专题1 第2单元 第2课时 化学电源（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版）河北专版

1．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。下列叙述不正确的是(　　) A．放电时负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．充电时阳极反应：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化 D．放电时正极附近溶液的碱性增强 解析　该电池放电时负极发生氧化反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；正极发生还原反应：FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，电极附近溶液碱性增强，A、D正确，C错误；充电时阳极发生氧化反应：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O，B正确。 答案　C 2．(2024·盐城检测)糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC)，它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是(　　) A．该电池不宜在高温下工作 B．若该电池为酸性介质，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O C．放电过程中，电池内阳离子向正极迁移 D．若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋ 解析　A中酶在高温下会失去活性，正确；B中如该电池为酸性介质，则H＋会在正极与O2发生反应，正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，正确；C中电池工作时阳离子移向正极，正确；D中碱性介质，电极反应式不能出现H＋，错误。 答案　D 3．(2024·全国甲卷) 科学家使用δ­MnO2研制了一种MnO2­Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是(　　) A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2===ZnMn2O4 C．放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 解析　Zn具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以MnO2电极为正极，Zn电极为负极，则充电时MnO2电极为阳极、Zn电极为阴极。充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A不正确；放电时，负极的电极反应为Zn－2e－===Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2+＋2e－===Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－，C正确；放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol电子，由正极的主要反应MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020 mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D不正确；综上所述，本题选C。 答案　C 4．钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na＋)为电解质，其原理如图所示： 下列说法正确的是 (　　) A．放电时，电极A为正极 B．充电时，Na＋从电极A向电极B迁移 C．充电时，电极B反应式为S－2e－===xS D．该电池工作的适宜温度应控制在25 ℃左右 解析　放电时，熔融Na发生氧化反应，电极A为负极，A错误；充电时，电极A为阴极，电极B为阳极，阳离子从阳极向阴极迁移，B错误；充电时，阳极上S失电子，发生氧化反应，电极反应式为S－2e－===xS，C正确；该电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠分别作为两个电极的反应物，因此该电池工作时应保证Na、S均为熔融状态，而25 ℃左右时Na、S均为固态，D错误。 答案　C 5．新华网报道，我国高温固体氧化物燃料电池技术研发取得新突破。科学家利用该技术实现了废气资源回收能量，并得到单质硫原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电极b为电池负极 B．电极a上的电极反应为：2H2S＋2O2-－4e－===S2＋2H2O C．该电池消耗1 mol H2S转化成的电能理论上等于其燃烧热值 D．电路中每通过4 mol电子，正极消耗448 L H2S 解析　电极b为电池正极，氧化剂氧气要得到电子化合价降低，A错误；由装置分析，可知硫化氢在负极失去电子同时结合氧离子生成硫单质和水，电极a上的电极反应为：2H2S＋2O2-－4e－===S2＋2H2O，B正确；该电池消耗1 mol H2S转化成的电能理论上不等于其燃烧热值，硫化氢燃烧要生成二氧化硫，释放的热量更多，C错误；H2S体积未给标况，无法计算其物质的量，D错误。 答案　B 6．下图是新型镁­锂双离子二次电池。下列关于该电池的说法不正确的是(　　) A．放电时，Li＋由左向右移动 B．放电时，正极的电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4 C．充电时，外加电源的正极与Y相连 D．充电时，导线上每通过1 mol e－，左室溶液质量减轻12 g 解析　二次电池先判断放电时的正负极，根据电极材料知，Mg作负极，反应式为Mg－2e－===Mg2+，正极发生还原反应，Fe元素化合价降低，反应式为Li1－x FePO4＋xe－＋xLi＋===LiFePO4，放电时，阳离子向正极移动，A正确；根据分析，B正确；Mg作负极，充电时作阴极，X与电源负极相连，则Y与外加电源正极相连，C正确；充电时，左室反应为放电时的逆反应，反应式为Mg2+＋2e－===Mg，每通过1 mol e－，则产生0.5 mol Mg，Mg2+减少12 g，但是Li＋从右室转移至左室1 mol，又增加了7 g，左室溶液共减轻5 g，D错误。 答案　D 7．(2024·新课标卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是(　　) A．电池总反应为：2C6H12O6＋O2===2C6H12O7 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入 D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a 解析　该电池的总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7，A正确；由题图可知，b电极上发生转化：CuO→Cu2O→CuO，反应前后CuO的性质和数目不变，故b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；根据负极的电极反应式可知当消耗18 mg(0.1 mmol)葡萄糖时，转移0.2 mmol电子，故理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；原电池中，阳离子向正极迁移，由分析知，b电极为负极，a电极为正极，故两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a，D正确。 答案　C 8．负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A．Ag作原电池正极 B．电子由Ag经活性炭流向Pt C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ 解析　O2在Pt电极得电子发生还原反应，Ag失去电子与溶液中的Cl－反应生成AgCl，Ag为负极，A错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移电子2 mol，而2 mol Cl－失去2 mol电子，故最多去除2 mol Cl－，D错误。 答案　B 9．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2PbSO4＋2H2O。请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)： (1)放电时：正极的电极反应式是_____________________________________；电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加____________g。 (2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________、B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________。 解析　(1)放电相当于原电池，充电相当于电解池。原电池中正极得到电子，发生还原反应，根据总反应式可知铅是负极，二氧化铅是正极。所以蓄电池中正极电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O。放电时消耗硫酸，因此硫酸浓度将减小。负极电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，所以通过1 mol电子时，负极质量增加为0.5 mol×303 g·mol-1－0.5 mol×207 g· mol-1＝48 g。(2)根据装置图可判断A和电源的负极相连，作阴极，得到电子发生还原反应，电极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO。B和电源的正极相连，作阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋4H＋＋SO。所以A极生成铅，B极生成二氧化铅，因此蓄电池的正负极的极性将对换。 答案　(1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O　小　48 　(2)Pb　PbO2　对换 10．直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。 (1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为________。 (2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为_____________________ ___________________________________________________，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断降低，其原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为________________________________________________________________________， 通过质子交换膜的离子是________。 (4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极________(填“a”或“b”)移动，电极b上发生的电极反应式为______________________ _______________________________________________________________________。 答案　(1)O2 (2)C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O　空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液碱性，同时反应中也会消耗KOH (3)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　H＋ (4)a　O2＋2CO2＋4e－===2CO 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$