第1章 第2节 第2课时 化学电源-（配套练习）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

**基本信息** 本高中化学同步练习以电池知识为核心，通过单选、多选、非选择三层设计，实现从基础概念到综合应用的递进，强化化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（单选1-7）|单一电池类型判断、电极反应基础|如锂离子电池电解液分析，巩固物质性质与用途的化学观念| |提升层（多选8-10）|多电池原理综合、离子移动分析|如锌—空气电池电子流向判断，培养证据推理的科学思维| |综合层（非选择11-13）|实际应用与反应设计|如汽车尾气转化电池，体现环保的科学态度与责任|

[对应知能达标训练P12] 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1．各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　) A．手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B．废电池必须进行集中处理，因为电池外壳为贵重金属材料，需要回收利用 C．长春应用化学研究所自主研发的锂离子碳硅电池，可实现化学能转化为电能 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 解析　C　金属锂与水溶液(如KOH溶液)会发生剧烈反应，导致电池失效，A错误；废电池集中处理的目的是防止重金属(如Cd、Pb)污染环境，而非回收贵金属外壳(普通电池外壳多为铁或锌)，B错误；太阳能电池的核心材料是半导体单质硅(高纯度)，D错误；故选C。 2．碱性锌锰电池以氢氧化钾代替氯化铵做电解质，其电极反应为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－，下列说法正确的是(　　) A．电流方向：MnO2电极→外电路→Zn电极 B．电解质溶液中OH－向正极移动 C．电池放电过程中，电解质溶液的pH减小 D．碱性锌锰电池可反复充电使用 解析　A　根据电极反应可知，锌失去电子，发生氧化反应，作负极；MnO2发生还原反应，得电子，作正极。电流方向从正极(MnO2)经外电路到负极(Zn)，A正确；阴离子向负极迁移以平衡电荷，B错误；负极消耗OH－，正极生成等量OH－，总反应中消耗了水，使溶液体积减小，OH－浓度变大，pH增大，C错误；碱性锌锰电池为一次性电池，不可充电，D错误；故选A。 3．一种锌—空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．金属Zn为负极 B．电子流动方向：Zn→KOH凝胶→石墨 C．石墨电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．空气中的CO2等酸性气体会影响电池的性能 解析　B　锌—空气电池工作时，Zn发生失电子的反应生成Zn(OH)2，锌作负极，石墨作正极，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A、C正确；放电时电子由负极流出，经过导线流入正极，不能进入电解质溶液中，B错误；空气中的CO2等酸性气体会与KOH凝胶反应，导致电解质的碱性减弱，会影响锌—空气电池的性能，D正确；故选B。 4．铅酸蓄电池是一种二次电池，其构造如图所示。关于该电池及其工作原理，下列说法错误的是(　　) A．放电时，二氧化铅发生还原反应 B．放电时，H＋向正极方向移动 C．放电时，负极反应为Pb－2e－===Pb2＋ D．充电时，能量转化的主要形式：电能转化为化学能 解析　C　铅酸蓄电池放电时负极为Pb，电极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，C错误，正极为PbO2，发生还原反应，电极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，A正确；原电池中阳离子向正极移动，B正确；充电时，电解池将外接电源的电能转化为化学能，D正确；故选C。 5．最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是(　　) A．该电池Zn为负极，MnO2为正极 B．该电池的正极反应为：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn D．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片 解析　C　电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O即得正极反应式2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－。电子只能由Zn经外电路流向MnO2。 6．氧化铅—铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池(如图所示)，下列有关该电池的说法正确的是(　　) A．电池工作时，电子由Cu电极经电解质溶液流向PbO2电极 B．电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐减小 C．正极反应式：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O D．放电后，循环液中H2SO4与CuSO4的物质的量之比不变 解析　C　氧化铅—铜电池中铜作负极，PbO2作正极。电池工作时，电子不能流经电解质溶液，只能在外电路中流动，故A项错误；由电池总反应可知，若反应的PbO2为1 mol，则电解质溶液中增加了2 mol O、1 mol Cu，减少了1 mol SO，则增加和减少的质量相等，反应前后电解质溶液的质量不变，故B项错误；由总反应可知，PbO2得电子，正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，故C项正确；放电时，负极反应为Cu－2e－===Cu2＋，正极反应为：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋H2O，总反应为PbO2＋Cu＋4H＋＋SO===Cu2＋＋PbSO4＋2H2O，循环液中H2SO4会减少，硫酸铜会增多，故D项错误。 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　C　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。 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。 8．某固体氧化物为电解质的新型燃料电池是以液态肼(N2H4)为燃料，其原理示意图如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该装置实现了电能向化学能的转化 B．电极甲为原电池的负极，发生还原反应 C．若消耗1.12 L氧气，则转移了0.2 mol的电子 D．电子的流向为：电极甲→负载→电极乙 解析　D　该装置为燃料电池，实现了化学能向电能的转化，A错误；电极甲通入N2H4，为原电池的负极，N2H4失电子发生氧化反应生成氮气和水，电极乙通入O2，为正极 ，电子的流向为：电极甲→负载→电极乙，B错误，D正确；没有明确是否为标准状况，1.12 L氧气的物质的量不一定是0.5 mol，若消耗1.12 L氧气，不能计算转移电子的物质的量，C错误。 9．某新型电池装置如图所示。下列说法错误的是(　　) 已知：还原性：Pb>Fe2＋，隔膜只允许H＋通过。 A．外电路中电子流向：Pb/PbSO4→用电器→多孔碳电极 B．右侧溶液中的H＋通过隔膜移向左侧 C．多孔电极区电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋ D．电路中转移0.1 mol电子时，Pb/PbSO4电极质量增加4.8 g 解析　B　还原性：Pb>Fe2＋，故Pb为电池的负极，电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，多孔碳为正极，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋。电子从负极经外电路流向正极，Pb为电池的负极，外电路中电子流向：Pb/PbSO4→用电器→多孔碳电极，A正确；Pb为负极，多孔碳为正极，阳离子由负极移向正极，溶液中的H＋由左侧经隔膜移向右侧，B错误；多孔碳为正极，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，C正确；Pb为负极，电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，电路中转移0.1 mol电子时，Pb/PbSO4电极增加0.05 mol SO，质量增加了0.05 mol×96 g·mol－1＝4.8 g，D正确。 10．某电动汽车使用的是LiCoO2电池，工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．放电时电子由电极b通过外电路流向电极a，充电时电极b接电源正极 B．放电时，总反应为LiCoO2＋Cy===LixCy＋Li1－xCoO2 C．充电时，阳极电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ D．当电路中通过0.4 mol电子时，有2.8 g Li＋迁移 解析　AB　由图中放电中离子流向可知，负极反应为LixCy失去电子发生氧化反应生成离子：LixCy－xe－===Cy＋xLi＋，正极反应Li1－xCoO2得到电子发生还原反应生成LiCoO2：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，总反应为：LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋Cy；充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反；放电时a为正极、b为负极，电子由电极b通过外电路流向电极a，充电时电极b接电源负极，A错误；由分析，放电总反应为LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋Cy，B错误；充电时，阳极失去电子发生氧化反应，结合分析，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，C正确；当电路中通过0.4 mol电子时，迁移的Li＋质量为0.4 mol×7 g·mol－1＝2.8 g，D正确。 三、非选择题 11．随着环境问题的日益加剧，用原电池原理解决大气污染的方法得到广泛的应用。 甲 (1)某实验室将汽车尾气(NO、NO2)转化为HNO3的原理如图甲所示，其中A、B为多孔导电材料。 ①A电极为________(填“正极”或“负极”)。 ②B电极附近硝酸的浓度会________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)为缓解温室效应，科学家利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理为2CO2＋2H2O2HCOOH＋O2，其装置如图乙所示。电极2的电极反应式为________________________________________________________________________。 若将质子膜换成阴离子交换膜，则该电池______(填“能”或“不能”)正常工作。 乙 解析　(1)①根据题意，尾气(NO、NO2)在A电极上转化为HNO3，NO、NO2失电子被氧化，所以A电极为负极。②B电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，转移4 mol e－时消耗4 mol H＋，此时有4 mol H＋从左侧经过质子交换膜进入右侧，硝酸的物质的量不会发生改变，但由于生成水，所以电极附近硝酸的浓度减小。(2)根据题意可知电极2上CO2被还原为HCOOH，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH；该装置工作时，电极1上的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成的氢离子会迁移到电极2参与电极反应，若将质子膜换成阴离子交换膜，质子无法通过阴离子交换膜，不能平衡电荷，正极上无法按照原来的路径反应，不能制备HCOOH。 答案　(1)①负极　②减小 (2)CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH　不能 12．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重要贡献，而电解池的应用也在为人类制备各种新物质，结合所学知识回答下列问题： (1)生活中利用原电池原理生产了各种各样的电池，下列有关电池的叙述正确的是______(填字母)。 A．锌锰电池工作一段时间后碳棒会变细 B．氢氧燃料电池可将化学能直接转变为电能 C．铅蓄电池负极是PbO2，正极是Pb (2)氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式都可表示为：2H2＋O2===2H2O。 ①碱性氢氧燃料电池，其正极的电极反应式为 ________________________________________________________________________。 ②工作一段时间后，电解质溶液的pH将________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)某同学欲把反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2设计成原电池，请写出正极的电极反应式：________________________。 (4)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。已知负极电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正极电极反应式为_______________________________________ ________________________________________________________________________。 ③放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 (5)利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O设计为电池可消除NO2，其简易装置如图所示。 a极的电极反应式为____________________________________________________。 解析　(1)锌锰电池工作时碳棒只起到导电作用，不发生反应，碳棒不会变细，A错误；氢氧燃料电池中，通入氢气的一端做负极，通入氧气得一端做正极，可实现将化学能直接转变为电能，B正确；铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，C错误； (2)①由于电解质是碱，正极是氧气得到电子，电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；②氢氧燃料电池放电时总反应为2H2＋O2===2H2O。即反应生成水，电解质为碱，故pH变小； (3)正极为得电子的还原反应，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋； (4)①负极发生氧化反应，根据高铁电池放电时的总反应可知，负极材料是Zn；②放电时，正极发生还原反应；已知负极电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，总反应减去负极的反应可以得到正极的反应，其电极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；③根据电极反应方程式，放电时，负极消耗氢氧根离子，正极生成氢氧根离子，则正极附近溶液的碱性增强； (5)根据题图中电子的流动方向可知，a极上失去电子发生氧化反应，结合题给总反应可知，a极上氨气在碱性条件下发生氧化反应生成氮气，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。 答案　(1)B (2)①O2＋4e－＋2H2O===4OH－　②变小 (3)Fe3＋＋e－===Fe2＋ (4)①Zn　②还原　FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－　③正 (5)2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 13．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下： 请回答下列问题： (1)Pt(a)电极是电池的________极，电极反应式为________________________；Pt(b)电极发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为________________________。 (2)电池的总反应方程式为____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有________mol。 (4)使用该燃料电池的另一个好处是________。 解析　Pt(a)原料为CH3OH和水，产物为CO2、H＋，根据C元素化合价由－2价升到＋4价，失去6个电子，Pt(a)为负极；Pt(b)原料为O2、H＋，产物为H2O，O元素化合价由0价降至－2价，发生还原反应，为正极。 答案　(1)负　CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋　还原　O2＋4H＋＋4e－===2H2O (2)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O (3)　(4)对环境无污染 学科网（北京）股份有限公司 $