2025人教版高中化学必修第二册强化练习题--第3课时　化学电池（含解析）

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2025人教版高中化学必修第二册
第3课时　化学电池
基础过关练
题组一　常见一次电池、二次电池
1.(2024浙江嘉兴月考)常见的锌锰干电池构造示意图如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.该电池属于二次电池
B.电池工作时,锌筒作负极,电极反应式为Zn-2e-Zn2+
C.电池工作时,Cl-移向石墨棒
D.电池工作时,电能转化为化学能
2.(易错题)(2024贵州贵阳一中期中)下列为常用电化学装置。已知甲为铅酸蓄电池,充、放电的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2H2O+2PbSO4;乙为碱性锌锰干电池。下列叙述正确的是(　　)
　　　　　　
A.铅酸蓄电池放电时的负极反应为Pb-2e- Pb2+
B.上述两个电池均为二次电池
C.铅酸蓄电池充电时PbO2接电源正极
D.碱性锌锰干电池在使用过程中,MnO2不断被氧化,最终电池失效
3.(2023湖南名校联考)银锌纽扣电池是一种常见的化学电源,其反应原理为Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag。对该电池使用时叙述不正确的是(　　)
A.Zn是还原剂,在电池工作过程中被还原
B.负极的电极反应式:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2
C.正极的电极反应式:Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
D.每生成1 mol Zn(OH)2,转移2 mol电子
题组二　燃料电池
4.(2024湖北云学新高考联盟期中联考)下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列说法正确的是(　　)
A.放电过程中K+移向a电极
B.b为负极,通入的是氢气
C.该装置中只有一种能量转化形式
D.导线中每通过1 mol e-,需要消耗9 g气体
5.(2024黑龙江双鸭山一中月考)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如图所示。
(1)a电极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
(2)一段时间后,需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升练
题组一　一次电池、二次电池的综合分析
1.(2024河北定州一中月考)某电池的构造示意图如图,其放电时总反应为MnO2+ZnSO4MnOOH+ZnSO4·xH2O。
下列说法错误的是(　　)
A.放电时电子由锌膜经外电路流向MnO2膜
B.碳纳米管可以增大电极反应的接触面积,加快电池反应速率
C.当锌膜消耗的Zn为6.5 g时,外电路转移0.2 mol电子
D.放电时的负极反应式为MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-
2.(2024湖北荆、荆、襄、宜四地七校期中联考)镍氢电池(NiMH)中的M表示储氢金属或合金,该电池在充放电过程中的总反应是Ni(OH)2+M NiOOH+MH,下列说法正确的是(　　)
A.放电过程中负极MH得电子发生氧化反应
B.该电池放电过程中,正极的电极反应式为NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-
C.该电池中电子由负极→正极→电解质溶液→负极,形成闭合回路
D.该电池可以用盐酸作为电解质溶液
3.(2023广东,6,)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是(　　)
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e- 4OH-
D.每消耗标准状况下11.2 L的O2,最多去除1 mol Cl-
题组二　新型燃料电池
4.(2024辽宁七校联考)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池,其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y,Y可循环使用。下列说法不正确的是(　　)
A.放电时,N向石墨Ⅰ电极迁移
B.石墨Ⅰ电极电势高于石墨Ⅱ电极
C.电池总反应为4NO2+O2 2N2O5
D.当外电路通过4 mol e-时,负极上共产生4 mol N2O5
5.(2024辽宁师范大学附中期中)某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.b极是该电池的负极,发生氧化反应
B.HS-转化为S的反应为HS-+4H2O-8e- S+9H+
C.电子从a极流出,经内电路流向b极
D.若外电路中有0.8 mol电子发生转移,则消耗氧气0.4 mol
答案与分层梯度式解析
第3课时　化学电池
基础过关练
1.B　锌锰干电池属于一次电池,A错误;电池工作时,锌筒作负极,电极反应式为Zn-2e- Zn2+,B正确;电池工作时,阴离子向负极迁移,锌为负极,Cl-移向锌筒,C错误;电池工作时,化学能转化为电能,D错误。
