（课时作业）第四章 01 第一节 原电池 02 第2课时 化学电源-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二化学选择性必修1 化学反应原理 课时作业(人教版·新教材)

第2课时　化学电源 1.C　[解析] 锌锰干电池不能充电,为一次电池,故A正确;石墨棒作正极,正极的电极反应式为2MnO2+2N+2e-Mn2O3+2NH3+H2O,故B正确;电池工作时,电子从负极锌筒流出,但电子不能经过电解质溶液,即氯化铵糊中不可能有电子通过,故C错误;负极反应为Zn-2e-Zn2+,电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小0.1 mol×65 g·mol-1=6.5 g,故D正确。 2.C　[解析] 铅酸蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2,放电时负极电极反应为Pb-2e-+PbSO4,正极电极反应为PbO2+2e-+4H++PbSO4+2H2O,放电时两电极的质量都增加,则a为负极,b为正极,放电总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。由分析可知,该铅酸蓄电池正在放电,故A正确;b为正极,正极电极反应为PbO2+2e-+4H++SPbSO4+2H2O,故B正确;原电池中,阴离子向负极移动,即S由b极向a极移动,故C错误;放电时,由电池总反应Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O可知,氢离子浓度减小,pH增大,故D正确。 3.B　[解析] 由题中信息可知,该电池为乙醇燃料电池,正极上为氧气得电子发生还原反应,电流由正极流向负极,即从O2所在的铂电极经外电路流出,故A错误;该电池的负极上乙醇失电子发生氧化反应,由装置图可知乙醇在负极被氧气氧化生成醋酸:CH3CH2OH-4e-+H2O4H++CH3COOH,故D错误;H+透过质子交换膜流向正极(氧气所在的铂电极),故B正确;C项未指明标准状况下不能计算气体体积,故C错误。 4.D　[解析] CO被氧化为CO2,电极Ⅰ为负极,O2被还原为水,电极Ⅱ为正极,A错误;电解质溶液中阳离子移向正极,则H+向正极(电极Ⅱ)移动,B错误;总电极反应为2CO+O22CO2,则工作一段时间后硫酸溶液浓度不变,C错误;电极Ⅰ是负极,CO失去电子发生氧化反应,电极反应式为CO-2e-+H2OCO2+2H+,D正确。 5.B　[解析] 该电池电极a的电极反应为4OH--4e-O2↑+2H2O,电极a为负极,电极b的电极反应为O2+4e-+4H+2H2O,为原电池的正极。由分析可知,电极a为负极,A正确;电极b的电极反应为O2+4e-+4H+2H2O,B错误;该电池的总反应式为H++OH-H2O,可将酸和碱的化学能转化为电能,C正确;酸性条件下发生反应O2+4e-+4H+2H2O,碱性条件下发生反应4OH--4e-O2↑+2H2O,所以酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性,D正确。 6.B　[解析] 微生物在高温环境下会失活,该电池依赖微生物催化,故不适宜高温工作,A正确;左侧将污水中的苯酚(C6H6O)转化为CO2和H2O,碳元素化合价升高,C6H6O失电子,则M作负极,右侧氧气转化为水,氧元素化合价降低,O2得电子,则N作正极;正极区O2得电子发生还原反应: O2+4H++4e-2H2O,假设电路中转移4 mol e-,负极区生成4 mol H+,通过质子交换膜转移至正极区,正极区消耗4 mol H+,生成H2O,pH不变,B错误;1 mol O2得4 mol电子,1 mol苯酚(C6H6O,94 g·mol-1)失28 mol电子,根据得失电子守恒:n(O2)×4 = n(苯酚)×28,1 mol O2对应n(苯酚)= mol= mol,m(苯酚)=(×94) g≈13.4 g,C正确;M极为负极,苯酚被氧化为CO2,C元素从-价升至+4价,6个C共失28e-,电极反应式为C6H6O-28e-+11H2O6CO2↑+28H+,D正确。 7.C　[解析] 由图知,CH4燃料电池中多孔电极a为负极,多孔电极b为正极,故多孔电极a的电势比多孔电极b低,A错误;多孔电极a为负极,多孔电极b为正极,则O2-在电解质中向多孔电极a移动,电流方向为由多孔电极b经导线流向多孔电极a,B错误;多孔电极a为负极,发生氧化反应,该电极反应为CH4+4O2--8e-CO2+2H2O,C正确;负极电极反应为CH4+4O2--8e-CO2+2H2O,则标准状况下56 mL CH4在多孔电极a上完全反应时,流入传感控制器电路的电子的物质的量为×8=0.02 mol,D错误。 