专题1 第二单元 第二课时 化学电源(课时跟踪检测)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理学生用书word(苏教版)
2026-09-12
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摘要:
**基本信息**
分层设计清晰,基础巩固与创新强化结合,覆盖化学电源核心知识点,从单一电池类型到综合应用,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|
|----|----------|----------|
|基础巩固练|一次/二次/燃料电池基础知识点|选择题为主,聚焦电极反应式书写、离子移动方向等基础考点|
|创新强化练|化学电源综合应用与实验分析|含综合选择与填空,涉及多电池对比、实际情境分析及计算,提升科学探究能力|
内容正文:
第二课时 化学电源
题组一 一次电池
1.(2026•南京六校联合检测)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnOOH,电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.负极的电极反应式:Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2
B.电池工作时,OH-通过隔膜向负极移动
C.环境温度过低,不利于电池放电
D.反应中每生成1 mol MnOOH,转移电子数为2×6.02×1023
2.(2026•淮安马坝高级中学段考)锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池,其构造示意图如图。下列说法不正确的是( )
A.Zn作电池的负极
B.电池工作时,OH-向正极移动
C.正极的电极反应:Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-
D.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性
题组二 二次电池
3.(2026•苏州三中开学考)铅蓄电池的工作原理可表示为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.放电时,正、负电极质量均增大
B.放电时,溶液的pH增大
C.电池工作时,电子由Pb板通过导线流向PbO2板
D.放电时,溶液中的S向PbO2移动
4.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,电池的总反应为Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法错误的是( )
A.电池的电解质溶液为碱性溶液,正极为Ni2O3,负极为Fe
B.电池放电时,负极发生的反应为Fe+2OH--2e-Fe(OH)2
C.电池放电过程中,正极附近溶液的酸性增强
D.电池放电时,正极发生的反应为Ni2O3+3H2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-
题组三 燃料电池
5.(2025•江苏江都中学期末)固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的。它以固体氧化锆—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.有H2放电的b极为电池的正极
C.a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH- D.该电池的总反应为2H2+O22H2O
6.(2026•苏州高新区一中段考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.CH4-H2O催化重整制CO和H2时,使用催化剂可以提高反应的焓变
B.电极A上CO参与的电极反应为CO+2OH--2e-+H2O
C.电池工作时,向电极A移动
D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2-4e-2
7.(2026•连云港赣榆高级中学月考)有关下列四个常用电化学装置的叙述中,不正确的是( )
图Ⅰ普通锌锰干电池
图Ⅱ碱性锌锰电池
图Ⅲ铅蓄电池
图Ⅳ银锌纽扣电池
A.图Ⅰ和图Ⅱ所示电池的负极反应不相同
B.图Ⅱ所示电池相比图Ⅰ所示电池,有效期短且易漏液
C.图Ⅲ属于二次电池,可以根据电解质溶液的密度判断充放电程度
D.图Ⅳ所示电池中,正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-
8.(2026•扬州红桥高级中学月考)某燃料电池主要构成要素如图所示,下列说法正确的是( )
A.电池可用于乙醛的制备
B.b电极为正极
C.电池工作时,a电极附近c(H+)增大
D.a电极的反应式为O2-4e-+4H+2H2O
9.(2025•连云港海州高级中学模拟)燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4、CH3OH、NH3等)与O2反应从而将化学能转化为电能的装置。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池(NaOH溶液作电解质溶液)的负极电极反应式为 ,正极电极反应式为 ,放电过程中溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
①A为生物燃料电池的 (填“正”或“负”)极。
②正极电极反应式为 。
负极电极反应式为 。
③放电过程中,H+由 极区向 极区迁移。 (填“正”或“负”)
④在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体 L。
⑤该电池 (填“能”或“不能”)在高温下工作。
(3)CO无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高,请回答:
①a极电极反应式为 。
②工作时,O2-由电极 (填“a”或“b”,下同)向电极 移动,电子由电极 通过传感器流向电极 。
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第二课时 化学电源
1.D Zn为负极,电极反应式为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,MnO2为正极,电极反应式为MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-,A正确;原电池中阴离子向负极移动,则OH-通过隔膜向负极移动,B正确;环境温度过低,反应速率减慢,不利于电池放电,C正确;由正极电极反应可知每生成1 mol MnOOH,转移1 mol电子,转移电子数目为6.02×1023,D错误。
2.B 锌银纽扣电池中,锌作负极,发生氧化反应:Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,Ag2O作正极,发生还原反应:Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,总反应为Zn+Ag2OZnO+2Ag,A、C正确;原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,则OH-向负极移动,B错误;金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性,以保证电池正常工作,D正确。
3.D 放电时,负极Pb发生反应:Pb-2e-+SPbSO4↓,正极PbO2发生反应:PbO2+2e-+4H++SPbSO4↓+2H2O,两极均生成PbSO4沉淀,质量均增大,A正确;根据放电时总反应可知,消耗H2SO4,溶液中H+浓度降低,pH增大,B正确;放电时为原电池,电子从负极(Pb)经导线流向正极(PbO2),C正确;原电池工作时,溶液中的阴离子S向负极即Pb极移动,D错误。
4.C 该电池中活泼金属Fe失去电子,为负极,Ni2O3为正极,因为放电时电极产物为氢氧化物,可以判断电解质溶液为碱性溶液,A正确;放电时,负极铁失去电子生成Fe2+,因为电解质溶液为碱性溶液,所以负极发生的反应为Fe+2OH--2e-Fe(OH)2,B正确;放电时正极发生的反应为Ni2O3+3H2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-,C错误,D正确。
5.D 由题图中电子的流向可知,a极为正极:O2+4e-2O2-,b极为负极:2H2+2O2--4e-2H2O,总反应:2H2+O22H2O,D正确。
6.C 焓变(ΔH)由反应物和生成物的总能量决定,催化剂只能降低反应活化能、加快反应速率,不能改变焓变,A错误;该电池为熔融碳酸盐燃料电池,电解质中无OH-,电极A(负极)上CO失去电子被氧化生成二氧化碳,CO+C-2e-2CO2,B错误;电池工作时,阴离子向负极移动,电极A为负极,故向电极A移动,C正确;电极B为正极,氧气发生还原反应,得到电子生成碳酸根离子,O2+2CO2+4e-2C,D错误。
7.B 由图可知,图Ⅰ为普通锌锰干电池,图Ⅱ为碱性锌锰电池,两者负极反应因电解质环境不同而不同,A正确;由图可知,与图Ⅰ普通锌锰干电池相比,图Ⅱ碱性锌锰电池的电解质为碱性,锌粉与电解质接触更充分,反应平稳,不易漏液且有效期更长,B错误;图Ⅲ为二次电池铅蓄电池,放电时硫酸溶液浓度降低、密度减小,充电时硫酸溶液浓度增大、密度增大,所以可通过电解质溶液密度判断充放电程度,C正确;由图可知,图Ⅳ为银锌纽扣电池, Ag2O为电池的正极,电解质溶液为碱性,电极反应式为Ag2O + 2e-+H2O2Ag+2OH-,D正确。
8.A 通入燃料的电极为负极,则b电极为负极,乙烯在b电极失去电子转化为乙醛,电极反应式为CH2CH2-2e-+H2OCH3CHO+2H+;然后负极产生H+通过质子交换膜进入a电极的正极区域,O2在a电极得到电子转化为水,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,总反应为2CH2CH2+O22CH3CHO,可用于乙醛的制备,A正确,B、C、D错误。
9.(1)CH4+10OH--8e-C+7H2O
O2+2H2O+4e-4OH- 减小
(2)①正 ②O2+4H++4e-2H2O
C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+
③负 正 ④22.4 ⑤不能
(3)①CO+O2--2e-CO2 ②b a a b
解析:(1)负极为CH4失去电子,电极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O;正极O2得到电子生成OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,电池总反应为CH4+2O2+2OH-C+3H2O。随着放电反应的进行,OH-不断消耗,电解质溶液的pH减小。
(2)①O2→H2O,O2发生还原反应,故A为燃料电池的正极,B为燃料电池的负极。②由于电解质中含有H+,故正极电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,负极电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+。③放电过程中,H+由负极区向正极区迁移。④葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O,即1 mol O2~1 mol CO2,每消耗1 mol O2,理论上生成标准状况下CO2气体22.4 L。⑤由于微生物的主要成分是蛋白质,高温下会发生变性,故该电池不能在高温下工作。
(3)①a电极为负极,电极反应式为CO+O2--2e-CO2,b电极为正极,电极反应式为O2+4e-2O2-,总反应式为2CO+O22CO2。②工作时电子由电极a通过传感器流向电极b,O2-由电极b向电极a移动。
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