第1章 第2节 第2课时 化学电源-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1五维课堂Word课时作业（鲁科版2019）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(双选)电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　) A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅 解析：CD　[选项A中Zn—Mn干电池中作负极的是Zn，石墨作电池的正极，只起导电的作用，被腐蚀的是Zn；选项B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能。] 2．氢氧燃料电池是一种能在航天飞机上使用的特殊电池，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法中不正确的是(　　) A．由于A、B两电极没有活动性差别，不能构成原电池 B．A电极是负极，电极上发生氧化反应 C．产物为无污染的水，属于环境友好的绿色电池 D．外电路中电流由B电极通过导线流向A电极 解析：A　[A项，燃料电池中电极的活泼性可以是相同的，通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，错误；B项，A电极通入的是氢气，H2为负极反应物，电极上发生氧化反应，正确；C项，氢氧燃料电池反应产物为无污染的水，属于环境友好的绿色电池，正确；D项，B电极是正极，则外电路中电流由B电极通过导线流向A电极，正确。] 3．如图所示是几种常见的化学电源示意图，下列有关说法不正确的是(　　) A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g 解析：D　[干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，C正确；铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，D错误。] 4．碱性电池具有容量大、放电电流大等特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰干电池以氢氧化钾为电解质，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2。下列说法错误的是(　　) A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－=== Mn(OH)2＋2OH－ C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，理论上锌的质量减小6.5 g 解析：C　[根据电池总反应式可知负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，正极反应式为MnO2＋2e－＋2H2O===Mn(OH)2＋2OH－，A、B项正确；电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，C项错误；外电路中每通过0.2 mol电子，有0.1 mol锌参加反应，其质量为6.5 g，D项正确。] 5．锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法中正确的是(　　) A．Li是正极，MnO2是负极 B．放电时负极的反应：Li－e－===Li＋ C．放电时正极的反应：MnO＋e－===MnO2 D．电池放电时，产生高锰酸根离子 解析：B　[Li在负极发生反应：Li－e－===Li＋，MnO2在正极发生反应：MnO2＋e－===MnO。] 6．(双选)据报道，以硼氢化合物NaBH4(硼元素的化合价为＋3)和H2O2作原料的燃料电池可用作通信卫星电源，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电池放电时Na＋从a极区移向b极区 B．电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用 C．每消耗1 mol H2O2，转移的电子为1 mol D．该电池的正极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O 解析：AB　[由装置图可知，H2O2得电子化合价降低，所以b为正极，a为负极，原电池中阳离子向正极移动。 负极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O。每消耗1 mol H2O2，转移的电子为2 mol。] 7．研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中该电池的总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列有关“水”电池在海水中放电的说法正确的是(　　) A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C．Na＋不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物 解析：B　[原电池的正极得电子发生还原反应，A项错误；每生成1 mol Na2Mn5O10有2 mol Ag被氧化，转移2 mol电子，B项正确；原电池中的阳离子移向正极，所以Na＋不断向“水”电池的正极移动，C项错误；银的化合价升高被氧化，AgCl是氧化产物，D项错误。] 8．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(　　) A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 解析：A　[图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极上电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，负极上有CO2产生，故A错误；B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确；C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确；D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。] 9．目前，人们正在研究一种高能电池——钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的β－Al2O3陶瓷作固体电解质，电池反应式为2Na＋xSNa2Sx，以下说法正确的是(　　) A．放电时，Na作正极，S作负极 B．充电时，钠电极与外接电源的正极相连 C．若用此电池电解硝酸银溶液，则当阳极上产生标准状况下的气体1.12 L时，消耗金属钠4.6 g D．充电时，阴极发生的反应为S－2e－===xS 解析：C　[放电时，负极失电子被氧化，所以Na作负极，S作正极，A项错误；充电时，钠电极上发生还原反应，作阴极，钠电极与外接电源的负极相连，B项错误；电解AgNO3溶液时，阳极上得到O2，根据电子守恒可知生成1.12 L(标准状况)氧气和消耗4.6 g金属钠时，转移的电子都是0.2 mol，C项正确；充电时，阴极上Na＋得电子被还原，D项错误。] 10．金属(M)—空气电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．金属M作电池负极 B．M2＋移向金属(M)电极 C．正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．电池反应为2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2 解析：B　[M失去电子作负极，A正确；原电池中阳离子向正极移动，则M2＋移向正极，金属(M)电极是负极，B错误；正极上氧气得到电子，则正极的电极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C正确；M失去电子、氧气得到电子，则电池总反应为2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2，D正确。] 11．航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能，我国发射的“神舟”五号载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。 (1)负极上的电极反应式为________________________________________________________________________。 (2)消耗标准状况下的5.6 L O2时，有　________　 mol电子发生转移。 (3)开始放电时，正极附近溶液的pH　________　 (填“增大”“减少”或“不变”)。 解析：(1)根据总反应的化学方程式知CH4～CO，碳元素的化合价由－4价→＋4价，则有CH4－8e－→CO，根据电荷守恒，左边应配10个OH－，最后根据质量守恒得：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。 (2)正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，标准状况下5.6 LO2的物质的量为0.25 mol，故得电子的物质的量为0.25 mol×4＝1 mol。(3)由于正极生成OH－，故其附近的pH增大。 答案：(1)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O (2)1　(3)增大 12．CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。 回答下列问题： O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 (1)电池的负极反应式：__________________________________________________。 电池的正极反应式：6O2＋6e－===6O； 6CO2＋6O===3C2O＋6O2。 反应过程中O2的作用是____________________________________________________。 (2)该电池的总反应式： ______________________________________________________。 解析：(1)Al—CO2电池中，Al为负极，反应式为Al－3e－===Al3＋(或2Al－6e－===2Al3＋)。根据电池的正极反应式可知O2的作用是作催化剂。(2)将正、负极两个电极反应式相加，可得电池的总反应式为2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3。 答案：(1)Al－3e－===Al3＋(或2Al－6e－===2Al3＋)　催化剂　(2)2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3 13．(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且其用于高铁电池的研制也在进行中。如图甲是高铁电池的模拟实验装置： ①该电池放电时正极的电极反应为__________________________________ ________________________________________________________________________。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向　________　(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向　________　(填“左”或“右”)移动。 ③图乙为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有________________________________________________________________________。 (2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能、又能固氮的新型燃料电池，装置如图丙所示，电池正极的电极反应为 ________________________________________________________________________， A是　________　(填物质名称)， (3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图丁所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固熔体)内自由移动，工作时O2－的移动方向　________　(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应为_____________________________________。 解析：(1)①放电时，高铁酸钾在正极发生还原反应，电极反应为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－。②电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子应向正极移动即向左移动。③根据高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。 (2)该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失去电子在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应为N2＋8H＋＋6e－===2NH，NH与Cl－结合生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液，即A是氯化铵。 (3)工作时电极b作正极，O2－由电极b移向电极a；该装置是原电池，通入CO的电极a是负极，负极上CO失去电子发生氧化反应，电极反应为CO＋O2－－2e－===CO2。 答案：(1)①FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－　②右　左　③使用时间长、工作电压稳定 (2)N2＋8H＋＋6e－===2NH　氯化铵 (3)从b到a　CO＋O2－－2e－===CO2 学科网（北京）股份有限公司 $$