8.C　[解析] 该装置为化学电源,根据装置图,电极X中通入CO、H2,生成CO2和H2O,C、H的化合价升高,根据原电池工作原理,电极X为负极,则电极Y为正极,据此分析。根据装置图,催化重整的方程式为CH4+H2OCO+3H2,故A正确;根据上述分析,以及原电池工作原理,电子从电极X经外电路流向电极Y,故B正确;根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,即C移向电极X,故C错误;C移向电极X,负极上失去电子,H元素化合价升高,因此氢气在负极上发生的电极反应式为H2+ C-2e-CO2+H2O,故D正确。 9.B　[解析] 由图知,负极上Li失电子生成Li+,该电池体系中没有氢氧根离子参与反应,则负极反应式为Li-e-Li+, A错误;设金属质量均为1 g,Zn提供电子:mol、Mg提供电子: mol、Al提供电子: mol、Li提供电子: mol,故单位质量金属失去电子最多的是锂,B正确;有机电解质的作用是传导锂离子,为离子移动提供通道,而不是氢气生成反应的催化剂,催化该反应的是氧化/还原催化剂,C错误;H+在正极得到电子生成氢气,电极反应为2H++2e-H2↑,故每生成4.48 L氢气(标准状况),理论上转移的电子为0.4 mol,D错误。 10.(1)①正极　②H2O+NiOOH+e-Ni(OH)2+OH- (2)充电时电极反应式为H2O+M+e-MH+OH-,此时电极A附近的氢氧根离子浓度增大,pH变大 (3)1 (4)负　(5)Li1-xNiO2+xe-+xLi+LiNiO2 [解析] (1)①由电池中电子流向可知,电极A是负极,电极B为正极。②镍氢电池的总反应为MH+NiOOHM+Ni(OH)2,正极NiOOH得电子发生还原反应,电极反应式为H2O+NiOOH+e-Ni(OH)2+OH-。 (2)由MH+NiOOHM+Ni(OH)2可知,充电时电极反应式为H2O+M+e-MH+OH-,此时电极A附近的氢氧根离子浓度增大,pH变大。 (3)由储氢能力=得出:1120==,ρ(储氢后氢气)=100 g·L-1,10 cm3储氢合金中H2的质量为10×10-3 L×100 g·L-1=1 g,完全反应时转移电子的物质的量为×2=1 mol。 (4)由总反应可知放电时,电极a为负极,电极反应为LiC6-e-C6+Li+,则充电时电极a应与外接电源负极相连,即n型半导体作为电源的负极。 (5)放电时电极b为正极,由总反应式和负极反应式可知b电极上的电极反应式为Li1-xNiO2+xe-+xLi+LiNiO2。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　化学电源 题组一　化学电源 1.常见锌锰干电池的构造如图所示,该电池放电时的总反应方程式为Zn+2MnO2+2N[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O,下列说法错误的是 (　) A.该电池属于一次电池 B.电池正极反应式为2MnO2+2N+2e-Mn2O3+2NH3+H2O C.电池工作时,电子从锌筒经NH4Cl糊流向石墨棒 D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g 2.[2025·江苏苏州高二期中] 铅酸蓄电池工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。某状态下测得两电极的质量都增加,下列有关该状态下的说法不正确的是 (　) A.铅酸蓄电池正在放电 B.b极反应式为PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O C.该状态下S由a极向b极移动 D.一段时间后,溶液的pH增大 3.下图是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动监测与控制吹气流量的功能,下列有关说法正确的是 (　) A.电流由呼气所在的铂电极流出 B.H+透过质子交换膜流向氧气所在的铂电极 C.电路中流过2 mol电子时,消耗11.2 L O2 D.该电池的负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+ 4.