第6章 专题探究5 新型化学电池原理分析-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

低到+2价，所以负极材料是Cd,故选A。 4.A解析：该装置放电时Pb作负极，负极失电子发生氧化反应，负极 反应式为Pb-2e+S0子一PbS04,A正确；电池放电时，正极反应 式为Pb02+2e+S02+4H+一PbS04+2H20,消耗氢离子，溶液的酸 性减弱，B错误：电池放电时，PbO,作正极得电子，被还原，C、D 错误。 5.D解析：氢氧燃料电池工作时，通入氢气的一极(a极)为电池的负 极，发生氧化反应，A正确；通入氧气的一极(b极)为电池的正极，发 生还原反应，正极反应为02+2H20+4e一40H,B正确；氢氧燃 料电池的总反应方程式为2H2+02一2H20,C正确；若将H2改成 CH,,碱性环境下甲烷在负极转化为碳酸根离子，则负极电极反应式 为CH4-8e+100H=C03+7H20,D错误。 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 负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4+40H- 4e=N2↑+4H20,B正确：放电时电流从正极流向负极，即电流由 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, 负极消耗OH,生成的OH需要移向负极，所以离子交换膜要选取阴 离子交换膜，OH由b电极通过离子交换膜向a电极移动，D错误。 黑题 应用提优 题号12 4 答案CCC 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 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 上电极反应为Zm-2e+20H一Zn(0H)2,外电路中每通过1mol 电子，消耗Zn0.5mol,质量为32.5g,B错误；电池正极上Mn02得电 子结合水生成MnO(OH)和氢氧根离子，电极反应为Mn02+H20+e 一MnO(OH)+OH,C正确：碱性锌锰电池是一次电池，D错误。 2.C解析：根据放电反应NiOOH+MH=Ni(OH),+M(M为储氢合 金)，可判断MH为电源的负极，被氧化，化合价升高，NiOOH为电源 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 于二次电池，A错误；M为储氢合金，一般H以原子形式储存在金属 空隙中，因此H显0价，B错误；NiOOH、Ni(OH)2均会溶于酸，故电 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 极(NiOOH)定向移动，D错误。 3.(1)①Mg+2H*=Mg2++H2↑②负A1-3e+40H [O,（2s4s！氯化 解析：(1)①甲中A1和Mg均能和盐酸反应，但是Mg金属性较Al 强，所以总反应为Mg和盐酸反应：②乙中只有A1能和氢氧化钠溶液 反应，所以A1作负极。(2)该电池为太阳能光电催化分解HS的装 置，b极将光能转化为电能，故可用Si作电极：该装置发生的有关反 应为H2S+2Fe3+=2H+S↓+2Fe2+(a极区)、2Fe2*-2e 2Fe3(a极)、2H*+2e=H2↑(b极)，这三个反应相加，结合反应 条件得到总反应为H马S耀H+S↓a电极发生氧化反应。 压轴挑战 4.C解析：根据放电过程中总反应：2Li+Cu20+H20一2Cu+ 2Li+20H~可知，Li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Li为负极，电极反应式为Li-e一Li*,Cu电 极为正极，电极反应式为Cu20+H20+2e一2Cu+20H,放电时电 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 应，不能将有机电解质换成NaCl溶液，A正确；正极电极反应式为 Cu20+H20+2e一2Cu+20H,B正确；Li*带正电荷，应向正极移 动，若有0.01mlLi透过固体电解质时，标准状况下参与反应的02 为0.01m0l=0.025ml,体积为0.056L,C错误；根据反应的方程式 4Cu+02—=2Cu20和2Li+Cu20+H20一2Cu+2Li*+20H,可得总 正本参考答案 的方程式为4Li+02+2H20—4Li0H,D正确。 专题探究5新型化学电池原理分析 黑题 专题强化 题号1234 答案BCDB 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 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 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 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 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 变成+1价，吸附层A为负极，电极反应为H2-2e+20H一2H20, 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 应，正极电极反应是2H++2eH2↑，因此总反应为H*+OH 一H20,H2可循环使用，基本不需要补充，D正确。 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 醇，A错误：放电时，金属L作负极，锂电极失电子发生氧化反应 B错误：放电时，负极Li失电子生成i,电极反应式为i-e 一Li+,正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为2H0+ 02+4e一40H,消耗1mol氧气转移4mol电子，锂电极反应 4 mol Li,减少质量为4mol×7g·mol1=28g,C正确；由于水性电解 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 液，D错误。 3.D解析：加入少量KI固体，可以发生反应Mn02+3I+4H =Mn2++5+2H20,I5+2e一3I,可以让I5在正极继续得电子 恢复损失的能量，A正确：Z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 电子，2molH*通过质子交换膜进入正极区域，1 mol MnO,溶解，正 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2molH*通过质子交换膜进 入正极，通过质子交换膜的H+与生成的Z2+的个数之比为2：1，D 不正确。 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FeP0 在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4,b极为负极，Li,Ti012 在负极失去电子发生氧化反应生成Li4Ti,02。放电时，a极为原电 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 时，Li7Ti012在负极失去电子发生氧化反应生成Li4Ti,02,钛元素 的化合价升高，Ii元素的化合价不变，B错误；放电时，a极为原电 池正极，锂离子作用下FPO4在正极得到电子发生还原反应生 成LiFePO4,电极反应式为FePO4+Li计+e一LiFePO4,C正确；放电 时总反应为3FeP04+Li,Ti,012—3 LiFeP0(4+Li4Ti,012,则外电路转 移1mol电子时，负极质量诚少7g,正极质量增加7g,两极质量变化 差为14g,D正确。 第一节 阶段综合 黑题 阶段强化 题号12345 6 答案AACC DD 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 的使用，将化学能转化为电能，电能再转化为机械能，故选A。 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 石灰水溶液温度升高，Ca(OH)2溶解度降低而结晶析出，因此看到 烧杯内有固体析出，可证明反应是放热反应，A符合题意；硝酸铵固 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 符合题意：向NaHC0,中加入盐酸，二者发生反应后使温度计水银柱 黑白题17专题探究5新型化学电池原理分析 黑题 专题强化 限时：25min 1.(2023·山西晋城高一月考)我国《政府工作 池在家庭和工业领域被广泛应用，放电时总反应 报告》首次写入“推动充电、加氢等设施的建 的离子方程式为Mn02+Zn+4H一Mn2++ 设”。如图是一种新型“全氢电池”，能量效率 Zn2++2H,0,放电时电极上的Mn02易剥落，会 可达80%。下列说法错误的是 降低电池效率，向体系中加入少量K江固体可 ④ 以提高电池的工作效率，原理如图所示。下 列说法不正确的是 ( NaOH HCIO H2 NaClO, NaClO 负载 碳电极 Mn 吸附层A 离子交换膜 吸附层B MnO, 剥落的MnO A.该装置将化学能转化为电能 质子交换膜碳电极 Mn- B.离子交换膜允许H+和OH通过 A. 加入KI后发生反应为Mn02+3I+4H C.吸附层A为负极，电极反应式为H2- =Mn2++I5+2H20 2e+20H=2H,0 B.放电时，电子由锌电极经负载流向碳电极 D.H2可循环使用，基本不需要补充 C.放电时，若消耗1 mol Zn,正极区电解质溶 2.(2024·辽宁沈阳高一期末)金属 液理论上增重89g 锂燃料电池是一种新型电池，比锂 D.放电时，通过质子交换膜的H与生成的 离子电池具有更高的能量密度，它无电时无 Zn2+的个数之比为4：1 需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工 4.一种新一代集电致变色功能和储 作示意图如图。下列说法正确的是( 能功能于一体的电子器件的工作 负载 原理如图所示，放电时该器件的透光率增强， 下列说法错误的是 ( 0 0接用电器0 锂 或电源 ●●●● (透明) FePO LiaTisOp 有机电固体 水性多孔碳 入射光 解液电解质电解质 8 LiFePO. LiTisO2 A.有机电解液可以是乙醇等无水有机物 (透明) B.放电时，锂电极发生还原反应 A.放电时，Li移向a极 C.放电时，消耗1mol02,则锂电极质量减 B.放电时，b极材料中i元素化合价升高 少28g C.放电时，a极的电极反应式为FeP0+ D.在更换锂、多孔碳电极的同时，不需要更换 Li*+e-LiFePO, 水性电解液 D.当a、b两极质量变化差为14g时，外电路 3.(2024·江苏镇江高一月考)酸性水系锌锰电 转移1mol电子 第六章黑白题043 第一节阶段综合 黑题 阶段强化 限时：35min 1.如图是一种氢能的制取、贮存及利用的关系 C.电子由Ag20极经外电路流向A1极 图，图中能量转化方式不涉及 ( D.溶液中的OH向A1极迁移 A.电能→化学能 4.(2024·河北邢台高一期中)在催化剂的作用 H, B.光能→化学能 88888 下，水蒸气将CH4氧化，能量与反应过程的关 C.化学能→电能 H,0 光催化剂 系如图所示。下列说法正确的是 D.电能→机械能 H,燃料电池车 贮H 能量↑ C(g)+6H(g)+O(g)Ⅱ 2.(2024·山东济宁高一月考)化学反应中的能量变 2582kJ :2378kJ 化，通常表现为热量的变化。下列实验现象能充 CO(g+3H,(glⅢ 分说明对应的化学反应是放热反应的是( CH(g)+H,O(g)I 稀盐酸 反应过程 A.该反应为放热反应 饱和 B.1 mol CH4(g)和1molH,0的能量之和为 石灰水 2582kJ 图2 C.稳定性：I>Ⅲ>Ⅱ 稀盐酸 D.C0和H2的总能量高于CH4和H,0的总 温度计 稀硫酸 四四中时 能量 碳酸氢钠 锌粒 5.(2023·云南迪庆高一期末) 铜 铁丝 图3 图4 如图所示，杠杆A、B两端分 A.图1中试管内有气泡产生，烧杯内有固体 别挂有体积相同、质量相同的 析出 空心铜球和空心铁球，调节杠 B.图2中U形管的液面左高右低 杆使其在水中保持平衡，然后 小心地向烧杯中央滴入CS0,溶液，一段时间 C.图3中温度计的水银柱不断下降 后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验 D.图4中反应开始后，针筒活塞向右移动 过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)》 3.鱼雷是一种水中兵器。它可从舰艇、飞机上 发射，它发射后可自己控制航行方向和深度， A.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高，B 遇到舰船，只要一接触就可以爆炸。鱼雷采 端低 用Al-Ag0动力电池，以溶有氢氧化钾的流动 B.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低，B 海水为电解质溶液，电池总反应为21+ 端高 3Ag0+2KOH+3H,06Ag+2K[A1(OH)4], C.当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；当杠 下列说法中错误的是 杆为导体时，A端高，B端低 A.Ag0为电池正极 D.当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；当杠 B.A1在电池反应中被氧化 杆为导体时，A端低，B端高 必修第二册·RJ黑白题044