2.C　铅酸蓄电池放电时Pb在负极失电子,电极反应式为Pb-2e-+S PbSO4〗,A错误;甲为铅酸蓄电池,是二次电池,乙为碱性锌锰干电池,是一次电池,B错误;放电时,PbO2为铅酸蓄电池的正极,充电时作阳极,与电源正极相连,C正确;碱性锌锰干电池在使用过程中,Mn元素化合价降低,MnO2被还原,D错误。
3.A　Zn化合价升高,Zn是还原剂,在电池工作过程中被氧化,A错误;负极为锌失电子发生氧化反应,电极反应式为Zn+2OH--2e- Zn(OH)2,B正确;正极为氧化银得电子发生还原反应生成银,电极反应式为Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-,C正确;Zn化合价由0升高为+2,每生成1 mol Zn(OH)2,转移2 mol电子,D正确。
4.D　由题图中电子移动方向可以判断出a是负极,电极反应式为H2-2e-+2OH- 2H2O,b是正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,B错误;放电过程中K+移向正极,即b电极,A错误;该装置中化学能转化为电能,电能在LED发光二极管中转化为光能,不止一种能量转化形式,C错误;结合电极反应式可知,导线中每通过1 mol e-,负极消耗氢气的物质的量为0.5 mol,正极消耗氧气的物质的量为0.25 mol,需要消耗气体的质量为0.5 mol×2 g/mol+0.25 mol×32 g/mol=9 g,D正确。
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5.答案　(1)2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O
(2)电池总反应为4NH3+3O2 2N2+6H2O,有水生成,使得溶液逐渐变稀,为了维持碱的浓度不变,所以要补充KOH
解析　(1)a电极通入NH3,NH3失去电子,发生氧化反应,所以该电极作负极,电极反应式是2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O。(2)一段时间后,需向装置中补充KOH,原因是电池总反应为4NH3+3O2 2N2+6H2O,有水生成,使得溶液逐渐变稀,为了维持碱的浓度不变,需要补充KOH。
能力提升练
1.D　Zn失去电子发生氧化反应,MnO2中Mn得电子发生还原反应,所以锌膜为负极,MnO2膜为正极,放电时电子由锌膜经外电路流向MnO2膜,A正确;碳纳米管具有导电性,可以作为电极材料,同时可以增大电极反应的接触面积加快电池反应速率,B正确;当锌膜消耗的Zn为6.5 g即0.1 mol时,失去0.2 mol电子,则外电路转移0.2 mol电子,C正确;该电池的负极为锌膜,电极反应式为Zn+2OH--2e- Zn(OH)2,D错误。
2.B　根据题中所给信息,M为储氢合金或金属,放电过程中,MH为负极,失去电子,发生氧化反应,A错误;MH为负极,NiOOH在正极上得电子,正极的电极反应式为NiOOH+e-+H2O Ni(OH)2+OH-,B正确;电子移动方向为负极→外电路或负载→正极,电子不通过电解质溶液,C错误;NiOOH、Ni(OH)2均能与盐酸反应,因此盐酸不能作为电解质溶液,D错误。
3.B　O2在Pt上得电子发生还原反应,Pt为正极,Ag为负极,A错误;电子由Ag经活性炭流向Pt,B正确;溶液呈酸性,正极的电极反应为O2+4H++4e- 2H2O,C错误;每消耗标准状况下11.2 L O2,转移电子2 mol,根据负极反应Ag-e-+Cl- AgCl可知,最多去除2 mol Cl-,D错误。
4.B　在题述燃料电池中,NO2为燃料在负极放电,所以石墨Ⅰ为负极、石墨Ⅱ为正极,石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y,因为负极上失电子,所以Y是五氧化二氮,则石墨Ⅰ电极反应式为NO2+N-e- N2O5,石墨Ⅱ电极反应式为O2+2N2O5+4e- 4N,电池总反应为4NO2+O2 2N2O5。放电时,阴离子向负极移动、阳离子向正极移动,所以放电时,N向石墨Ⅰ电极迁移,A正确;石墨Ⅰ为负极、石墨Ⅱ为正极,石墨Ⅰ电极电势低于石墨Ⅱ电极,B错误;根据以上分析知,电池总反应为4NO2+O2 2N2O5,C正确;根据NO2+N-e- N2O5知,当外电路通过4 mol e-时,负极上共产生4 mol N2O5,D正确。
5.B　在原电池中,阳离子移向正极,根据H+的移动方向可知,a为负极,b为正极,正极发生还原反应,A错误;HS-在负极发生氧化反应,转化为S的反应为HS-+4H2O-8e- S+9H+,B正确,电子从负极(a极)流出,经外电路流向正极(b极),C错误;正极的电极反应为O2+4H++4e- 2H2O,若外电路中有0.8 mol电子发生转移,则消耗氧气0.2 mol,D错误。
反思升华　这类新型化学电源在高考和各类考试中出现的频率很高,试题结合陌生的情境信息,考查电极反应式的书写、电子或离子移动方向的判断、简单化学计算等,试题具有“高起点、低落点”的特点。解答这类试题,需结合题中信息和图示装置,能正确判断电极名称,根据电解质溶液的酸碱性等写出电极反应式,并能进行简单的化学计算。
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