1.2 化学能与电能的转化 第2课时（分层作业）化学苏教版选择性必修1

**基本信息** 聚焦化学电源核心知识，通过基础辨识、原理应用、综合创新三层设计，构建从单一电池到实际应用的知识巩固路径，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| |----|----------|----------| |基础层|常见电池类型判断、电极反应式书写|以选择题为主，如银锌电池与燃料电池辨析，强化化学观念| |提升层|电池工作原理、离子移动方向|结合装置图分析，如碱性锌锰电池正负极反应，培养科学思维| |拓展层|新型电池应用、高考真题|如镁-海水燃料电池、尿素燃料电池，联系实际情境，体现科学探究与实践|

分层作业 第二单元　化学能与电能的转化 第2课时 化学电源 1．（24-25高二上·辽宁朝阳·期末）下列电池工作时，电极质量均不发生改变的是 A．银锌电池 B．燃料电池 C．锌锰电池 D．铅蓄电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．银锌电池工作时，负极锌失电子发生氧化反应转化为ZnO，负极质量增加，A错误； B．燃料电池工作时，燃料和氧化剂分别在两电极发生反应，电极材料本身不参与反应，质量均不发生改变，B正确； C．锌锰电池工作时，负极锌失电子发生氧化反应溶解，负极质量减小，C错误； D．铅蓄电池工作时，负极反应为，质量增加，正极反应为，质量也增加，电极质量发生改变，D错误； 故选B。 2．（25-26高一下·广东河源·期末）碱性锌锰电池的总反应为：，其装置如图所示。下列关于该电池的说法中正确的是 A．负极的电极反应式为 B．电子由Zn电极通过电解质溶液流向MnO2电极 C．电池工作时，溶液中的向MnO2电极迁移 D．放电时，负极材料质量减小，正极材料质量不变 【答案】A 【详解】A．负极上Zn失电子，碱性环境下与结合生成，给出的电极反应式书写符合反应规律，A正确； B．电子仅能在外电路中定向移动，电解质溶液通过离子定向移动导电，电子无法通过电解质溶液，B错误； C．原电池工作时阴离子向负极迁移，应向负极（Zn电极）移动，而非正极电极，C错误； D．正极反应生成，有氢元素加入，正极材料质量增大；负极转化为，质量也增大，D错误； 故选A。 3．（25-26高二上·河北衡水·期中）普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 【答案】D 【详解】A．碱性锌锰电池总反应减去负极反应，可得正极反应为，A正确； B．普通锌锰电池中为电解质，水解使体系呈酸性，可传导离子形成闭合回路，B正确； C．碱性锌锰电池负极材料封装在内部，外壳不参与电极反应，密封性更好，能有效避免电解液泄漏、鼓包，C正确； D．普通锌锰电池的锌外壳作负极，但碱性锌锰电池的金属外壳为钢壳，不参与电极反应，负极是内部的锌膏，并非金属外壳作负极，D错误； 故选D。 4．（25-26高一下·安徽六安·期末）关于下列四个装置的说法正确的是 A．甲：电池使用时，正极附近溶液中c(OH-)增大 B．乙：MnO2的作用是作还原剂 C．丙：铅蓄电池为二次电池，放电工作过程中，负极的质量逐渐减小 D．丁：通入O2的一极是正极，电极反应式为 【答案】A 【详解】A．银锌纽扣电池中，为正极，发生反应：。正极反应生成，因此正极附近溶液的浓度增大，A正确； B．普通锌锰电池中，锌为负极，石墨为正极，正极上得电子生成和，的作用是吸收氢气，总反应中得电子生成，因此是氧化剂，B错误； C．铅蓄电池是二次电池，放电时负极反应为：。反应中，转化为固体附着在负极表面，因此负极的质量会逐渐增大，C错误； D．通入的一极为正极，电解质溶液为(碱性)，因此电极反应式中不能出现，正确的正极反应式为，D错误； 故选A。 5．（24-25高二上·福建厦门·期中）电池是现代社会中不可或缺的能源储存装置，电池的发展史见证了人类对能源储存的不断追求和创新。下列有关电极反应式正确的是 A．伏打电堆(如图所示)负极反应为：Cu - 2e-= Cu2+ B．碱性锌锰干电池正极反应式：2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnOOH+2OH- C．铅酸电池放电时正极反应式：PbO2 + 2e-+4H+ = Pb2+ + 2H2O D．甲烷碱性燃料电池负极反应式：CH4 - 8e-+2H2O=CO2 + 8H+ 【答案】B 【详解】A．伏打电堆中活泼性强于，负极为失电子，反应为，A错误； B．碱性锌锰干电池正极得电子，在碱性环境下生成，给出的反应式满足原子、电荷守恒，B正确； C．铅酸电池电解质为硫酸，正极生成的会与结合为，正确正极反应为，C错误； D．碱性燃料电池中不会生成和，的氧化产物为，正确负极反应为，D错误； 故选B。 6．（25-26高二上·广东汕头·阶段检测）磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，其原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，负极反应式为： B．充电时，透过隔膜，从石墨电极移向磷酸铁锂电极 C．放电时，电子从石墨电极透过隔膜移向磷酸铁锂电极 D．利用该电池电解饱和食盐水，当外电路通过2 mol电子时，理论上产生 22.4 L 【答案】A 【分析】由图可知，放电时为原子池，石墨电极发生氧化反应，为负极，磷酸铁锂电极发生还原反应，为正极；锂离子经电解质和隔膜由石墨电极移向磷酸铁锂电极，电子由石墨电极经外电路移向磷酸铁锂电极。充电时为电解池，原电池的负极(石墨电极)为阴极，原电池的正极(磷酸铁锂电极)为阳极，据此分析。 