课时跟踪检测(12) 新型化学电源-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册配套练习word（鲁科版 多选版）

课时跟踪检测(十二)　 新型化学电源 一、选择题 1.(2025·洮南市第一中学月考)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢氧燃料电池的内部结构如图,下列说法正确的是 (　　) A.a处通入氧气 B.电池每消耗11.2 L氢气,电路中通过的电子为NA(NA为阿伏加德罗常数的值) C.右侧的电极反应式为 O2+4e-+4H+2H2O D.左侧电极发生了还原反应 2.(2025·辽宁省实验中学期中)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是 (　　) A.H+在电池工作时向O2所在的铂电极移动 B.电子由呼气的铂电极经外电路流向O2所在的铂电极 C.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量 D.该电池的负极反应式为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+ 3.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)反应将化学能转变为电能的装置,若电解质溶液是强碱溶液,下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是 (　　) A.负极反应式:O2+2H2O+4e-4OH- B.负极反应式: CH4+8OH--8e-CO2+6H2O C.随着放电的进行,溶液的氢氧根离子浓度不变 D.放电时,溶液中的阴离子向负极移动 4.LED产品的使用为城市增添色彩。如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图,下列有关叙述正确的是 (　　) A.电路中的电子从负极经外电路到正极,再经过KOH溶液回到负极,形成闭合回路 B.a处通入氢气,b处通入氧气,该装置将化学能最终转化为电能 C.电池放电后,OH-的物质的量浓度增大 D.通入O2的电极发生反应: O2+2H2O+4e-4OH- 5.(2025·济南高一检测)目前,科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系,下列说法中错误的是 (　　) A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能 B.燃料电池中通入H2的一极作负极,发生氧化反应 C.在此循环中发生了反应:2H2O2H2↑+O2↑ D.目前化学家亟须解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂 6.固体氧化物燃料电池以固体氧化锆⁃氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是 (　　) A.有O2放电的a极为电池的负极 B.O2-移向电池的正极 C.b极对应的电极反应式为H2-2e-+O2-H2O D.a极对应的电极反应式为 O2+2H2O+4e-4OH- 7.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高等优点而受到了重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应为Li+MnO2LiMnO2,下列说法正确的是 (　　) A.Li是正极,电极反应为Li-e-Li+ B.Li是负极,电极反应为Li-e-Li+ C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-Mn D.Li是负极,电极反应为Li-2e-Li2+ 8．空间站中处理宇航员排泄物的一种方法是：用微生物处理产生氨气，氨气与氧气分别通入燃料电池两极，最终生成常见的无毒物质。示意图如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．a电极是负极，发生还原反应 B．正极区发生的反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．电池工作时电子由a电极经电解质溶液流向b电极 D．每消耗标准状况下2.24 L NH3转移电子数为0.3NA 9.(2025·青岛二中高一月考)某铁⁃空气电池放电时,其原理如图所示,电池总反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2。下列说法错误的是 (　　) A.该电池工作时,电极a逐渐被消耗 B.b极为电池正极,O2发生氧化反应 C.该电池工作时,电子从电极a经负载流向电极b D.该装置能将化学能转化为电能 10.一种新型中温全瓷铁—空气电池的结构如图所示,下列有关该电池放电时的说法错误的是 (　　) A.a电极上发生还原反应 B.负极的电极反应式为 H2-2e-+O2-H2O C.铁表面发生的反应为 xH2O(g)+FeFeOx+xH2 D.若标准状况下33.6 L空气参与反应,电路中理论上有6 mol电子转移 11. [双选]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2 mol Cl－ 12．(2025·黑吉辽蒙卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是(　 ) A．放电时Na＋向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应：Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋ D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 二、非选择题 13.(13分)人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,回答下列问题。 (1)铅酸蓄电池在放电时发生的电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。负极电极反应式为 　。 (2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生反应:2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为　　　　　　,当线路中转移0.2 mol电子时,则被腐蚀铜的质量为　　　　g。  (3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,以甲醇作燃料的电池,其工作原理如图所示。 ①负极反应物是　　　　,H+从　　　　极移到　　　　极(填“a”或“b”)。  ②正极电极反应式为 　, 负极电极反应式为 　。 14.(15分)(1)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 ①高铁电池的负极材料是　　　　。  ②放电时,正极发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,则负极反应式为 　 。  ③放电时,　　　　(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。  (2)锂锰电池的结构示意图如图,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。 ①外电路的电流方向是由　　　　极流向　　　极。(填字母)  ②正极材料是　　　　　　　　。  ③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?　　　　(填“是”或“否”);原因是 　 　。  15．(18分)能源是现代文明的原动力，电池与我们的生活和生产密切相关。 (1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填字母)。 A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) C．2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) (2)如图为原电池装置示意图： ①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，写出正极的电极反应式：______________________，反应过程中溶液的酸性________(填“变大”“变小”或“不变”)。一段时间后，当在电池中放出1.68 L(标准状况)气体时，电路中有________个电子通过了导线(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 ②若电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，负极材料是________，负极的电极反应式为________________________。 ③若A为镁片，B为铝片，电解质为NaOH溶液，则铝片为________(填“正”或“负”)极；写出该电极反应式：________________________。 ④燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，H2和O2组合形成的燃料电池的结构如图(电解液是稀硫酸)： 则电极d是________(填“正极”或“负极”)，电极d的电极反应式为________________________。若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为________ L。 课时跟踪检测(十二) 1.选C　a极是负极,通入燃料,不是通入氧气,A项错误;不知道是否为标准状况下,无法计算,B项错误;右侧是正极,通入氧气,发生的反应为O2+4e-+4H+2H2O,C项正确;左侧是负极,发生氧化反应,D项错误。 2.选D　在原电池中H+移向正极,即O2所在的铂电极,A正确;在原电池中,电子由负极经外电路移向正极,即由呼气的铂电极经外电路流向O2所在的铂电极,B正确;呼气中乙醇含量越高,单位时间内转移电子越多,电流越大,从而根据电流大小计算出被测气体中酒精的含量,C正确;由题图可知,电池负极上乙醇失去电子生成乙酸,电极反应式为CH3CH2OH-4e-+H2OCH3COOH+4H+,D错误。 3.选D　甲烷在负极失电子,发生氧化反应,结合电解质溶液、得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出负极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O,A、B项错误;氧气在正极得电子,发生还原反应,结合电解质溶液、得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,总反应式为CH4+2O2+2OH-C+3H2O,故随着放电的进行,溶液的氢氧根离子浓度减小,C项错误;放电时,溶液中的阴离子向负极移动,D项正确。 4.选D　电路中的电子从负极经外电路到正极,但是电子不经过KOH溶液,A错误;由外电路中电子的运动方向可知,a是负极,b是正极,故a处通入氢气,b处通入氧气,该装置将化学能最终转化为光能,B错误;电池放电后,电池反应产物是水,故OH-的物质的量浓度减小,C错误;电解质溶液呈碱性,通入O2的电极发生反应:O2+2H2O+4e-4OH-,D正确。 5.选C　此循环过程中利用太阳能将H2O分解为H2和O2,然后利用氢氧燃料电池将化学能转化为电能,循环过程中并没有发生电解水的反应。 6.选C　在燃料电池中,有O2放电的a极为原电池的正极,A错误;在燃料电池中,O2-移向电池的负极,B错误;在燃料电池中,有H2放电的b极为电池的负极,电极反应式为H2-2e-+O2-H2O,C正确;a极是正极,氧气在正极得电子,则对应的电极反应式为O2+4e-2O2-,D错误。 7.选B　由总反应i+nO2nO2可知,Li元素在反应后化合价升高(0→+1),Mn元素在反应后化合价降低(+4→+3)。Li被氧化,在电池中作负极,电极反应为Li-e-Li+,MnO2在正极上反应,电极反应为MnO2+e-+Li+LiMnO2。 8. 选D　该燃料电池中通入氨气的电极为负极，即a电极为负极，通入氧气的电极为正极，即b电极为正极。根据分析，a电极是负极，发生氧化反应，A错误。通入氧气的电极为正极，正极区发生的反应是O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错误。电池工作时电子由a电极经负载流向b电极，C错误。该燃料电池最终产物为氮气和水，氨气中N元素由－3价变为0价，标准状况下2.24 L NH3的物质的量为0.1 mol，每消耗0.1 mol NH3转移电子数为0.3NA，D正确。 9选B　由图分析可知,电极a为负极,Fe失去电子发生氧化反应,因此,电极a逐渐被消耗,A项正确;b极为正极,O2得到电子发生还原反应,B项错误;该电池工作时,电子从电极a经负载流向电极b,C项正确;该装置为原电池,能将化学能转变为电能,D项正确。 10.选D　由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知,a极通入空气,空气中的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,结合原电池原理分析解答。a极空气中的氧气得电子发生还原反应为正极,电极反应式为O2+4e-2O2-,A正确;据分析,氢气在b极失电子发生氧化反应为负极,电极反应式为H2-2e-+O2-H2O,B正确;由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知,铁表面发生的反应为xH2O(g)+FeFeOx+xH2,C正确;若标准状况下33.6 L空气参与反应,空气物质的量为1.5 mol,则参与反应的氧气约为0.3 mol,则理论上电路中约转移1.2 mol电子,D错误。 11. 选BD　O2在Pt极得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag电极失去电子发生氧化反应生成Ag＋，再与Cl－结合，Ag为负极。由分析可知，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，故最多去除2 mol Cl－，D正确。 12. 选D　放电过程中a、b极均增重，这说明a电极是负极，电极反应为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，b电极是正极，电极反应为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3，据此解答。放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以Na＋向b极迁移，A正确；负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B正确；a电极是负极，电极反应为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，C正确；若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误。 13.解析:(1)在原电池中负极发生失电子的氧化反应,负极电极反应式为Pb-2e-+SPbSO4。(2)根据原电池的工作原理,负极电极反应式为Cu-2e-Cu2+,正极电极反应式为2Fe3++2e-2Fe2+,负极所用电极材料为Cu。当线路中转移0.2 mol电子时,被腐蚀Cu的物质的量为0.1 mol,其质量为0.1 mol×64 g·mol-1=6.4 g。(3)根据图示CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2,b极为负极;O2发生得电子的还原反应生成H2O,a极为正极。①负极反应物为CH3OH,原电池中阳离子向正极迁移,H+从负极(b极)移到正极(a极)。②正极O2发生得电子的还原反应生成H2O,1 mol O2得到4 mol电子,正极电极反应式为3O2+12e-+12H+6H2O;负极CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2,1 mol CH3OH失去6 mol电子生成1 mol CO2,负极电极反应式为2CH3OH-12e-+2H2O2CO2+12H+。 答案:(1)Pb-2e-+SPbSO4　(2)Cu　6.4 (3)①CH3OH　b　a　②3O2+12e-+12H+6H2O 2CH3OH-12e-+2H2O2CO2+12H+ 14.解析:(1)高铁电池放电时为原电池,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。总反应式减去正极反应式得负极反应式,正极生成OH-,故正极附近溶液碱性增强。(2)①该电池中Li失去电子生成Li+,所以Li作电池的负极,则a是负极,b是正极,所以外电路中的电流方向由正极流向负极,所以从b极流向a极。③不能用水代替电池中的混合有机溶剂,因为Li是活泼金属,与水反应,无法参与原电池反应,不能产生电流。 答案:(1)①Zn　②还原　Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 ③正　(2)①b　a　②MnO2　③否　电极Li是活泼金属,能与水反应 15.解析：(1)该反应为吸热反应，不能设计成原电池，A项不选；该反应为放热反应，但不是氧化还原反应，不能设计成原电池，B项不选；该反应为放热反应，并且也是氧化还原反应，能设计成原电池，C项选。 (2)①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，则Zn作负极，石墨棒作正极，正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；反应过程中消耗H＋，H＋浓度降低，溶液酸性变小；当在电池中放出1.68 L(标准状况)气体时，生成H2的物质的量为＝0.075 mol，根据2H＋＋2e－===H2↑可知，转移0.15 mol电子，则电路中有0.15NA个电子通过了导线；②电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，负极发生氧化反应，化合价升高，则负极材料为Cu，负极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；③若A为镁片，B为铝片，电解质为NaOH溶液，铝可与NaOH溶液反应，而镁不能，则铝片为负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－；④根据电子流向可知，电极c为负极，电极d为正极；H2和O2组合形成的燃料电池(电解液是稀硫酸)，O2在正极发生反应，则电极d的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；若线路中转移2 mol电子，根据O2＋4e－＋4H＋===2H2O可知，消耗0.5 mol O2，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。 答案：(1)C　(2)①2H＋＋2e－===H2↑　变小　0.15NA　②Cu　Cu－2e－===Cu2＋　③负 Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ ④正极　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　11.2 4 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $