6.3 化学能与电能的转化 第2课时 同步练习 -2025-2026学年高一下学期化学苏教版必修第二册

**基本信息** 高中化学第三单元“化学能与电能的转化”第2课时同步练，通过“必备知识基础”“能力素养提升”分层设计，实现从基础概念到综合应用的知识巩固，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|原电池构成、电极判断、常见电池（干电池、锂电池）原理|以选择题为主，结合教材原题（如“盐水动力”玩具车），巩固电极反应、离子移动等基础考点| |能力素养提升|新型电池（镁-次氯酸盐、CO燃料电池）、充放电原理、电化学应用|含综合填空与计算，如铅蓄电池充放电分析、浓差电池提锂，强化证据推理与模型建构能力|

第三单元　化学能与电能的转化 第2课时　化学电源 一、必备知识基础 1.某同学设计的番茄电池如图所示,下列说法正确的是(　　) A.将左侧锌片换成铜片也会产生电流 B.该电池工作时,铜片逐渐溶解 C.番茄中的液体物质作电解质溶液 D.该电池工作时,锌电极被还原 2.某小组设计的使LED灯发光的化学电池装置如图所示,下列叙述正确的是(　　) A.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 B.锌片为正极 C.锌片质量减小,发生还原反应 D.电子由铜片通过稀硫酸流向锌片 3.(教材P25T5)“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极,向极板上滴加食盐水后电池便可工作,电池反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是(　　) A.镁片作为正极 B.食盐水作为电解质溶液 C.电池工作时镁片逐渐被消耗 D.电池工作时实现了化学能向电能的转化 4.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式是Li+MnO2LiMnO2。下列说法正确的是(　　) A.Li是负极,电极反应为Li-e-Li+ B.Li是正极,电极反应为Li+e-Li- C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-Mn D.锂电池是一种环保型电池,对环境没有任何污染 5.日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2氧化吸收H2),电极反应可简化为Zn-2e-Zn2+,2N+2e-2NH3+H2(NH3再用于结合Zn2+)。根据上述叙述判断下列说法中正确的是(　　) A.干电池中Zn为正极,碳为负极 B.干电池工作时,电子由碳极经外电路流向Zn极 C.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器 D.干电池可以实现化学能向电能的100%转化 6.一种新型的锌电池,其电极分别为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。下列叙述正确的是(　　) A.电池工作时,正极区溶液的pH减小 B.电池工作时,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 C.电池工作时,负极附近溶液的碱性增强 D.电池总反应为Zn+Ag2OZnO+2Ag 7.某新型可充电电池,能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。以下说法不正确的是(　　) A.放电时负极反应为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2 B.放电时正极反应为Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH- C.放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被氧化 D.该电池属于二次电池 8.锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示),其基本反应为: 正极:2MnO2+2N+2e-Mn2O3+2NH3+H2O 负极:Zn-2e-Zn2+ 总反应:2MnO2+Zn+2NMn2O3+Zn2++2NH3+H2O (1)放电时,N向　　　　(填“正极”或“负极”)移动。  (2)在电池使用的过程中,锌会逐渐溶解,当电池工作转移了2 mol电子时,理论上消耗锌的质量为　　　　　 g。  (3)若将该电池的电解质溶液换成KOH溶液,其负极反应式为　 。  (4)与普通锌锰干电池相比,碱性锌锰干电池的优点是　　　　　　　　(写一点即可)。 9.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答下列问题: (1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　　,在导线中电子流动方向为　　　　(用a、b表示)。  (2)负极反应式为　　　　　　　　,  正极反应式为　　　　　　　　。  (3)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下: Ⅰ.2Li+H22LiH Ⅱ.LiH+H2OLiOH+H2↑ ①反应Ⅰ中,H2作　　　　　　　　剂;反应Ⅱ中,H2O作　　　　　　　　剂。  ②已知LiH固体密度为0.82 g·cm-3。用锂吸收224 L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为　　　　　　。  二、能力素养提升 10.镁-次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示,该电池反应为Mg+ClO-+H2OMg(OH)2+Cl-。下列有关说法正确的是(　　) A.电池工作时,c溶液中的溶质是MgCl2 B.电池工作时,正极a附近的pH将不断增大 C.负极反应式:ClO--2e-+H2OCl-+2OH- D.溶液中OH-向正极移动 11.某新型电池以CO为燃料,以熔融碳酸盐为电解质,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电极a是正极 B.C向电极b移动 C.电极b上的电极反应式为O2+2CO2+4e-2C D.电池工作时,电子由电极b经外电路流向电极a 12.