【详解】A．放电时石墨电极为负极，嵌锂石墨失去电子发生氧化反应，负极反应式为：，A正确； B．充电时为电解池，阳离子移向阴极，石墨电极为阴极，锂离子应由磷酸铁锂电极移向石墨电极，B错误； C．放电时电子仅沿外电路移动，不能透过电解质隔膜，电子由石墨电极经外电路移向磷酸铁锂电极，C错误； D．电解饱和食盐水时，阴极上水得到电子，电极反应式为：。由反应式可得：。但题目未给出气体所处的温度和压强，不能确定其体积为22.4 L，D错误； 故选A。 7．（26-27高二上·云南昭通·开学考试）铅蓄电池是一种历史悠久的商用电池，结构如图所示。下列有关铅蓄电池的说法正确的是 A．铅蓄电池是一种二次电池，可以无限次数充电放电 B．充电时，Pb连接电源的负极 C．放电时，正极反应为 D．充、放电时的电池反应为 【答案】B 【详解】A．铅蓄电池是二次电池，但存在使用寿命，无法无限次数充电放电，A错误； B．放电时为负极，发生失电子的氧化反应，充电时该电极需要发生得电子的还原反应，作电解池阴极，连接电源负极，B正确； C．放电时正极生成的会和电解质中的结合生成，正确的正极反应为，C错误； D．反应可逆符号的条件标注错误，左到右为放电过程，应标注在可逆符号上方，右到左为充电过程，应标注在下方，D错误； 故选B。 8．（25-26高二上·河北邢台·阶段检测）可作为燃料使用，燃料电池的结构如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．电极Ⅱ为负极 B．b为 C．正极的电极反应式为 D．能量的主要转化形式为电能转化为化学能 【答案】C 【分析】原电池中阳离子会向正极定向移动，从电极Ⅰ区域穿过质子交换膜移向电极Ⅱ区域，因此电极Ⅱ是通入的正极，电极Ⅰ是通入的负极；负极上乙醇发生失电子的氧化反应，生成等产物，正极上在酸性条件下得到电子结合迁移过来的生成。 【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，因此电极Ⅱ是电子流入的正极，电极I为负极，A错误； B．负极通入燃料乙醇，正极通入，因此a为，b为，B错误； C．该电池为酸性质子交换膜体系，正极上得电子，结合迁移过来的生成水，电极反应式为，C正确； D．燃料电池属于原电池，主要能量转化形式是化学能转化为电能，而非电能转化为化学能，D错误； 故选C。 9．（2025·广东深圳·模拟预测）由深海所牵头研制的新概念潜水器——“鹿岭号”深海多位点着陆器使用了镁-海水燃料电池，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．金属镁作正极材料 B．放电时，电解质溶液中的向负极移动 C．可使用金属钠代替镁作钠-海水燃料电池的电极材料 D．氧气在电极表面发生反应 【答案】B 【详解】A．总反应中Mg化合价从0升高为+2价，失电子发生氧化反应，应作负极材料，A错误； B．原电池放电时，阴离子向负极移动，为阴离子，故向负极移动，B正确； C．金属钠性质极活泼，会直接与海水中的水剧烈反应，无法稳定作电池电极材料，C错误； D．该电池电解质为中性海水，氧气得电子生成，正确电极反应为，选项反应式为酸性条件下的正极反应，不符合题意，D错误； 故选B。 10．（25-26高二上·宁夏银川·阶段检测）氢氧燃料电池对环境无污染，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧汽油、柴油或储能蓄电池方式。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下图。 (1)①写出气体的化学式：_______。若将硫酸溶液换为溶液，则右侧电极反应式为_______。 ②若每消耗标准状况下的体积，外电路转移电子数为_______。 (2)氨是一种潜在的清洁能源，可作为碱性燃料电池的燃料。电池的总反应式为，则该燃料电池的负极反应式为_______。 (3)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生的反应为，若将此反应设计成原电池，电解质溶液为_______，当电路中转移电子时，负极减少的质量为_______。 (4)电池可用于心脏起搏器。该电池电极材料分别为锂和石墨棒，电解质溶液为。电池的总反应为，则负极发生的电极反应为_______。组装该电池须在无水条件下进行，原因是_______用文字描述。 【答案】(1) H2 0.5NA (2) (3) FeCl3溶液 6.4 (4) Li - e- = Li+ Li 是活泼金属，能与水反应 【详解】（1）①根据图示，电子从左侧电极流出，说明左侧电极为负极，发生氧化反应，在氢氧燃料电池中，氢气在负极失去电子，因此通入的气体a为；右侧电极为正极，通入的是氧气。若将硫酸溶液换为溶液，正极上氧气得电子并结合水生成，电极反应式为； ②标准状况下的物质的量为，根据负极反应可知，每消耗转移电子，故转移电子数为，即； （2）在碱性燃料电池中，氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气，负极反应式为； （3）将反应设计成原电池，失电子的作负极，得电子的在溶液中作电解质，故电解质溶液为溶液，负极反应为，当电路中转移电子时，消耗的物质的量为，其质量为； （4）根据电池总反应，在反应中失去电子发生氧化反应，故负极电极反应式为；由于是活泼金属，极易与水发生反应，因此组装该电池必须在无水条件下进行。 1．