第6章 3 第一节 第3课时 化学电池 课后达标素养提升（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）不定项

1．(2025·郑州高一调研)关于日常生活中的化学电池，下列说法正确的是(　　) A．锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池 B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的电池 C．化学电池的反应原理是氧化还原反应 D．铅酸蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2　 解析：选C。A项，锂离子电池为二次电池，锌锰干电池为一次电池，错误。B项，燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，错误。C项，化学电池是将化学能转化为电能的装置，有电子的得失，实质为氧化还原反应，正确。D项，铅酸蓄电池放电时，Pb被氧化，为原电池的负极；PbO2被还原，为原电池的正极，错误。 2．一种氢氧燃料电池以H2为燃料，O2为氧化剂，电解质溶液是溶质质量分数为30%的KOH溶液。下列叙述正确的是(　　) A．H2在电池负极发生还原反应 B．使用一段时间后KOH溶液中溶质质量分数仍为30% C．电池的能量转化率可达100% D．1 mol O2在正极参与反应时得到4 mol电子 解析：选D。H2是还原剂，通入H2的电极是负极，H2失去电子发生氧化反应，A错误；氢氧燃料电池的总反应为2H2 ＋O2===2H2O，反应生成的水将氢氧化钾溶液稀释，B错误；燃料电池的能量利用率较高，但不可能达到100%，总有一部分化学能转化为热能，C错误；O2是氧化剂，反应中氧元素化合价从0价降低为－2价，故1 mol O2在正极参与反应时得到4 mol电子，D正确。 3．某种鱼雷采用Al-Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解液，电池总反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH＋3H2O===6Ag＋2K[Al(OH)4]。下列说法错误的是(　　) A．Ag2O为电池的正极 B．Al在电池反应中被氧化 C．电子由Ag2O极经外电路流向Al极 D．溶液中的OH－向Al极迁移 解析：选C。根据电池总反应可知，Al元素化合价升高，失电子被氧化，故Al为负极，Ag2O为正极，A、B正确；外电路中电子从负极流向正极，即由Al极流向Ag2O极，C错误；阳离子移向正极，阴离子移向负极，即OH－移向Al极，D正确。 4．下面是几种常见的化学电源示意图，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．铅酸蓄电池在工作中，负极每消耗1 mol铅，则硫酸溶液中就转移2 mol电子 D．氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点 解析：选C。干电池属于一次电池，铅酸蓄电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A项正确；干电池中锌筒为负极，负极上锌发生失去电子的氧化反应而溶解，长时间使用后，锌筒被破坏，B项正确；铅酸蓄电池在工作时，负极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，负极每消耗1 mol Pb，外电路中通过2 mol电子，但电子不会在硫酸溶液中转移，C项错误；氢氧燃料电池的产物为H2O，具有清洁、安全、高效等特点，D项正确。 5．潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．电极b是负极 B．电极a上发生氧化反应 C．电解质溶液中OH－向电极b移动 D．电极b的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O　 解析：选B。由题图可知，电极a为燃料电池的负极，碱性条件下，液氨在负极上失去电子，发生氧化反应生成氮气和水；电极b为正极，液氧在正极上得到电子，发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。燃料电池工作时，电解质溶液中阴离子(OH－)向负极(电极a)移动。 6．(2025·武汉高一检测)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，工作原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．Pt电极上发生氧化反应 B．外电路中，电子从Pt电极流向NiO电极 C．NiO电极上的电极反应式为NO＋O2-－2e－===NO2 D．Pt电极上的反应产物是H2O 解析：选C。由离子的定向移动可知，NiO电极为原电池的负极， Pt电极为原电池的正极，发生还原反应，A错误；NiO电极为原电池的负极，外电路中，电子从NiO电极流向Pt电极，B错误；NiO电极上NO失去电子和O2-反应生成NO2，电极反应式为NO＋O2-－2e－===NO2，C正确；Pt电极为原电池的正极，电极上的反应产物是O2-，D错误。 7．通过传感器可以监测空气中甲醛含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．a极为电池的正极，发生还原反应 B．b极的电极反应式为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋ C．传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小 D．当电路中转移2×10-4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO的质量为3.0 mg 解析：选D。氧气得到电子，发生还原反应，a极为正极，A正确；b极为负极，发生失去电子的氧化反应，故电极反应式为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋，B正确；传感器工作过程中，发生氧化还原反应生成水，电解质溶液中硫酸的浓度减小，C正确；由负极反应式HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋可知，当电路中转移2×10-4 mol电子时，参加反应的甲醛的物质的量为5×10-5 mol，质量为1.5 mg，D错误。 8．(2025·济南高一月考)Li-FeS2电池是综合性能很好的一种电池，工作原理如下图所示。已知电池放电时的总反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法正确的是(　　) A．Li为电池的正极，发生氧化反应 B．电流由Li经负载流向FeS2 C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2- D．负极的电极反应式为Li＋e－===Li＋ 解析：选C。根据电池放电时的总反应可知，Li元素化合价升高，发生氧化反应，Li为电池的负极，A错误；Li为负极，电流应从正极流出，B错误；FeS2为正极，电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2-，C正确；Li为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，D错误。 9．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。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题： (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FeO＋3e－＋4H2O===Fe(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。 解析：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。总反应减去正极反应式得负极反应式，正极消耗水生成OH－，故正极附近溶液碱性增强。 答案：(1)Zn　(2)还原　Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　(3)正 10．(1)科研人员设想用如图甲所示装置生产硫酸。 ①上述生产硫酸的总反应为_____________________________________ ________________，b电极是________极，电极反应式为________________________________________________________________________，生产过程中H＋向________(填“a”或“b”)电极区域移动。 ②该小组同学反思原电池的工作原理，其中观点正确的是________(填字母)。 A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移 B．原电池装置一定需要两个活泼性不同的金属电极 C．电极一定不能参加反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 (2)CO与H2反应可以制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的原电池如图乙所示，质子交换膜(只允许H＋通过)左右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液。电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，电极c为__________(填“正极”或“负极”)，电极c的反应式为___________________________________________。当电池中有1 mol电子发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为________g (假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。 解析：(1)①根据装置图甲可知，a电极通入SO2，SO2发生失电子的氧化反应，b电极通入O2，O2发生得电子的还原反应，因此生产硫酸的总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，b电极是正极，O2在酸性条件下得电子生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，原电池中阳离子向正极移动，则生产过程中H＋向b电极区域移动。②原电池反应的过程中一定有电子发生转移，A项错误；原电池装置不一定需要两个活泼性不同的金属电极，也可以是导电的非金属电极，B项错误；原电池中电极可以参加反应，如铜、锌、稀硫酸组成的原电池中，锌电极参加反应，C项错误；原电池中氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，D项正确。(2)根据装置图乙可知，电子从电极c流出，故电极c是负极，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，所以CH3OH在负极发生失去电子的氧化反应转化为CO2，电极c的反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋；当电池中转移1 mol电子时，左侧消耗 mol CH3OH，生成 mol CO2，还有1 mol H＋通过质子交换膜进入右侧，溶液质量减少×(44－32)g＋1 g＝3 g；正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，右侧质量增加32 g×＋1 g＝9 g，因此左右两侧溶液的质量之差为3 g＋9 g＝12 g。 答案：(1)①2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4　正　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　b　②D (2)负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　12 11～14题每小题有一个或两个选项符合题意。 11.某新型燃料电池利用民用燃气为燃料，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．通入空气的电极为该电池的正极 B．电池工作时，电子由b极经固体电解质流向a极 C．CO在b极的反应式为CO＋2e－＋O2-===CO2 D．相同状况下a极消耗1 L O2，理论上b极消耗2 L燃料 解析：选BC。燃料电池中，通入空气的电极为该电池的正极，A正确；电池工作时，电子由b极经外电路流向a极，B错误；CO在b极被氧化为CO2，电极反应式为CO－2e－＋O2-===CO2，C错误；a极的电极反应为O2＋4e－===2O2-，b极的电极反应为CO－2e－＋O2-===CO2、H2－2e－＋O2-===H2O，由得失电子守恒可知，相同状况下a极消耗1 L O2，理论上b极消耗2 L燃料，D正确。 12.（2025·东营高一检测）科学家利用三维多孔海绵状Zn(3D­Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D­Zn­NiO(OH)二次电池，结构如下图所示，隔膜只允许OH－通过。