第六章 第一节 课时3 化学电源-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学必修第二册（人教版2019)

课时3化学电源 白题 基础过关 形时：15min 题型1一次电池 C.Pb02得电子，被氧化 1.下列说法中不正确的是 D.PbO2是电池的负极 A.普通干电池工作时将化学能转化为电能 题型3燃料电池 B.锌锰干电池中，锌电极是负极 5.(2024·河南郑州高一期中)燃料电池是日前 C.锌锰干电池属于一次电池 电池研究的热点之一。现有某课外小组自制 D.锌锰干电池中，锌电极发生还原反应 的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电 2.(2024·云南昆明高一期末)银锌纽扣电池广 极。下列叙述不正确的是 泛用于各种电子仪器，其原理如图所示，总反 应方程式为Ag,0+Zn+H,0一2Ag+ Zn(OH)2。下列说法错误的是 kOH溶液 金属外壳 A.a极是负极，该电极上发生氧化反应 衫锌负极司 B.b极反应是0，+2H,0+4e一40H 鱼化银正秘 C.总反应方程式为2H2+02一2H20 漫有KOI溶液的隔板 D.若将H2改成CH,则负极电极反应式为 A.锌为负极，发生氧化反应 CH,-8e+80HC02+6H20 B.OH由氧化银正极移向锌负极 6.(2024·四川德阳高一期末)液体燃料电池相 C.电子的移动方向：负极→用电器→正极 比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种 D.氧化银正极的电极反应式为Ag0+ 以液态肼(N,H,)为燃料的电池装置如图所 2e+2H'=2Ag+H20 示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，K0H 题型2二次电池 溶液作为电解质溶液。关于该电池的叙述正 3.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广 确的是 ( 泛应用，它的充放电反应按下式进行：C+ 负牧 2Ni0(OH)+2H,0 放电 Cd(OH)2+2Ni(OH)2。由 充电 一空气 此可知，该电池放电时的负极材料是( 离子 交莫 A.Cd B.Ni(OH)2 C.Cd(OH)2 D.NiO(OH) A.b极为该电池的负极 4.汽车的启动电源常用铅蓄电池。放电时电池 B.a极的反应式：N2H4+4OH-4e 反应为Pb02+P%+2H,S0,—2PbS0,+2H,0. N2↑+4H20 根据此反应判断下列说法正确的是 ( C.放电时，电流从a极经过负载流向b极 A.负极反应式：Pb-2e+S0=PhS0 D.OH由a电极通过离子交换膜向b电极 B.电池放电时，溶液的酸性增强 移动 第六章黑白题041 黑题 应用提优 限时：25min 1.(2024·江苏徐州高一月考)碱性电池具有容 ①写出甲中电池总反应的离子方程式： 量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应 用。以氢氧化钾溶液为电解质溶液的碱性锌 ②乙中铝片为 极，写出铝电极的电 锰电池，电池总反应式为Z(s)+ 极反应式为 2Mn0(s)+2H20(1)=Zn(0H)2(s)+ (2)我国科学家在太阳能光电催化一化学耦合 2Mn0(OH)(s)。下列说法正确的是( 分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所 A.电池工作时，锌电极附近的溶液碱性增强 示。b极为光能转化为电能的装置，该电极的电 B.电池工作时，外电路中每通过1mol电子， 极材料可用 (填化学式)，该装置的总 消耗65gZm 反应为 ,a极发生的反应为 C.