（25-26高二下·广东深圳·期末）Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极，石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时，下列说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．镁为正极，发生还原反应 C．电子由镁经外电路流入石墨 D．石墨电极表面产生大量氢气 【答案】C 【详解】A．该电池属于原电池，工作时是将化学能转化为电能，A错误； B．Mg的金属活动性远强于石墨，因此Mg为负极，失电子发生氧化反应，B错误； C．原电池中电子由负极经外电路流向正极，本电池中Mg为负极、石墨为正极，因此电子由镁经外电路流入石墨，C正确； D．石墨为正极，正极上得电子发生还原反应生成，不会产生氢气，D错误； 故选C。 2．（24-25高二上·福建三明·开学考试）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图Ⅰ  碱性锌锰电池 图Ⅱ  铅蓄电池 图Ⅲ  电解精炼铜 图Ⅳ  银锌纽扣电池 A．图Ⅰ所示电池中，的作用是催化剂 B．图Ⅱ所示电池充电过程中，电解质溶液的密度增大，移向阴极 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中浓度始终不变 D．图Ⅳ所示电池中，是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag 【答案】D 【详解】A．该干电池中工作时，Zn为负极、发生失电子的反应，MnO2在正极发生得电子的反应、作氧化剂，故A错误； B．铅蓄电池充电时电池反应为：2PbSO4+2H2O = Pb+PbO2+2H2SO4，电解质溶液的密度增大，移向阳极，故B错误； C．粗铜中不仅含有铜还含有其它金属，电解时，粗铜中有铜和其它金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，所以溶液中铜离子浓度降低，故C错误； D．该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以Ag2O是氧化剂、发生还原反应，故D正确； 答案选D。 3．（25-26高二上·湖北武汉·阶段检测）电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。若使用铅蓄电池作外接电源，下列说法正确的是 A．Y室可获得淡化的海水 B．电解时，M电极连接铅蓄电池的Pb电极 C．理论上M电极产生11.2L(标准状况)气体时，通过阴离子交换膜的离子有2mol D．理论上N电极产生11.2L(标准状况)气体时，Pb电极增重48 g 【答案】D 【分析】M极生成，发生失电子的氧化反应，因此M是电解池的阳极，N是电解池的阴极；铅蓄电池中Pb为负极，为正极。 【详解】A．X室中向右、向左分别透过阳、阴离子交换膜移出，Z室中向右、向左分别透过阳、阴离子交换膜移出，X、Y之间为阳离子交换膜、Y和Z之间为阴离子交换膜，X移出的和Z移出的进入Y室，Y室盐浓度增大，无法获得淡化海水，A错误； B．M电极上失电子生成，为电解池阳极，应连接外接电源正极，铅蓄电池中为负极、为正极，故M应连接电极，B错误； C．标况下11.2 L 的物质的量为，根据阳极反应，转移电子为1 mol，每个阴离子带1个单位负电荷，故通过阴离子交换膜的阴离子为1 mol，C错误； D．N电极为阴极，反应为，标况下11.2 L 物质的量为0.5 mol，转移电子1 mol；电极反应为，每转移2 mol电子电极结合1 mol 增重96 g，故转移1 mol电子时增重48 g，D正确； 故选D。 4．（25-26高三上·江苏苏州·阶段检测）科学家利用氨硼烷设计成原电池装置如题图所示，该电池在常温下即可工作，总反应为。下列说法错误的是 A．b室为该原电池的正极区 B．a室发生的电极反应式为 C．当有6 mol电子转移时，理论上消耗的量为6 mol D．其他条件不变，向溶液中加入适量硫酸能增大电流强度 【答案】C 【详解】A．根据总反应可知H2O2被还原，所以b室发生的是还原反应，为原电池的正极区，A正确； B．根据总反应可知电池放电时NH3·BH3被氧化得到和，结合电子守恒和元素守恒可得电极反应式为，B正确； C．由总反应可知，H2O2被还原为H2O，O从-1价降至-2价，每3 mol H2O2得到6 mol电子，当有6 mol电子转移时，理论上消耗的量为3 mol，C 错误； D．硫酸为强电解质，加入适量的硫酸，可以增加溶液中离子浓度，增强导电能力，增大电流强度，D正确； 故选C。 5．（25-26高二上·北京·期末）一种锂离子电池[电极材料分别为嵌锂石墨、钴酸锂（）]某时段的工作原理如下。 总反应方程式： 下列说法正确的是 A．放电时，侧作负极 B．依据移动方向判断，图示中的电池处于充电状态 C．充电时，阴极发生的反应为 D．充电时，钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目 【答案】C 【分析】本题围绕锂离子电池的充放电原理展开，总反应为。放电时，负极（嵌锂石墨）发生氧化反应，释放和电子，通过隔膜向正极移动；正极（）发生还原反应，嵌入。充电时，装置为电解池，阴极（原负极）嵌入，阳极（原正极）脱出，元素价态升高，实现电能到化学能的转化。整个过程通过的嵌入/脱出与电子转移，完成化学能与电能的相互转化，体现了二次电池的工作原理，据此分析。 【详解】A．放电时，负极发生氧化反应，失去电子生成和；在放电时为正极，发生还原反应，A不符合题意； B．图中向电极移动；放电时向正极移动，充电时向阴极（原负极）移动；因此图示状态为放电状态，而非充电，B不符合题意； C．