专题1 第2单元 第2课时 化学电源-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评全书Word（苏教版2019）

化学　选择性必修1　作业与测评(苏教) 第2课时　化学电源 (建议用时：10分钟) 考点一　一次电池 1.(江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．电池工作时，MnO2发生氧化反应 B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 答案：C 解析：Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，A错误；电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×1023，D错误。 2．Mg­AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－，有关该电池的说法正确的是(　　) A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．不能被KCl溶液激活 D．可用于海上应急照明供电 答案：D 解析：Mg是还原剂，AgCl是氧化剂，故金属Mg作负极，A错误；金属Mg作负极，其电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，B错误；因为该电池能被海水激活，故KCl溶液也可以激活该电池，C错误。 3．银铝电池具有能量密度高的优点，其工作原理如图所示，电池放电时的反应为2Al＋3Ag2O＋2NaOH===2NaAlO2＋6Ag＋H2O。 下列说法错误的是(　　) A．Al为电池负极 B．正极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ C．放电时负极区pH增大 D．放电时Na＋通过交换膜向右侧移动 答案：C 解析：放电时Al被氧化，因此Al为电池负极，A正确；Ag2O为电池正极，放电时被还原成Ag，电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，B正确；负极的电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，反应时负极区c(OH－)减小，则pH减小，C错误；电池放电时，阳离子移向正极，因此Na＋通过交换膜向右侧移动，D正确。 考点二　二次电池 4．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是2PbSO4＋2H2OPbO2＋Pb＋2H2SO4。下列对铅蓄电池的说法错误的是(　　) A．需要定期补充硫酸 B．工作时铅是负极，PbO2是正极 C．工作时负极上发生的反应是Pb－2e－＋SO===PbSO4 D．工作时电解质溶液的密度减小 答案：A 解析：铅蓄电池充电和放电是两个相反的过程，硫酸在使用过程中没有损耗，不需要定期补充。 5．镍－镉电池是一种可充电的“干电池”，镍－镉电池的总反应为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。镍－镉电池的负极材料是(　　) A．Cd B．NiO(OH) C．Ni(OH)2 D．Cd(OH)2 答案：A 6．某种锂电池的反应原理为FePO4＋LiLiFePO4，内部为能够导电的固体电解质。下列有关该电池说法正确的是(　　) A．可加入硫酸以提高电解质的导电性 B．放电时电池内部Li＋向负极移动 C．放电时，Li发生还原反应 D．放电时正极反应为FePO4＋e－＋Li＋===LiFePO4 答案：D 考点三　燃料电池 7．如图为氢氧燃料电池工作原理示意图，下列叙述不正确的是(　　) A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 答案：B 8．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化成氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为(　　) A．H2＋2OH－－2e－===2H2O B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．H2－2e－===2H＋ D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 答案：C 解析：负极失电子，则B、D错误；电解质为磷酸，故A错误，C正确。 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列说法错误的是(　　) A．化学电源是将化学能转化为电能的装置 B．化学电源中电解质溶液的作用是传递电子 C．碱性锌锰电池以锌作负极，KOH为电解质 D．铅蓄电池是一种二次电池，以PbO2作正极 答案：B 解析：化学电源中，电子不会进入电解质溶液中，电解质溶液的作用是形成闭合回路，提供反应环境，有时还可提供反应物，B错误。 2．如图所示是铅蓄电池构造图，下列说法不正确的是(　　) A．铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，H＋移向Pb极 C．电池工作时，电子由Pb极通过外电路流向PbO2极 D．电池工作时，负极发生的反应是Pb－2e－＋SO===PbSO4 答案：B 3．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(　　) A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 答案：A 解析：铝作负极，铝失电子，中性溶液(NaCl)中的负极反应为Al－3e－===Al3＋，碱性溶液(NaOH)中的负极反应为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，B错误；在碱性电解液中总的电池反应式为4Al＋3O2＋4OH－===4AlO＋2H2O，溶液pH降低，C错误；电池工作时，电子从负极流向正极，D错误。 [方法技巧]　电极反应式的书写 4.如图所示为NH3­O2燃料电池装置，下列说法错误的是(　　) A．燃料电池可以把化学能全部转化为电能 B．电极b上的电极反应式为2NH3＋6OH－－6e－===N2＋6H2O C．电池工作时，O2得到电子，发生还原反应 D．电池工作时，溶液中的Na＋向电极a迁移 答案：A 5．锌－空气电池可用作电动车的动力电源。该电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2[Zn(OH)4]2－，下列有关说法不正确的是(　　) A．放电时，电解质溶液中K＋向正极移动 B．放电时，电路中通过4 mol电子，消耗22.4 L O2 C．充电时，通空气一极连接电源正极 D．充电时，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 答案：B 6.锂锰电池是最常见的一次性3 V锂电池，电池的总反应为Li＋MnO2===LiMnO2，电池结构如图所示，下列说法正确的是(　　) A．电解液可用氯化锂溶液代替 B．a极发生还原反应，电极反应式为Li－e－===Li＋ C．电池放电时，Li＋移向a极 D．电路中转移0.1 mol电子时，b极质量增重0.7 g 答案：D 解析：由总反应和电子移动方向可知，a极为电池的负极，锂在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li－e－===Li＋，b极为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。金属锂会和水发生反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解液不能用氯化锂溶液代替，故A错误；由分析可知B错误；由分析可知，a极为电池的负极，b极为电池的正极，所以电池放电时，阳离子锂离子向正极b移动，C错误；由b极电极反应式MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2，可知电路中转移0.1 mol电子时，b极质量增重0.1 mol×7 g/mol＝0.7 g，D正确。 7．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是(　　) A．电池总反应式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O B．若有0.4 mol e－转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动 D．