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是(　　) A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e-+OH-NiO(OH)+H2O B.充电过程是化学能转化为电能的过程 C.放电时负极附近溶液的碱性不变 D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动 13.一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-+H2OCH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是(　　) A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动 B.若有0.4 mol电子转移,则消耗标准状况下4.48 L氧气 C.电池总反应为CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O D.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O4OH- 14.氨硼烷(NH3·BH3)电池可在常温下工作,装置如图所示。未加入氨硼烷之前,两极室质量相等,电池反应为NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。已知两极室中电解质足量,下列说法正确的是(　　) A.正极的电极反应式为2H++2e-H2↑ B.电池工作时,H+通过质子交换膜向负极移动 C.电池工作时,正、负极分别放出H2和NH3 D.工作一段时间后,若左右两极室质量差为1.9 g,则电路中转移0.6 mol电子 15.一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池的说法正确的是(　　) A.a极发生还原反应 B.H+由右室通过质子交换膜进入左室 C.b极的电极反应式为N+8e-+10H+N+3H2O D.电池工作时,电流由a极沿导线流向b极 16.铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。工作时,该电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请根据上述情况判断: (1)该铅蓄电池的负极材料是　　　　,放电时发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。 (2)该铅蓄电池放电时,电解质溶液的酸性　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),电解质溶液中阴离子移向　　　　(填“正”或“负”)极。  (3)已知硫酸铅为不溶于水的白色沉淀,生成时附着在电极上。试写出该电池放电时正极的电极反应式: 　　　　　　　 　　　　　　　　。  (4)充电时,铅蓄电池的负极与电源的　　　　极相连,其电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)若用该铅蓄电池作电源(都用惰性材料作电极)电解500 mL饱和食盐水,当电池两极板共产生1.12 L(标准状况)气体时,电解后溶液中NaOH的物质的量浓度为　　　(不考虑溶液的体积变化)。  17.利用电化学装置原理可以设计出许多应用于环境保护、化学品提取的装置。 (1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。图1是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。 图1 电极b作　　　极,表面发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　。  (2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图2所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。 图2 ①Y电极反应式为　　　　　　　　　　　　　。 ②Y极生成1 mol Cl2时,　　　 mol Li+移向　　　(填“X”或“Y”)极。 (3)NO也可以利用电化学手段将其转化为HNO3脱除,装置如图3所示,电极为多孔惰性材料,则负极的电极反应式是　。  图3 参考答案 1.C　解析 左侧锌片换成铜片,则两电极相同,不能构成原电池,不会产生电流,A错误;锌比铜活泼,锌作负极,铜作正极,铜片不溶解,B错误;锌、铜作电极,番茄中的液体物质作电解质溶液,C正确;该电池工作时,锌为负极,失电子被氧化,D错误。 2.A　解析 装置中存在“化学能→电能→光能”的转换,A正确;锌的活动性强于铜,锌片失电子发生氧化反应,锌片为负极,B错误;锌片失电子发生氧化反应,锌片质量减小,C错误;锌的活动性强于铜,锌为负极,铜为正极,电子由锌片通过导线流向铜片,D错误。 3.A　解析 结合题中总反应可知Mg在反应中化合价升高,即镁片作负极,A错误;食盐水是该电池的电解质溶液,B正确;电池工作时镁片在负极逐渐溶解而被消耗,C正确;该装置能将化学能转化为电能,D正确。 4.A　解析 根据总反应,Li失电子,是负极,电极反应为Li-e-Li+,A正确,B、C错误;锂电池也存在电池污染问题,D错误。 5.C　解析 干电池中Zn为负极,碳为正极,A错误;干电池工作时电子由负极(Zn极)经外电路流向正极(碳极),B错误;干电池长时间连续使用,内部的糊状电解质可能会流出腐蚀电器,C正确;干电池在工作过程中会有能量损耗,不能实现化学能向电能的100%转化,D错误。 6.D　解析 正极反应生成OH-,正极区溶液pH增大,A错误;电子由负极(Zn极)经外电路流向正极(Ag2O极),B错误;负极反应消耗OH-,负极附近溶液碱性减弱,C错误;将正、负极反应式相加可得电池总反应为Zn+Ag2OZnO+2Ag,D正确。 7.C　解析 放电时,Zn作负极,反应为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,A正确;正极K2FeO4得电子,反应为Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,B正确;放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被还原,C错误;该电池能充电,属于二次电池,D正确。 