充电时，阴极（原负极）发生还原反应，嵌入；反应为，C符合题意； D．充电时，阳极反应为； 元素失去的电子数与脱出的数目相等（均为），D不符合题意； 故选C。 6．（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）可充电电池在固定及储能领域都存在着巨大的潜力，其结构如图所示，主要由金属锂负极、隔膜、含有醚溶剂的非质子液态电解质和空气正极构成。电池的总反应为。下列有关说法正确的是 A．该电池也可用碳酸盐溶液作为电解质 B．充电时，阳极的电极反应为： C．氧化产物碳在正极上沉积，不利于电池放电 D．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗 【答案】B 【详解】A．该电池负极是金属锂，锂性质活泼，碳酸盐溶液为水溶液，锂会与水反应，碳酸盐溶液不能作为电解质，A错误； B．充电时阳极发生氧化反应，放电时正极反应为，充电时阳极反应为其逆过程，即充电时阳极的电极反应为，B正确； C．放电时总反应中被还原生成，是还原产物而非氧化产物，C错误； D．总反应中转移电子消耗 ，则转移电子消耗 ，标准状况下消耗CO2的体积为，D错误； 故答案选B。 7．（24-25高二上·山东淄博·阶段检测）制备物质、获取能量是化学反应的两大重要用途，一种燃料电池装置如图所示(其中Y是氮的最高价氧化物)。下列说法错误的是 A．电极电势：石墨Ⅰ>石墨Ⅱ B．电池中向石墨Ⅰ电极移动 C．正极的电极反应式为 D．该装置的突出优点是制备Y物质的同时获取电能 【答案】A 【详解】A．原电池中正极电极电势高于负极，石墨Ⅱ为正极、石墨Ⅰ为负极，故电极电势：石墨Ⅰ<石墨Ⅱ，A错误； B．原电池中阴离子向负极移动，向负极石墨Ⅰ电极移动，B正确； C．正极上得电子发生还原反应，结合生成，电极反应式为，C正确； D．该装置为原电池，可获得电能，同时生成氮的最高价氧化物（即Y），实现制备Y物质的同时获取电能，D正确； 故选A。 8．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____________________________________________________。 【答案】(1)B (2) O2＋4e-＋2H2O=4OH- 变小 (3)Fe3＋＋e-=Fe2＋ (4) Zn 还原 ＋4H2O＋3e-=Fe(OH)3↓＋5OH- 正 (5)2NH3-6e-＋6OH-=N2＋6H2O 【详解】（1）A．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； B．氢氧燃料电池中，通入氢气的一端做负极，通入氧气的一端做正极，可实现将化学能直接转变为电能，B正确； C．铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，C错误； 故选B。 （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＋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。 1．（2026·甘肃卷）我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是 A．体系中每转移，最多可产生1 mol N2 B．工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移 C．工作时负极区pH降低 D．a是阴离子交换膜 【答案】B 【详解】A．中为价，生成时共失去电子，故转移最多产生，A正确； B．电极1上失电子生成，为负极，电极2上得电子生成，为正极，电子应从负极（电极1）经外电路流向正极（电极2），B错误； C．负极反应为，生成使增大，降低，C正确； D．负极区生成后正电荷增多，需通过a膜进入负极区平衡电荷，故a为阴离子交换膜，D正确； 故选B。 2．（2026·江苏卷）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 【答案】D 【详解】A．镁合金作负极，但发生的是氧化反应，非还原反应，A错误； B．Br⁻为阴离子，在原电池中应向负极迁移，而非从负极向正极迁移，B错误； C．“鼓包”若因气体产生，该方程式生成O2，但是Mg是强还原剂，反应中Mg应该被氧化，O不会被氧化生成O2；鼓包实际是Mg与水发生副反应生成H2，C错误； D．由总反应可知，2 mol MnO₂参与反应时转移2 mol电子，故1 mol MnO2参与反应时，外电路通过电子总量为1 mol，D正确； 故选D。 3．（2026·湖南卷）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 【答案】B 【分析】该扣式电池中，活泼金属作负极，作正极，以此解答。 【详解】A．石墨具有良好的导电性，添加到电极材料中可增强电极的导电性，A正确； B．题干明确难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的，正极反应物是固体，正极反应应为，B错误； C．原电池放电时，阳离子向正极移动，因此从负极向正极移动，C正确； D．负极反应为，2.1g 的物质的量为，理论上外电路中通过，D正确； 故选B。 4．（2025·四川卷）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时，还原为，理论上需要氢原子 C．