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 答案：A 解析：酸性乙醇燃料电池的负极反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，正极上O2得电子，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，总反应式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，A正确，D错误；由正极反应式可知，若有0.4 mol e－转移，则应有0.1 mol氧气被还原，在标准状况下的体积为2.24 L，B错误；电解质溶液中的H＋应向正极移动，C错误。 [解题规律]　燃料电池电极反应式的书写方法 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应。例如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)中发生的反应： ①CH4＋2O2===CO2＋2H2O ②CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ①＋②得总反应式为 CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 第二步：写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，电解质溶液不同，其电极反应有所不同。常见的有以下四种情况： (1)酸性电解质溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)碱性电解质溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (3)固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式，电池的总反应式－正极反应式＝负极反应式。注意在将两个反应式相减时，要消去正极的反应物O2。 8．甲酸燃料电池与传统氢气燃料电池相比更容易储存和运输，如图是研究甲酸燃料电池性能的装置，两电极之间用阳离子交换膜隔开，下列说法错误的是(　　) A．电池工作时，电流由a电极经外电路流向b电极 B．负极的电极反应式为HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O C．放电时，1 mol HCOO－转化为KHCO3时，消耗0.5 mol O2 D．理论上每消耗1 mol O2，有4 mol K＋通过阳离子交换膜 答案：A 解析：b电极Fe3＋发生还原反应生成Fe2＋，b电极是正极、a电极是负极，电池工作时，电流由b电极经外电路流向a电极，故A错误；负极的电极反应式为HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O，故B正确；放电时，1 mol HCOO－转化为KHCO3时失2 mol电子，根据得失电子守恒，可知消耗0.5 mol O2，故C正确；理论上每消耗1 mol O2，转移4 mol电子，根据电荷守恒，有4 mol K＋由负极通过阳离子交换膜进入正极区，故D正确。 9．科学家开发了一种新型中温全瓷铁－空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是(　　) A．a极发生氧化反应 B．正极的电极反应为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－ C．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2 D．若有11.2 L(标准状况下)空气参与反应，则电路中有2 mol电子转移 答案：C 解析：由新型中温全瓷铁－空气电池的装置图可知，a极空气中氧气得电子发生还原反应，为正极；铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应，为负极。由分析可知A、B错误；有11.2 L(标准状况)空气参与反应，则氧气的物质的量为×＝0.1 mol，则电路中转移0.4 mol电子，D错误。 10.近年来AIST正在研制一种高容量、低成本的锂－铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程的离子方程式为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法不正确的是(　　) A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动 B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O D．整个反应过程中，铜相当于催化剂 答案：B 解析：放电时，锂是负极，发生失电子的氧化反应；在电池内部Li＋(阳离子)透过固体电解质向正极(铜电极)移动；由题意可知，通空气时铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O又转化成铜，整个反应过程中，铜相当于催化剂。 11．我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电池，其工作示意图如下。 下列说法错误的是(　　) A．放电时，K＋从负极向正极迁移 B．放电时，[Zn(OH)4]2－的生成说明Zn(OH)2具有两性 C．充电时，电池总反应为[Zn(OH)4]2－＋2S2O===Zn＋S4O＋4OH－ D．充电时，若生成1.0 mol S4O，则有4.0 mol K＋穿过离子交换膜 答案：D 解析：由电池装置图可知，放电时Zn为负极，电极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，多孔碳为正极，电极反应为S4O＋2e－===2S2O；充电时Zn为阴极，电极反应为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，多孔碳为阳极，电极反应为2S2O－2e－===S4O。由电极反应2S2O－2e－===S4O可知，生成1.0 mol S4O转移电子的物质的量为2.0 mol，应有2.0 mol K＋穿过离子交换膜，D错误。 12．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为电池的工作原理，图2为废水中Cr2O的浓度与其去除率的关系。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，M电极的电势高于N电极的电势 B．电池工作时，N极附近溶液pH减小 C．图2中Cr2O浓度较大时，其去除率下降，可能是Cr2O浓度较大造成还原菌失活所致 D．1 mol Cr2O被净化时，有8 mol H＋从质子交换膜右侧向左侧迁移 答案：C 解析：该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳，M极为负极；Cr2O在还原菌作用下被还原，N极为正极。M极为燃料电池的负极，则M极的电势低于N极的电势，A错误；正极的电极反应式为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，正极上的反应消耗氢离子，N极附近溶液中c(H＋)减小，pH增大，B错误；Cr2O具有强氧化性，能使蛋白质变性，浓度较大时，可能会造成还原菌失活，C正确；由B项分析可知，处理1 mol Cr2O转移电子的物质的量为6 mol，则有6 mol H＋从交换膜左侧向右侧迁移，D错误。 二、非选择题 13．(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构示意图如图所示： ①A电极为微生物燃料电池的________极。 ②正极的电极反应式为________________________________。 ③放电过程中，H＋由________(填“正”或“负”，下同)极区向________极区迁移。 ④在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是________。 (2)一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中一氧化碳的含量越高。 请回答下列问题： ①a极的电极反应式为__________________。 ②工作时，O2－由电极________(填“a”或“b”，下同)向电极________移动。 ③电子由电极________通过传感器流向电极________。 答案：(1)①正　②O2＋4H＋＋4e－===2H2O ③负　正　④22.4 L (2)①CO＋O2－－2e－===CO2　②b　a　③a　b 解析：(1)燃料电池通入O2的一极为正极，由图可知A电极为燃料电池的正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；B电极为燃料电池的负极，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋。放电过程中，H＋由负极区向正极区移动。葡萄糖燃料电池的总反应式为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，即1 mol O2～1 mol CO2，每消耗1 mol O2，理论上生成标准状况下的CO2气体22.4 L。 11 学科网（北京）股份有限公司 $$