电池正极的电极反应式为MnO,+H,O+e (填“氧化”或“还原”)反应 =MnO(OH)+0H H D.碱性锌锰电池为二次电池 2.(2023·河北邢台高一期末)镍氢电池因其高能 量密度、高重量比能量、充电速度快等优点而被 广泛用作动力电池，其装置示意图如图所示，放 压轴挑战 电反应为NiOOH+MH —Ni(OH)2+M(M为储 4.(2024·安徽合肥高一期末)锂 氢合金)。下列说法正确的是 ( 铜空气燃料电池容量高、成本低。 A.镍氢电池属于 该电池通过一种复杂的铜腐蚀 一次电池 NiOOH MH “现象”产生电能，放电时发生的反应为2Li+ B.MH中氢元素 电解质溶液 Cu,0+H,0一2Cu+2Li+20H,下列说法 的化合价 不正确的是 为-1 C.电解质溶液适合选用碱溶液 D.放电时，电解质溶液中阳离子向M田电极 附近迁移 有机储酸锌锂旧 3.化学电池是新能源和可再生能源的重要组成 电解质悠电解质 碱溶液 部分。根据所学知识，回答下列问题： A.有机电解质不可以换成NaCl溶液 (1)甲、乙两位同学想探究铝电极在原电池中 B.放电时，正极的电极反应式为Cu,O+ 的作用，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同 H,0+2e=2Cu+20H 学将电极放入稀硫酸中，乙同学将电极放 入NaOH溶液中，实验装置如图所示。 C.放电时，若有0.01 mol Li'透过周体电解质 时，标准状况下参与反应的02体积为0.56L D.整个反应过程中，总反应为4Li+02+2H,0 =4LiOH 进阶突破拔高练P烟 必修第二册RJ黑白题042四归纳总结 1.C解析：C比Ag活泼，Ag无法置换硫酸制溶液中的铜，不存在自 原电池的组成条件 发的氧化还原反应，不能实现化学能转化为电能，A错误：Zm比C知 ①有自发进行的氧化还原反应： 活泼，故Zn(a)作负极，Cu(b)作正极，正极发生还原反应，B错误：锌 ②有两个活泼性不同的电极（金属与金属或金属与能导电的非金 比银活泼，锌为负极，银为正极，负极反应式为Zn-2e一Zn2,正 属，燃料电池除外)： 极反应式为Cu2“+2e=Cu,转移0.2mol电子，生成0.1 mol Cu, ③有电解质溶液（戏格融电解质）： 即正极质量增加0.1mol×64g·mol1=6.4g,C正确：铁比铜活泼，但 ④形成闭合回路。 铁遇浓硝酸会纯化，故钥作负极，负极反应式为Cu-2e一C2, 四个条件必须同时具备，缺一不可 D错误。 2.C解析：纯铜片和纯锌片、稀硫酸组成原电池，由图可知b电极处有 2.C解析：HNO,+NOH一NNO3+H20为非氧化还原反应，不能设 氢气生成，则b为纯铜片，b为正极，a为纯锌片，a为负极，A错误：在 计成原电池，A错误：2H,0一2H,+02,C+00,高墨2C0为非自发 原电池中，阳离子移向正极，H向b极移动，B错误；当量筒中收集到 的氧化还原反应，不能设计成原电池，B、D错误：2CH,0H+302 672mL(标准状况下)气体，则n(H2)=0.672L÷22.4L·mol1= 一2C0,+4H,0为自发的氧化还原反应，能设计成原电池，C正确。 0.03ml,已知b上的电极反应式为2H+2e一H2↑，则通过导线 3.A解析：原电池是将化学能转变为电能的装置，A正确：构成原电池 的电子的物质的量为0.06mdl,C正确：如果将a、b两电极的电极材 的正极和负极必须是两种活动性不同的电极，可以是两种不同金属， 料对调，则右边为锌失电子作负极，左边为铜作正极，氢离子得电子 也可以是一种金属和一种能导电的非金属（然料电池除外），B错误： 生成氢气，则左边上有氢气生成，所以U形管中左端液面下降，右端 在原电池中，负极失电子，被氧化，电子从负极流出，C错误：原电池 液面上升，D错误。 放电时，在电解质溶液中阳离子移向正极，D错误。 3.