充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为 【答案】A 【分析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，，正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为，正极区发生反应为(注意此反应不是电极反应)，充电时，金属铝为阴极，电极为阳极，据此解答。 【详解】A．放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根：，当转移3mol电子时，消耗，同时正极区会有通过离子交换膜进行补充，净消耗1mol，故负极区游离的数目会减少，故A错误； B．氢原子将吸附在电催化剂表面的逐步还原为，还原为，由化合价变化可知，得到8mol电子，所以理论上需要氢原子，故B正确； C．充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区，故C正确； D．充电时，电池阴极反应式为，阳极反应式为，总反应为，故D正确； 答案选A。 5．（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，N电极上发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：，M电极为负极，电极反应为，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【详解】A．由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误； B．由分析可知，放电时，N电极反应为：，B错误； C．由分析可知，建立电子转移关系式：，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误； D．充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：，D正确； 故选D。 6．（2025·广东卷）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【答案】C 【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：。 【详解】A．由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误； B．图a中，ⅰ到ⅱ过程为获得第一个电子的过程，根据题中信息，获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误； C．氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：，同时，反应负极每失去1个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确； D．由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误； 故选C。 7．（2025·黑吉辽蒙卷）一种基于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．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 【答案】D 【分析】放电过程中a、b极均增重，这说明a电极是负极，电极反应式为，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。 【详解】A．放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以向b极迁移，A正确； B．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； C．a电极是负极，电极反应式为，C正确； D．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； 答案选D。 8．（2024·广西卷）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为： C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 【答案】A 【分析】放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌，则右侧电极为负极，Na失电子生成Na+；Na+透过允许Na+通过的隔膜从右侧进入左侧，则左侧为正极。 【详解】A．外电路通过1mol电子时，负极有1molNa失电子生成Na+进入右侧溶液，溶液中有1molNa+从右侧进入左侧，并与正极的Na3-xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为2mol×23g/mol=46g，A错误； B．充电时，左侧电极为阳极，Na3V2(PO4)3失电子生成Na3-xV2(PO4)3，则阳极电极反应为：，B正确 ； C．放电一段时间后，负极产生的Na+的物质的量与负极区通过隔膜进入左极区的Na+的物质的量相同，进入左极区的Na+与参加左侧正极反应的Na+的物质的量相同，所以电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，C正确 ； D．Na能与水反应，所以电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换，D正确 ； 故选 A。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 第二单元　化学能和电能的转化 第2课时 化学电源 1．（24-25高二上·辽宁朝阳·期末）下列电池工作时，电极质量均不发生改变的是 A．银锌电池 B．燃料电池 C．锌锰电池 D．铅蓄电池 A．A B．B C．C D．D 2．（25-26高一下·广东河源·期末）碱性锌锰电池的总反应为：，其装置如图所示。下列关于该电池的说法中正确的是 A．负极的电极反应式为 B．电子由Zn电极通过电解质溶液流向MnO2电极 C．电池工作时，溶液中的向MnO2电极迁移 D．放电时，负极材料质量减小，正极材料质量不变 3．（25-26高二上·河北衡水·期中）普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 4．（25-26高一下·安徽六安·期末）关于下列四个装置的说法正确的是 A．甲：电池使用时，正极附近溶液中c(OH-)增大 B．乙：MnO2的作用是作还原剂 C．丙：铅蓄电池为二次电池，放电工作过程中，负极的质量逐渐减小 D．丁：通入O2的一极是正极，电极反应式为 5．（24-25高二上·福建厦门·期中）电池是现代社会中不可或缺的能源储存装置，电池的发展史见证了人类对能源储存的不断追求和创新。下列有关电极反应式正确的是 A．伏打电堆(如图所示)负极反应为：Cu - 2e-= Cu2+ B．碱性锌锰干电池正极反应式：2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnOOH+2OH- C．铅酸电池放电时正极反应式：PbO2 + 2e-+4H+ = Pb2+ + 2H2O D．甲烷碱性燃料电池负极反应式：CH4 - 8e-+2H2O=CO2 + 8H+ 6．（25-26高二上·广东汕头·阶段检测）磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，其原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，负极反应式为： B．充电时，透过隔膜，从石墨电极移向磷酸铁锂电极 C．放电时，电子从石墨电极透过隔膜移向磷酸铁锂电极 D．利用该电池电解饱和食盐水，当外电路通过2 mol电子时，理论上产生 22.4 L 7．（26-27高二上·云南昭通·开学考试）铅蓄电池是一种历史悠久的商用电池，结构如图所示。下列有关铅蓄电池的说法正确的是 A．铅蓄电池是一种二次电池，可以无限次数充电放电 B．充电时，Pb连接电源的负极 C．放电时，正极反应为 D．充、放电时的电池反应为 8．（25-26高二上·河北邢台·阶段检测）可作为燃料使用，燃料电池的结构如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．电极Ⅱ为负极 B．b为 C．正极的电极反应式为 D．能量的主要转化形式为电能转化为化学能 9．（2025·广东深圳·模拟预测）由深海所牵头研制的新概念潜水器——“鹿岭号”深海多位点着陆器使用了镁-海水燃料电池，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．金属镁作正极材料 B．放电时，电解质溶液中的向负极移动 C．可使用金属钠代替镁作钠-海水燃料电池的电极材料 D．氧气在电极表面发生反应 10．（25-26高二上·宁夏银川·阶段检测）氢氧燃料电池对环境无污染，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧汽油、柴油或储能蓄电池方式。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下图。 (1)①写出气体的化学式：_______。若将硫酸溶液换为溶液，则右侧电极反应式为_______。 ②若每消耗标准状况下的体积，外电路转移电子数为_______。 (2)氨是一种潜在的清洁能源，可作为碱性燃料电池的燃料。电池的总反应式为，则该燃料电池的负极反应式为_______。 (3)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生的反应为，若将此反应设计成原电池，电解质溶液为_______，当电路中转移电子时，负极减少的质量为_______。 (4)电池可用于心脏起搏器。该电池电极材料分别为锂和石墨棒，电解质溶液为。电池的总反应为，则负极发生的电极反应为_______。组装该电池须在无水条件下进行，原因是_______用文字描述。 1．（25-26高二下·广东深圳·期末）Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极，石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时，下列说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．镁为正极，发生还原反应 C．电子由镁经外电路流入石墨 D．石墨电极表面产生大量氢气 2．（24-25高二上·福建三明·开学考试）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图Ⅰ  碱性锌锰电池 图Ⅱ  铅蓄电池 图Ⅲ  电解精炼铜 图Ⅳ  银锌纽扣电池 A．图Ⅰ所示电池中，的作用是催化剂 B．图Ⅱ所示电池充电过程中，电解质溶液的密度增大，移向阴极 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中浓度始终不变 D．