电池反应为Zn＋2NiO(OH)＋H2OZnO＋2Ni(OH)2。下列说法不正确的是(　　) A．3D-Zn具有较大的表面积，有利于沉积ZnO B．放电时，每沉积0.1 mol ZnO，有0.1 mol OH－通过隔膜 C．放电时正极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ D．放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O 解析：选B。根据电池反应中元素化合价变化可知，放电时3D-Zn电极为负极，NiO(OH)电极为正极，电解质溶液呈碱性，负极反应为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，正极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，故C、D正确。三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)为多孔结构，具有较大的表面积，有利于沉积ZnO，故A正确。放电时，由负极反应Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O可知，每沉积0.1 mol ZnO，有0.2 mol OH－通过隔膜，故B不正确。 13.LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列叙述正确的是(　　) A．电路中的电子从负极经外电路移向正极，再经过KOH溶液回到负极，形成闭合回路 B．a极通入氢气，b极通入氧气，该装置将化学能最终转化为电能 C.电池放电后，电解质溶液中OH－的物质的量浓度减小 D．通入O2的电极发生反应：O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－ 解析：选CD。电路中的电子从负极经外电路移向正极，但是电子不经过KOH溶液，故A不正确；由外电路中电子的移动方向可知，a极是负极、b极是正极，故a极通入氢气，b极通入氧气，该装置将化学能最终转化为光能，故B不正确；电池放电后，电池反应产物是水，故电解质溶液中OH－的物质的量浓度减小，故C正确；通入O2的电极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故D正确。 14．乙醇燃料电池广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域，工作原理如下图所示，电池总反应为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O。下列说法错误的是(　　) A．通入C2H5OH和H2O的电极为负极 B．正极的电极反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O　 C．负极的电极反应式为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ D．H＋从正极经传导质子的固体膜移向负极 解析：选D。燃料电池中通入燃料的电极为负极，因此C2H5OH和H2O通入的一极为负极，A正确；通入空气的电极为正极，发生还原反应，电极反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，B正确；负极上乙醇失去电子发生氧化反应，电极反应式为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋，C正确；在原电池中阳离子向正极移动，因此H＋从负极经传导质子的固体膜移向正极，D错误。 15．(2025·邯郸高一调研)化学电源在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)铅酸蓄电池是常见的二次电池，工作原理如图甲所示。 放电时总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，负极的电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4。 ①写出放电时正极的电极反应式： _____________________________________________________。 ②铅酸蓄电池放电一段时间，当转移2 mol电子时，正极质量将增大________g。 (2)金属(M)-空气电池(如图乙所示)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电时的总反应为4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。　 已知：①电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。 ②阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。 以Mg、Al、Zn分别作为电极时，“理论比能量”由大到小的顺序为________________；该电池正极的电极反应式为____________________________________________；若为Mg-空气电池，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用 ________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 解析：(1)①根据放电时总反应和负极的电极反应式，得正极的电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O。②铅酸蓄电池放电一段时间，当转移2 mol电子时，根据PbO2～2e－～PbSO4，正极质量将增大(32＋16×2) g＝64 g。(2)假设三种金属的质量都是1 g时，这三种金属转移电子的物质的量分别为Mg： mol×2＝ mol、Al： mol×3＝ mol、Zn： mol×2＝ mol，因此以Mg、Al、Zn分别作为电极时，“理论比能量”由大到小的顺序为Al>Mg>Zn；正极上氧气得电子和水反应生成OH－，因为是阴离子交换膜，所以阳离子不能进入正极区域，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若为Mg-空气电池，负极上Mg失电子生成Mg2+，为防止负极区沉积Mg(OH)2，负极区溶液不能含有大量OH－，所以宜采用阳离子交换膜。 答案：(1)①PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O　②64 (2)Al>Mg>Zn　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　阳离子 学科网（北京）股份有限公司 $