(1)B(2)如下图 4.B解析：原电池中电子由负极沿导线流人正极，则由Z片通过导线 流向Cu片，A正确：Cu作正极，正极电极反应为2H+2e一H2↑， 则一段时间后，溶液的pH增大，B不正确：将Zm片换成Fe片，Cu片 仍为正极，F片为负极，所以电路中电流方向不变，C正确：将稀硫酸 换成柠檬汁，仍可构成原电池，导线中也会有电子移动，D正确。 氧化快 四归纳总结 溶液 原电池的工作原理 解析：(1)原电池反应必须是自发进行的氧化还原反应，A反应中客 还原性较弱的 元素化合价不变，所以不是氧化还原反应，不能设计成原电池：B反 还原 正极 电子 电流 金属或能导电 的非金属 反应 流入厂流出 应中FCL,中Fe的化合价由+3变为+2，单质铁中Fe的化合价由0 变为+2，所以有电子转移，能设计成原电池。(2)可以用活浚的金属 反类 F作负极，石墨棒作正极，电解质溶液为氯化铁溶液，电子从负极流 池 电极材料 向正极，形成闭合回路。 负极 还原性较强的 氧化 电子 电流 金 反应 流出 流入 压轴挑战 4.(1)①2H+2e—H2↑②1.2(2)Mg>Zm>Cu(3)①2a+ 5.A 40H-2e-[Zn(0H),]2②Zn→导线+Mg(4)另一电极的 重难聚焦 活动性及电解质溶液的化学性质（或其他合理答案） 6.(1)2Ht+2e—H2↑(2)Cu-2e—Cu22Ag+2e—2Ag 解析：(1)①Mg、Z都能与稀盐酸反应，镁的活动性比锌强，因此镁 Cu+2AgCu2“+2Ag(3)Cu石题（其他合理答案也可） 为负极，锌为正极；②负极的电极反应式为Mg-20一Mg2·,每转移 FcCl,溶液（其他合理答案也可） 0.1mod电子，负极消耗0.05 mol Mg,域少的质量为0.05mdl× 解析：(1)若溶液C为稀H,S0,电流表指针发生偏转，则表明电路 24g·m1=1.2g。(3)①电流表指针偏向Mg,说明Mg为正极，Za 中有电子通过，B电极材料为Fe且作负极，则A电极为正极，得 为负极，则负极的电极反应式为Za+40H-2e一[m(0H)4了2； 电子生成H2。(2)若溶液C为AgNO3溶液，A电极材料为铜，B电 ②外电路中电子从负极经导线流向正极，即流动方向为Z→导线 极材料为银。则铜为负极，银为正极，负极上C失电子生成 →Mg。(4)根据实验1、实验2说明问种电解质溶液中一个电极失去 Cu2,正极上Ag得电子生成Ag,总反应的离子方程式为Cu+2Ag 电子还是得到电子与另一电极的活动性有关，根据实验3说明影响 —Cu2+2Ag。(3)若需将反应Cu+2Fe3—Cu2++2Fe2设计成如 电极在原电池中得到或失去电子的因素与电解质溶液的化学性 题图所示的原电池装置，则失电子的金属为负极材料，得电子的金属 质有关，因此可总结出影响Z电极在原电池中得到或失去电子的因 离子为电解质溶液中的阳离子，所以负极A材料为C山，正极B材料 素为另一电极的活动性及电解质溶液的化学性质。 为石墨（其他合理答案也可），溶液C为FC,溶液（其他合理答案 课时3化学电源 也可)。 白晒 基础过关 四易错提醒 题号 1 2 3456 原电池中一般是活波金属作负极，但应具体情况具体分析。既要 考虑金属活动性强弱，也要考虑电解质溶液性质。如Mg一 答案DDAADB A一HCI客液构成的原电池中，负极为Mg:但是Mg一A一NnOH 】.D解析：普通干电池工作时将化学能转化为电能，A正确：锌锰干电 溶液构成的原电池中，负极为A1,正极为Mg。 池中，锌电极是负极，B正确：锌锰干电池属于一次电池，C正确：锌 锰干电池中，锌是负极，负极发生氧化反应，D错误。 应用 2.D解析：根据总反应式可知，氧化银为正极，发生还原反应，电极反 应式为Ag20+2e+H20一2Ag+20H,D错误。 题号 1 2 答案C ,故电cd(oH)+ 3.A解析：从总反应式Cd+2Ni0(0阳)+2H,0充电 2Ni(OH)2可以看出，放电时.Cd由0价升高到+2价，Ni由+3价降 必修第二册·RJ黑白题16 低到+2价，所以负极材料是Cd,故选A。 的方程式为41i+02+2H20一410H,D正确。 4.A解析：该装置放电时P%作负极，负极失电子发生氧化反应，负极 专题探究5 新型化学电池原理分析 反应式为P-2e+S0子一PhS0,A正确：电池放电时，正极反应 式为Pb02+2e+S0+4H一PhS0,+2H20,消耗氢离子，溶液的酸 专预强化 性减弱，B错误：电池放电时，bO,作正极得电子，被还原，C、D 错误。 题号1234 5.D解析：氢氧燃料电泡工作时，通入氢气的一极("极)为电池的负 答案BCDB 极，发生氧化反应，A正确：通人氧气的一极(b极)为电池的正极，发 1,B解析：“全氢电池”工作时是原电池反应，能量变化是将化学能转 生还原反应，正极反应为02+2H,0+4e一40H,B正确：氢氧燃 化为电能，A正确：由工作原理图可知，左边溶液为碱性，右边溶液为 料电池的总反应方程式为2H2+02一2H20,C正确：若将H2改成 酸性，所以离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发 CH,,碱性环境下甲烷在负极转化为碳酸根离子，侧负极电极反应式 生中和，因此该离子交换膜不能允许H和OH通过，B错误：根据氢 为CH-8e+100H=C0+7H20,D错误。 气的进出方向可知，氢气在吸附层A上发生氧化反应，化合价由0价 6.B解析：通人氧化剂空气的电极b为正极，A错误；a极通人燃料，为 变成+1价.吸附层A为负极，电极反应为H2-2e+20H一2H20. 负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N,H,+4OH- C正确：根据C的分析可知，右边吸附层B为正极，发生了还原反 4e一N2T+4H20,B正确：放电时电流从正极流向负极，即电流由 应，正极电极反应是2H++2e一H21,因此总反应为H+OH b极经过负载流向a极，C错误：该原电池工作时，正极上生成OH, —H20,H2可循环使用，基本不需要补充，D正确。 负极消耗0H,生成的0川需要移向负极，所以离子交换膜要选取阴 2.C解析：锂是活泼金属，锂能与乙醇反应，有机电解液不能是乙 离子交换膜，0H由b电极通过离子交换膜向a电极移动，D错误。 醇，A错误：放电时，金属山作负极，锂电极失电子发生氧化反应， 应用提优 B错误：放电时，负极山失电子生成，电极反应式为Li-e —,正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为2H,0+ 题号1 2 4 02+4e一40H,消耗1mol氧气转移4mol电子，锂电极反应 答案CCC 4 mol Li,减少质量为4molx7g·mdl1=28g,C正确：由于水性电解 1,C解析：电池工作时，Z电极为负极，负极上Zm失电子结合氢氧根 质的成分也发生了变化，在更换锂电极的同时，也要更换水性电解 离子生成Z(OH)2,因此锌电极附近的溶液碱性减弱，A错误：负极 液，D错误。 上电极反应为Zn-2c+20H一Zn(0H)2,外电路中每通过1mol 3.D解析：加人少量KI固体，可以发生反应Mn02+3+4H 电子，消耗7m0.5mol,质量为32.5g,B错误：电池正极上Mn02得电 —M2+15+2H20,5+2e一3引，可以让5在正极继续得电子， 子结合水生成MnO(0H)和氢氧根离子，电极反应为MnO2+H,0+e 恢复损失的能量，A正确：Z知电极为负极，因此放电时，电子由锌电 极经负载流向碳电极，B正确：放电时，若消耗1 mol Zn即转移2mol 一MO(OH)+OH,C正确：碱性锌锰电池是一次电池，D错误。 电子，2molH通过质子交换膜进人正极区域，1molM0,溶解，正 2.C解析：根据放电反应NiOOH+MH一Ni(OH)2+M(M为储氢合 金)，可判断M田为电源的负极，被氧化，化合价升高，NO0H为电源 极区电解质溶液理论上增重2g+87g=89g,C正确：放电时，负极每 消耗1 mol Zn,转移2mol电子，则会有2malH通过质子交换膜进 的正极，被还原，化合价降低。由题目信息可知，镍氢电池可充电，属 入正极，通过质子交换膜的H与生成的7n2+的个数之比为2：1，D 于二次电池，A错误：M为储氢合金，一毅H以原子形式储存在金属 不正确。 空隙中，因此H显0价，B错误：NOOH、Ni(OH)2均会溶于酸，故电 4.B解析：由图可知，放电时，a极为原电池正极，锂离子作用下FPO 解质溶液适合选用碱溶液，C正确：根据分析，原电池中阳离子向正 在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4,b极为负极，Li,T下，02 极(NiOOH)定向移动，D错误。 在负极失去电子发生氧化反应生成i,T,02。放电时，a极为原电 3.(1)①Mg+2H'Mg+H2↑②负Al-3e+40H 池正极，b极为负极，则阳离子锂离子移向正极a极，A正确：放电 光照 [A1(0H)4]°(2)SiH2S 催化剂书，+S!氧化 时，1i,,02在负极失去电子发生氧化反应生成4i,02,铁元素 解析：(1)①甲中A1和Mg均能和盐酸反应，但是Mg金属性较A1 的化合价升高，山元素的化合价不变，B错误：放电时，a极为原电 强，所以总反应为Mg和盐酸反应：②乙中只有1能和氢氧化钠溶液 池正极，锂离子作用下FPO4在正极得到电子发生还原反应生 反应，所以A1作负极。(2)该电池为太阳能光电催化分解H,S的装 成LFeP0,电极反应式为FcPO,+Li+e一LiFePO4,C正确：放电 置，b极将光能转化为电能，故可用S:作电极：该装置发生的有关反 时总反应为3FeP0,+i,T,02=3LFeP04+li,T,02,则外电路转 应为H2S+2Fe=2H+S↓+2Fe2(a极区)、2Fe2-2e 移1l电子时，负极质量减少7g,正极质量增加7g,两极质量变化 2Fe3(m极)、2H+2e一H2↑(b极)，这三个反应相加，结合反应 差为14g,D正确。 条件得到感反应为叫3浸品S:电板发生氧化反度。 第一节 阶段综合 压轴挑战 阶段强化 4.C解析：根据放电过程中总反应：2L山+Cu20+H20一2Cu+ 题号123456 2L°+20H可知，L山元素化合价由0价变为+1价，Cu元素化合价 由+1价变为0价，则1i为负极，电极反应式为Ii-e一i,Cu电 答案AAC CD D 极为正极，电极反应式为Cu20+H20+2c一2Cu+20H,放电时电 1.A解析：阳光照射，贮存氢气，将光能转化为化学能，氢气燃料电池 解质中阳离子向正极移动。锂是活泼金属，能与溶液中的水发生反 的使用，将化学能转化为电能，电能再转化为机械能，故选A。 应，不能将有机电解质换成NC1溶液，A正确：正极电极反应式为 2.A解析：Mg与稀盐酸反应生成MgC2、H2,反应放出热量，使烧杯内 C20+H20+2e—2Cu+20H,B正确：i带正电荷，应向正极移 石灰水溶液温度升高，C(OH)z溶解度降低而结品析出，因此看到 动，若有0.01m0li透过固体电解质时，标准状况下参与反应的0： 烧杯内有固体析出，可证明反应是放热反应，A符合题意：硝酸铵同 为0.01m=0.025ml,体积为0.056L,C错误；根据反应的方程式 体溶解吸热，导致广口瓶中气体压强减小，使U形管中液面出现左高 右低的现象，且该变化是物质的溶解过程，不是发生化学反应，B不 4Cu+02=2Cu20和2i+Cu20+H20—2Cu+2Li+20H,可得总 符合题意：向NHCO3中加入盐酸，二者发生反应后使温度计水银柱 正本参考答案黑白题17