[2025·湖北名校协作体高二联考] 检测CO的某气敏传感器的工作原理如图所示。下列说法中正确的是 (　) A.电极Ⅱ是负极 B.电解质溶液中的H+向电极Ⅰ移动 C.工作一段时间后硫酸溶液的浓度减小 D.电极Ⅰ上发生反应:CO-2e-+H2OCO2+2H+ 题组二　新型电池与创新装置 5.近期,科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。 下列说法不正确的是 (　) A.电极a是负极 B.电极b的反应式:O2+4e-+2H2O4OH- C.该装置可将酸和碱的化学能转化为电能 D.酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性 6.[2025·安徽蚌埠高二联考] 某化学实验小组利用如图所示微生物电池将污水中的苯酚(C6H6O)转化为CO2和H2O,并产生电能(M、N均为石墨电极)。下列说法错误的是 (　) A.该电池不适宜在高温环境下工作 B.电池工作过程中,正极区的pH降低 C.每消耗标准状况下22.4 L O2时,理论上能处理约含13.4 g苯酚的废水 D.M极的电极反应式为C6H6O-28e-+11H2O6CO2↑+28H+ 7.[2025·湖南长沙雅礼中学高二质检] 在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时,传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示,固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。 当报警器被触发时,下列说法正确的是 (　) A.多孔电极a的电势比多孔电极b高 B.O2-在电解质中向多孔电极a移动,电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C.多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-CO2+2H2O D.标准状况下56 mL CH4在多孔电极a上完全反应时,流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04 mol 8.一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图如下。下列说法错误的是 (　) A.催化重整发生的反应:CH4+H2OCO+3H2 B.电池工作时,外电路电子从电极X向电极Y移动 C.电池工作时,内电路C向电极Y移动 D.电极X上H2参与的反应:H2-2e-+CCO2+H2O 9.[2025·安徽多校高二联考] 近日,中国科学技术大学陈教授课题组提出了电池化学新体系如图所示(已知:离子选择传输仅允许某离子通过,不允许其他离子或分子通过)。 在如图所示的新型电池结构中,下列说法正确的是 (　) A.b极的电极反应式为Li-e-+OH-LiOH B.在Zn、Mg、Al、Li中,单位质量金属提供电子最多的是锂 C.有机电解质的作用是氢气生成反应的催化剂 D.每生成4.48 L氢气(标准状况),理论上转移0.2 mol电子 10.Ⅰ.镍氢电池广泛用于油电混合动力汽车,该电池材料的回收利用也成为研究热点。某品牌镍氢电池的总反应为MH+NiOOHM+Ni(OH)2,其中,MH为吸附了氢原子的储氢合金。如图所示为该电池放电时的工作原理示意图。 (1)混合动力车上坡时利用电池放电提供能源。 ①电极B是　　　　(填“正极”或“负极”)。  ②正极的电极反应式为  　。  (2)混合动力车下坡时利用动能回收给电池充电,结合化学用语说明此时电极A附近的pH变化(忽略溶液体积变化):  　。  (3)已知:储氢能力=,若该电池储氢合金的储氢能力为1120,则10 cm3储氢合金中的氢完全反应,转移的电子为　　　　　　mol。  Ⅱ.多晶硅是单质硅的一种形态,是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。由晶体硅制成的n型半导体、p型半导体可用于太阳能电池。一种太阳能储能电池的工作原理如图所示,已知锂离子电池的总反应为Li1-xNiO2+xLiC6LiNiO2+xC6。回答下列问题。 (4)该锂离子电池充电时,n型半导体作为电源　　　　(填“正”或“负”)极。  (5)该锂离子电池放电时,b极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $