)+Cu2(a四)可知， 血液中溶有一定浓度的0，H,乙m2·做电解质溶液。则该原电池中 在反应中，C被氧化，失电子，应为原电池的负极，因此电极X为 Zm为负极，发生氧化反应，电极反应式为27n-4e一27m2:0 铜：Fe+在正极上得电子被还原，电极反应为Fe++e一Fe2“,电解 在正极发生还原反应.电极反应式为0，+4H+4一2H,0。当电 质溶液为Fe,【戏Fe2(S0,),]游液。(2)银为电池的正极，fe 池工作过程中有56LD(标准获况下)参与反应时，则转移电子的 在正极上得电子被还原，电极反应为F:++e一fe·:X为负极，电 5.6L 极反应为Cu-2e一Cm。(3)原电池中，电子从负极经外电路流 物质的量为n(e)=4a(0,)产2241m4ml 选择性必修第一册·RJ黑白题42 压轴挑战 重难聚焦 7.(1)FS0.[或FS04与Fe2(S04)1混合]AgN0,(2)Fe2(S0,)3 4.B解析：放电时，碳化钼(MC)作催化剂，用于降低C02反应的话 Ag电极上固体遂新减少，指针向左偏钱，一段时间后指针归零 化能，A错误：已知碳化相(Mo,C)作1极催化剂时.CO,的放电产物 (3)Fe++#—Fe2+(4)①<AN01固体②加入铁粉后，同时 为Li,C,O,反应过程中二氧化碳被还原，则若用M,C作催化剂时 造成(Fo2)增大，c(Fe)减小.都能使2e+2→2F。2+L2平 C0,放电的电极反应式为2C0,+2e+21i一i,C,0,.B正确：山 衡逆向移动，使E<0 能与水反应，则该电池不能选用，CO,水溶液作为电解质溶液， 解析：(1)利用原电池原理来证明反应Ag+Fe一Fe3++Ag!为可 C错误：用金作催化剂时.电极反应式为3C02+4e+41 逆反应，两电极反应分别为下e2+-e一fe.Ag+e一Ag,则一个 2Ii2C03C,若用Mo2C作催化剂时，C02放电的电极反应式为2C02 电极必须是与F3+不反应的材料，可用石墨或铂电极，左侧烧杯中电 +2e+21i—1i2C,04,则生成等物质的量的LiC20和1i2C0 解质溶液必须含有Fe或者Fe2·,为Fes0,或FeS0,与Fe(S0,),的 时.转移电子数相同.D错误 混合溶液，右侧烧杯中电解质溶液必须含有Ag,为AgO,溶液。 应用提优 (2)反应达到平衡后，左侧烧杯的溶液中含有下3“，要证明反应Ag+ Pe2一fe·+Ag!为可逆反应，可加入较浓的Fe(S0)3溶液，平 题号123456 衡逆向移动，电流方向与原电流方向相反，即电流计指针向左偏转。 固体银溶解，但一段时问后指针归零。(3)根据电极电势可知电池 1.B解析：甲装置中，在负极区加装了许多锌粉，相较于普通锌锰干电 初始工作时铁离子在正极得到电子，正极的电极反应式为F·+e 池，负极材料质量增大，且加人了碱性电解质，溶液的导电能力增强。 一F2+。(4)①往烧杯A中加人入适量Fe,铁离子被还原为亚铁离 使锌的利用率得到提高，所以电池电容量成倍增加，A正确：乙装置 子，c(F:)增大，Fe3·的氧化性减弱.此时左侧电极电势降低.若电 中，Zm为负极，电极反应式为Zm-2e+20H一2a0+H0.B错误： 极电压E<0,猜想1成立：要证明猜想2成立，只需要降低碘离子浓 丙装置中，电池工作时，负极Z和不断消耗，则使用一段时间后，锌筒 度即可，所以往烧杯B中加人适量AND,周体.使磁离子转化为胰 会变薄，C正确：丁装置中，使用P和PO2作电极，硫酸作电解质 化银，若E<0,猜想2成立；2由于加入铁粉后，同时造成(F2+)增 Ph价格低，但质量大所以因造价低，工作电压平稳，可充电反复使 大，c(Fe“)成小，都能使2Fe++21一2Fe·+2平衡逆向移动，使 用而应用广泛，但比能量小，笨重，D正确。 E<0.所以上述实验不足以证明猜想1成立 课时2化学电源 2.A解析：N是活泼金属，能与溶液中的水反应，因此该电池的介质 不能选择NC0,溶液，A错误：负极上Na失电子生成N,N元素 白 础过关练 化合价升高，发生氧化反应，B正确：正极上C0:得电子发生还原反 题号1234 应，电极反应式为3C02+4e一2C0片+C,C正确：工作时电子由负 答案CCBB 极经外电路流向正极，放电子从N电极经导线流向碳纳米管电极， D正确。 1.C解析：锌锰干电池属于一次电池，含重金属离子，用完不可随意 弃，A正确：酸性锌锰干电池和碱性锌话干电池都是锌作负极，放电 3.C解析：由总反应方程式可知，钙电极为热激活电池的负极，在氯离 子作用下钙在负极失去电子发生氧化反应生成氯化钙.硫酸铅电极 过程中锌均发生氧化反应，B正确：放电时，酸性锌锰干电池的石墨 为正极，锂离子作用下，硫酸铅在正极得到电子发生还原反应生成铅 电极上反应为2NH+2Mn02+2e一2NH1+H20+Mn201.C错误： 和硫酸锂。由分析可知，钙电极为热激活电池的负极，氯离子作用下 放电时，藏性锌援干电池正极反应式为M0,+H0+c一 钙在负极失去电子发生氧化反应生成氧化钙，A错误：由分析可知. MO(OH)+OH,D正确。 钙电极为热激活电池的负极，硫酸船电极为正极，则阳离子锂离子向 2.C解析：锂-氮电池放电时清耗N2,充电时释放八，实现了N,的循 疏酸船电极移动，B错误：常温下，电解质不是熔融态，不能电离出自 环，为绿色周氨提供了一种可能的途径，A正确：充电时发生的反应 由移动的离子，不能形成原电池，不能产生电流，所以在正负极之间 为21iN一N2↑+61i,则放电时发生反应N2+61i一21山，N,1i 连接检流计或电流表，指针不偏转.C正确：由分析可知，硫酸铅电极 被N2氧化为i,N,B正确：放电时发生反应N2+6i一2L1:N,乙 为正极，锂离子作用下，硫酸铅在正极得到电子发生还原反应生成铅 为正极，电极反应式为N2+6+6L”一2iN,C错误：锂-氮 和硫酸锂，则正极反应物为硫酸铅.不是氯化锂，D错误。 (-N)电池充电时发生的反应为2i3N一N,↑+6i,放电时发生 反应N,+6i一21i,N,理论上，该电池每完成一个充，放电周期，电 4.B解析：由题意，利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是 池的总质量不会发生改变，D正确。 (C。H0,),]的化学能转化为电能的装置，即为原电池，由图中b极 3.B解析：燃料电池中，通入料的电极为负极，所以a是负极，发生 通0，a极为有机物，则b极为正极，氧气发生还原反应，A错误：该 氧化反应，A项错误：电子从负极沿导线流向正极，“是负极，b是正 电池工作时.氢离子通过交换膜移向正极，故应选用质子交换眼。 极，则电子由电极a通过导线流向电极b,B项正确：氢氧燃料电池 B正确：该电池工作时，电子从负极a经电流表(A流向正极b,离子 反应式与氢气燃烧方程式基本相同.则氢氧燃料电池总反应式 从左侧经交换膜向右侧迁移，C错误：负极电极反应为(C。HmO).+ 为2H2+0,一2H,0,C项错误：该装置能自发地进行氧化还原反 7nH20-24ne6nC02↑+24n,D错误。 应，属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，D项错误 5.A解析：瓦斯分析仪原理是通过C出，发生电化学反应产生电流，从 四归纳总结 面为报警器供电使其报警，此处的电化学反应实际就是CH,燃料电 (1)H、CH:,N,H,CHOH等均可作为播科电池的燃料 池，CH,在负极（电极）失电子被氧化成C0,.电子经外电路流人正 极（电极b),O2在正极得电子被还原。电极a上的反应为CH,的氧 (2)电解质可以是威（如H2SO,),碱（如K0H),地可以是熔酷盐（则 化反应，初步确定：CH,-8e→+C0,+H,0,根据电解质为固体金属 L,C0,-Na,C0,混合物)。(3)燃料电池电极反应式的书写与电解 氧化物，确定添加02配平电荷守恒，故电极反应式为CH4+402一 质溶液有密切关系，一极酸性溶液中电极反应式中不能出现O州 8e一C0,+2H,0,A正确：根据原电池工作原理.阴离子应该移 碱性溶液中电极反应式中不能出现日。 向负极，故0由正极(b)移向负极(a),B错误：电解质中通过 正本参考答案黑白题43 1ml02,说明正极02反应生成1ml02,根据转移电子关系： 极b附近发生的电极反应为0，+4e+4日一2H0,D错误。 02-20-4e,转移电子的物质的量为2ml,C错误：电子由负极 3.C解析：碳材料电极为正极，氧气得电子发生还原反应，A错误：未 (a)流人正极(b),D错误。 指明气体的状态，不能计算氧气的体积，B错误：放电时F:转化为 6.B解析：电极b为电池正极.氧化剂氧气得到电子化合价降低，A错 Fe(OH)2,Fe元素的价态升高，失电子作负极，电极反应式为Fe 误：分析装置图可知，硫化氢在负极失去电子同时结合氧离子生成硫 -2e+20H一f和(0H)2.C正确：原电池工作时.电子在外电路中 单质和水，电极a上的电极反应为2H,S+202-4e一S,+2H,0. 流动，溶液中是离子定向移动，阳离子移向正极，阴离子移向负极， B正确：该电池消耗1mlHS转化成的电能理论上不等于其燃烧热 D错误。 值，硫化氢燃烧要生成二氧化硫，释放的热量更多，C错误：H2S所处 4,A解析：左室发生的电极反应为C2”+2e一Cu,右室发生的电 的状态未知，无法计算其物质的量，D错误。 极反应为Cu-2C2,S0从左室移动到右室。根据分析，电 7.(1)正(2)02+4H+4—2H20(3)负正(4)22.4 池需采用阴离子交换膜，A错误：左室发生的电极反应为Cu2++2© 解析：由题图可知A为燃料电池的正极，电极反应式为02+4用+ Cu,B正确：左室中Cū2+发生还原反应，其物质的量或少，故左 4e一2H,0:B为燃料电池的负极，电极反应式为CH:0。+ 室流出硫酸闱溶液的物质的量浓度小于2m·L~·,C正确：右室 6H,0-24e=6C02↑+24H:放电过程中，H由负极区向正极区 C山棒发生氧化反应，铜不断溶解，质量或轻，D正确 移动：萄萄糖为燃料的微生物电池的总反应为CH20。+602一 第一节强化提优练 6C0,+6H,0.即1mol0,-1lC02,每清耗1l0,理论上生成 标准状况下22.4LC02气体 阶段复习画 压轴挑战 8.(1)①NH1+202=N03+H20+2H22N03+12H+10e= 题号123456 N2↑+6H0③X0.896(2)①负CHCH20H+023—H20+ 答案BCD D DA CH,COOH②从左向右 1,B解析：酸性锌锰干电池的锌筒作负极，锌失去电子发生氧化反应 解析：(1)①在空气中，微生物将垃圾渗透液硝化.NH:被O2氧化 生成锌离子，A正确：手机、照相机、摄像机等电子产品所用的电池在 为N0;.该反应的离子方程式为NHi+202一NO+H,0+2H: 放电后可以再次充电，都是二次电池，B错误：高纯硅为性能优良的 2Y电极上NO,结合H转化为N2和H,0.发生了还原反应，为正 半导体材料，可以用于制造人造卫尾的太阳能电池，C正确：化学电 极，其电被反应式为2N0+12+10e一N,↑+6H0:3原电池中 源放电时发生氧化还原反应，是一种将化学能转化为电能的装置， 阴离子向负极移动，所以C向X极移动：负极反应式为2H,-6 D正确 一V,+6”,据正，负两极电极反应式得出原电池总反应式为 2.C解析：电子只能在外电路移动，不会进人海水，A错误：锌为话泼 3N0:+3H+5NH1一4N,+9H,0,转移0,15de生成n(N:)= 金属，若将镁换成锌，也可构成海水原电池，B错误：镁是活泼金属： 0.04ml,标准状况下体积为0.896L。