图Ⅳ所示电池中，是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag 3．（25-26高二上·湖北武汉·阶段检测）电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。若使用铅蓄电池作外接电源，下列说法正确的是 A．Y室可获得淡化的海水 B．电解时，M电极连接铅蓄电池的Pb电极 C．理论上M电极产生11.2L(标准状况)气体时，通过阴离子交换膜的离子有2mol D．理论上N电极产生11.2L(标准状况)气体时，Pb电极增重48 g 4．（25-26高三上·江苏苏州·阶段检测）科学家利用氨硼烷设计成原电池装置如题图所示，该电池在常温下即可工作，总反应为。下列说法错误的是 A．b室为该原电池的正极区 B．a室发生的电极反应式为 C．当有6 mol电子转移时，理论上消耗的量为6 mol D．其他条件不变，向溶液中加入适量硫酸能增大电流强度 5．（25-26高二上·北京·期末）一种锂离子电池[电极材料分别为嵌锂石墨、钴酸锂（）]某时段的工作原理如下。 总反应方程式： 下列说法正确的是 A．放电时，侧作负极 B．依据移动方向判断，图示中的电池处于充电状态 C．充电时，阴极发生的反应为 D．充电时，钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目 6．（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）可充电电池在固定及储能领域都存在着巨大的潜力，其结构如图所示，主要由金属锂负极、隔膜、含有醚溶剂的非质子液态电解质和空气正极构成。电池的总反应为。下列有关说法正确的是 A．该电池也可用碳酸盐溶液作为电解质 B．充电时，阳极的电极反应为： C．氧化产物碳在正极上沉积，不利于电池放电 D．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗 7．（24-25高二上·山东淄博·阶段检测）制备物质、获取能量是化学反应的两大重要用途，一种燃料电池装置如图所示(其中Y是氮的最高价氧化物)。下列说法错误的是 A．电极电势：石墨Ⅰ>石墨Ⅱ B．电池中向石墨Ⅰ电极移动 C．正极的电极反应式为 D．该装置的突出优点是制备Y物质的同时获取电能 8．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____________________________________________________。 1．（2026·甘肃卷）我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是 A．体系中每转移，最多可产生1 mol N2 B．工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移 C．工作时负极区pH降低 D．a是阴离子交换膜 2．（2026·江苏卷）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 3．（2026·湖南卷）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 4．（2025·四川卷）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时，还原为，理论上需要氢原子 C．充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为 5．（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 6．（2025·广东卷）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 7．（2025·黑吉辽蒙卷）一种基于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．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 8．（2024·广西卷）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为： C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 第二单元　化学能和电能的转化 第2课时 化学电源 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 B A D A B A B C B 10(1) H2 0.5NA (2) (3) FeCl3溶液 6.4 (4) Li - e- = Li+ Li 是活泼金属，能与水反应 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C D D C C B A 8．(1) B (2) O2＋4e-＋2H2O=4OH- 变小 (3) Fe3＋＋e-=Fe2＋ (4) Zn 还原 ＋4H2O＋3e-=Fe(OH)3↓＋5OH- 正 (5) 2NH3-6e-＋6OH-=N2＋6H2O 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D B A D C D A 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $