4.1 第2课时 化学电源—— 一次电池和二次电池(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册学生用书（人教版）

第2课时　化学电源—— 一次电池和二次电池 ◆ 学习任务一　化学电源—— 一次电池 1.碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnO(OH),电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是(　) A.电池工作时,OH-通过隔膜向负极移动 B.负极的电极反应式:Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2 C.环境温度过低,不利于电池放电 D.反应中每消耗1 mol MnO2,转移电子数约为2×6.02×1023 2.[2025·广东揭阳高二质检] 锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池,其构造示意图如图所示。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 3.Fe-空气电池可用作电动车动力来源,其工作原理如图所示,下列有关此电池放电时的说法正确的是 (　) A.碳材料电极为电池正极,发生氧化反应 B.当电路中转移0.4 mol电子时,消耗2.24 L O2 C.负极的电极反应式为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2 D.溶液中电子由Fe电极流向碳材料电极 ◆ 学习任务二　化学电源——二次电池 4.铅酸蓄电池广泛应用于机动车辆,其构造如图所示,已知PbSO4难溶于水,电池反应为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,下列说法不正确的是 (　) A.电池工作时,Pb为负极,发生氧化反应 B.电池工作时,电解质溶液pH保持不变 C.硫酸根离子在负极和正极都参与了反应 D.正极的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SPbSO4+2H2O 5.[2026·湖北武汉二中等高二联考] 科学家研制了一种MnO2-Zn电池(如图所示)。电池工作一段时间后,MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4,下列叙述正确的是 (　) A.放电时,阳离子向Zn电极移动 B.放电时,MnO2电极电势较低 C.放电时,正极反应有MnO2+H2O+e-MnOOH+OH- D.放电时,Zn电极质量减少1.30 g,则MnO2电极生成了0.04 mol MnOOH 6.[2026·河北沧州高二期中] 锂离子电池因其高能量密度、快速充电等优点受到广泛的应用。某种可充电锂离子电池装置如图所示,电池总反应为LixCy+Li1-xCoO2LiCoO2+Cy,LixCy可视为Li+镶嵌在石墨中。下列说法错误的是 (　) A.充电时,LixCy为阴极 B.放电时,Li+从石墨中脱嵌移向负极,嵌入钴酸锂晶体中 C.放电时,LiCoO2侧电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2 D.充电时,Li+从LiCoO2侧移向LixCy侧 7.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。高铁电池的总反应式为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　　　　,放电时负极反应式为　　　　　　　　　　　　。  (2)放电时,正极发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应;正极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。放电时,　　　　(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。  8.我国科研人员研制出“Na-CO2”电池。以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,放电时总反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是 (　) A.放电时,Na+向正极移动 B.该电池可用NaCl溶液作电解质溶液 C.放电时,电子流向为钠箔→导线→MWCNT D.放电时,正极的电极反应式为4Na++3CO2+4e-2Na2CO3+C 9.某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 (　) A.放电时,OH-向电极a移动 B.放电一段时间,再断开开关一段时间后,KOH溶液的浓度增大 C.放电时,电极b的电极反应为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH- D.电池放电时的总反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2 10.钠离子电池以其低成本、高安全性及其优异电化学属性等成为锂离子电池的首选“备胎”,其充放电过程是Na+在正负极间的镶嵌与脱嵌。其工作原理为NaMnO2+CnNa1-mMnO2+NamCn。下列说法正确的是 (　) A.充电时Na+由a极向b极移动 B.该电池一种正极材料为Cn,充电时的电极反应为NamCn-me-Cn+mNa+ C.假设两电极初始质量相等,放电时,外电路中每转移0.1 mol e-,理论上两个电极质量差为2.3 g D.钠离子电池因其能量密度超过锂离子电池而成为未来电池的最佳选择 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　化学电源—— 一次电池和二次电池 1.D　[解析] 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-+H2OMnO(OH)+OH-。电池工作时,OH-通过隔膜向负极移动,故A正确;负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,故B正确;环境温度过低,化学反应速率下降,不利于电池放电,故C正确;由电极反应式MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-可知,反应中每消耗1 mol MnO2,转移1 mol电子,数目约为6.02×1023,故D错误。 2.B　[解析] 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。