(2)①X电极上乙醇发生氧化 镁能与水反应，所以能发生副反应：Mg+2H,0—Mg(0H),+H2↑， 反应转化成乙酸，为负极，其电池总反应式为CH,CH,OH+0, C正确：电池放电时，正极发生还原反应，AgC1是难溶物，电极反应式 C,C00H+,0:②原电池工作时阳离子向正极移动，所以质子通过 为AgC1+e一Ag+C,D错误。 3.D解析：由图可知，b电极上二氧化碳发生还原反应得到甲烷，为正 交换膜从左向右迁移 极，电极反应式为C02+8H+8cCH,+2H20.所以n为H',则m 专题突破10 新型化学电源 为0H,B,C正确：a电极为负极，氢氧根离子失去电子发生氧化反 应，电极反应式为40用-4e°一2H,0+02↑，A正确：每生成1.6g 黑题 专题强化塔 CH,即生成0.1 mol CH,电池的总反度为C02+2H0=CH 题号1234 +202.故总共消耗02m水.即3.6g,D错误。 答案BBCA 4.D解析：根据Ⅱ的现象，检流计指针向左偏转，说明Ⅱ中铝为负极， 铝与稀硫酸反应生成氢气，其电极反应是A1-3e一A,故A正 1.B解析：放电时为原电池，原电池中阳离子移向正极，根据锂离子的 确：Ⅲ中检流计指针先向左偏转，后逐渐归零，说明F和A!表面形 移动方向可知铜箔为正极，发生还原反应，铝箱为负极，发生氧化反 成致密的氧化膜，阳止了电极反应的进行，故B正确：W中检流计指 应，充电时为电解池，铜箱上发生氧化反应，为阳极，阳极电极反应式 针迅速向右偏转，说明F为负极，逐渐溶解，发生了氧化反应，故 为LiFePO,-x-xe一xF和PO,+(I-x)LiFePO,.铅箔发生还原反 C正确：上述实验表明：相同条件下，A在浓HNO,中更稳定，Fe在 应，为阴极，放电时为原电池，电子由负极铝箔流出，沿导线流向正极 浓H,50中更稳定，故D错误 铜箔，A正确：放电时为原电池，电解质溶液中阳离子向正极移动，则 5.D解析：由题意知.活泼金属锌失去电子发生氧化反应，为负极，N 山'通过隔膜移向正极，B错误：山能与水反应，则该电池不能选用锂 极是负极，A错误：N极锌失去电子，电极反应为Z如-2e+40川一 盐水溶液作为电解质溶液，C正确：原电池放电时，正极，负极反应 [Za(OH),]2,B错误：原电池中阴离子向负极移动，OH向N极迁 式正好与阳极，阴极反应式相反，所以正极反应式为FPO,+xl广+ 移，C错误：负极上发生反应Zm-2e+40H一「7n(0H),]2,1mdl e—rLiFePO,+(1-x)FePO4.D正确 7m失去2mol电子，质量减少65g,若负极减轻32.5g电子较移 2.B解析：电极a中S0,转化为H,50,,发生氧化反应，则m电极为负 1mol,正极发生反应P02+2e+S0}+4H°一PhS0,+2H0,2mo 极，发生的电极反应为s02+2H20-2一S0后+4H:电极b中消 电子转移，正极由1olPb0,生成1 mol PbSe0,增重64g,则1mo电 耗02，则b电极为正极，阳离子向正极移动，则质子从电极a向电极 子转移增重32g.D正确。 b移动.A错误：电池总反应为2S02+2H0+02一2H,S0,,相同条 6.A解析：a极生成的H需要穿过X膜进人电解质中与HO5结合，X 件下，放电过程中消耗的S0,和02的体积比为2：1，B正确：电极a 膜是阳离子交换膜，A正确：在该原电池中，极通人氢气，发生氧化 附近发生的电极反应为S0,+2H,0-2S0+4H,C错误：电 反应，是原电池的负极，B错误：原电池不可能实现化学能与电能间 选择性必修第一册·RJ黑白题44