8.答案 (1)正极　(2)65 (3)Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 (4)使用寿命长(或能提供较大电流、更环保等合理答案均可) 解析 (1)放电时,阳离子向正极移动,所以N向正极移动。(2)根据负极反应Zn-2e-Zn2+,转移2 mol电子时,消耗1 mol锌,质量为65 g。(3)碱性条件下,负极锌失电子结合氢氧根离子生成氢氧化锌。(4)碱性锌锰干电池相比普通锌锰干电池,具有使用寿命长、能提供较大电流、更环保等优点。 9.答案 (1)化学能转化为电能　由a到b (2)2H2+4OH--4e-4H2O O2+2H2O+4e-4OH- (3)①氧化　氧化　②1∶1 148 解析 (1)氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置;氢气在负极失电子,氧气在正极得电子,所以在导线中电子流动方向为由a到b。(2)电解质溶液显碱性,负极反应式为2H2+4OH--4e-4H2O,正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。(3)①反应Ⅰ中,H2得电子,作氧化剂;反应Ⅱ中,H2O中H元素化合价降低,作氧化剂。②标准状况下224 L H2的物质的量为10 mol,根据反应Ⅰ可知生成20 mol LiH,LiH的质量为20 mol×8 g·mol-1=160 g,体积为160 g÷0.82 g·cm-3≈195.12 cm3=195.12 mL,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为195.12 mL∶224×103 mL≈1∶1 148。 10.B　解析 根据电池反应,生成Mg(OH)2,所以c溶液中的溶质不是MgCl2,A错误;正极反应为ClO-+2e-+H2OCl-+2OH-,生成OH-,正极a附近的pH将不断增大,B正确;负极反应式为Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2,C错误;溶液中OH-向负极移动,D错误。 11.C　解析 CO在电极a失电子,所以电极a是负极,A错误;阴离子向负极移动,所以C向电极a移动,B错误;电极b为正极,氧气得电子,电极反应式为O2+2CO2+4e-2C,C正确;电池工作时,电子由负极(电极a)经外电路流向正极(电极b),D错误。 12.A　解析 充电时阳极发生氧化反应,Ni(OH)2失电子,反应为Ni(OH)2-e-+OH-NiO(OH)+H2O,A正确;充电过程是电能转化为化学能的过程,B错误;放电时负极反应为Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2,消耗OH-,负极附近溶液碱性减弱,C错误;放电时电解质溶液中的OH-向负极移动,D错误。 13.C　解析 在原电池中,阳离子向正极移动,所以H+向正极移动,A错误;根据正极反应O2+4H++4e-2H2O,若有0.4 mol电子转移,消耗氧气0.1 mol,标准状况下体积为2.24 L,B错误;将负极反应和正极反应相加可得电池总反应为CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O,C正确;该电池是酸性燃料电池,正极反应为O2+4H++4e-2H2O,D错误。 14.D　解析 正极H2O2得电子,电极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O,A错误;电池工作时,H+通过质子交换膜向正极移动,B错误;根据电池反应,正、负极均无H2和NH3放出,C错误;负极反应为NH3·BH3+2H2O-6e-NH4BO2+6H+,正极反应为3H2O2+6H++6e-6H2O,假设转移6 mol电子,左室质量增加31 g-6 g=25 g,右室质量增加6 g,两极室质量相差19 g,所以工作一段时间后,若左右两极室质量差为1.9 g,则电路中转移0.6 mol电子,D正确。 15.C　解析 a极上有机物失电子发生氧化反应,A错误;a极为负极,b极为正极,H+由左室通过质子交换膜进入右室,B错误;b极上硝酸根离子得电子生成铵根离子,电极反应式为N+8e-+10H+N+3H2O,C正确;电池工作时,电流由正极(b极)沿导线流向负极(a极),D错误。 16.答案 (1)Pb　氧化 (2)减小　负 (3)PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O (4)负　PbSO4+2e-Pb+S (5)0.1 mol·L-1 解析 (1)根据总反应,Pb失电子,所以负极材料是Pb,放电时发生氧化反应。(2)反应消耗硫酸,电解质溶液的酸性减小;原电池中阴离子向负极移动。(3)正极PbO2得电子,电极反应式为PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O。(4)充电时,铅蓄电池的负极与电源的负极相连,发生还原反应,电极反应式为PbSO4+2e-Pb+S。(5)电解饱和食盐水的反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,电池两极板共产生1.12 L(标准状况)气体,即0.05 mol气体,其中H2和Cl2各0.025 mol,根据反应式可知生成NaOH 0.05 mol,所以电解后溶液中NaOH的物质的量浓度为0.05 mol÷0.5 L=0.1 mol·L-1。 17.答案 (1)正　CO2+2e-+2H+HCOOH (2)①2Cl--2e-Cl2↑　②2　X (3)NO-3e-+2H2ON+4H+ 解析 (1)图中装置没有外加电源,属于原电池装置,CO2在电极b附近转化为HCOOH,发生还原反应,因此电极b作正极,电极b上的反应为二氧化碳在酸性条件下得到电子生成甲酸:CO2+2e-+2H+HCOOH。 (2)①由题图可知,原电池装置Y电极为负极,氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑。②原电池中阳离子向正极移动,由电极反应式2Cl--2e-Cl2↑可知,Y极生成1 mol Cl2时,转移电子的物质的量为2 mol,则有2 mol Li+移向正极X极。 (3)NO通入的电极为负极,NO在负极失去电子发生氧化反应生成硝酸,电极反应式为NO-3e-+2H2ON+4H+。 1 学科网（北京）股份有限公司 $