由分析可知,锌作电池的负极,Ag2O作电池的正极,A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;由分析可知,正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,C正确;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.C　[解析] Fe-空气电池中,放电时在NaOH作用下,Fe转化为Fe(OH)2,Fe元素价态升高失电子,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2,碳材料电极为正极,氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,据此分析解答。碳材料电极为正极,氧气得电子发生还原反应,故A错误;未指明气体的状况,不能计算氧气的体积,故B错误;放电时Fe转化为Fe(OH)2,Fe元素价态升高失电子,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2,故C正确;原电池工作时,电子在外电路中流动,溶液中是离子定向移动,阳离子移向正极,阴离子移向负极,故D错误。 4.B　[解析] Pb作负极,发生氧化反应,A正确;电池工作时,硫酸浓度减小,则电解质溶液pH增大,B错误;负极反应式为Pb+S-2e-PbSO4,正极反应式为PbO2+S+2e-+4H+PbSO4+2H2O,故硫酸根离子在负极和正极都参与了反应,C、D正确。 5.C　[解析] 电池工作一段时间后,MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4,该过程中Mn元素被还原,MnO2电极为正极,因此Zn电极为负极。放电时,阳离子向正极移动,Zn电极为负极,阳离子应向MnO2电极(正极)移动,A错误;放电时,正极电势高于负极,MnO2电极为正极,电势较高,B错误;放电时,MnO2电极(正极)发生还原反应,Mn元素从+4价降低为+3价(MnOOH中Mn元素为+3价),反应式为MnO2+H2O+e-MnOOH+OH-,C正确;Zn电极质量减少1.30 g(物质的量为=0.02 mol),转移0.04 mol电子,正极Mn元素从+4价降为+3价(MnOOH和ZnMn2O4中Mn元素均为+3价),转移电子总数等于生成Mn(Ⅲ)总物质的量,但因有少量ZnMn2O4生成,MnOOH物质的量小于0.04 mol,D错误。 6.B　[解析] 由电池总反应可知,放电时为原电池,LixCy电极发生氧化反应LixCy-xe-xLi++Cy,作负极;LiCoO2电极发生还原反应Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2,作正极;充电时为电解池,原电池负极作电解池阴极,正极作电解池阳极。由分析可知,A正确;放电时为原电池,阳离子移向正极,即Li+从石墨中脱嵌移向正极,B错误;由分析可知,放电时LiCoO2侧电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2,C正确;充电时,阳离子移向阴极,即Li+从LiCoO2侧移向LixCy侧,D正确。 7.(1)Zn　Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 (2)还原　Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-　正 [解析] 放电时,电池的负极上发生氧化反应,负极反应式为Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,正极上发生还原反应,正极反应式为Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,正极附近生成了OH-,则正极附近溶液的碱性增强。 8.B　[解析] 原电池工作时,阳离子向正极移动,即Na+向正极移动,故A正确;Na是活泼金属,若用NaCl溶液作电解质溶液,则Na会与水反应,使原电池不能正常工作,故B错误;放电时Na为负极、碳纳米管为正极,电子由负极经过导线流向正极,即电子流向为钠箔→导线→MWCNT,故C正确;放电时,二氧化碳在正极上得电子和Na+结合生成Na2CO3和C,则正极反应式为4Na++3CO2+4e-2Na2CO3+C,故D正确。 9.B　[解析] 由图可知,电极a上氢气发生反应生成H2O,H元素化合价升高,发生氧化反应,电极a为原电池的负极,电极反应式为H2-2e-+2OH-2H2O,电极b为正极,在水分子作用下氢氧化氧镍得到电子发生还原反应生成氢氧化镍,电极反应式为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-,电池总反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2。由分析可知,放电时,电极a为负极,电极b为正极,则OH-向负极(电极a)移动,故A正确;由电池总反应可知,放电一段时间,再断开开关一段时间后,氢氧化钾溶液的浓度基本不变,故B错误;由分析可知,放电时,电极b的电极反应式为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-,故C正确;由分析可知,电池总反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2,故D正确。 10.A　[解析] 从图中可知,放电时,铜箔为负极,电极反应为NamCn-me-mNa++Cn,铝箔为正极,电极反应为Na1-mMnO2+me-+mNa+NaMnO2;充电时,铜箔的电极反应为Cn+me-+mNa+NamCn,铝箔的电极反应为NaMnO2-me-mNa++Na1-mMnO2。充电时,Na+由a极向b极移动,A正确;由分析可知,放电时正极上Na1-mMnO2发生反应,负极上NamCn发生反应,充电时发生的电极反应为Cn+me-+mNa+NamCn,B错误;放电时,负极电极反应为NamCn-me-mNa++Cn,正极电极反应为Na1-mMnO2+me-+mNa+NaMnO2,外电路中每转移0.1 mol e-时,负极质量减少0.1 mol×23 g·mol-1=2.3 g,正极质量增大0.1 mol×23 g·mol-1=2.3 g,理论上两个电极质量差为4.6 g,C错误;钠离子电池以其低成本、高安全性等特点成为锂离子电池的首选“备胎”,Na的摩尔质量大于Li,说明钠离子电池的能量密度低于锂离子电池,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $