第四章　基础课时24　化学电源 练习（含答案）2025秋高中化学选择性必修一（人教版2019）

第四章　基础课时24　化学电源
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)一次电池
1.如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，该电池发生的电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O2MnO(OH)＋Zn(OH)2。下列有关说法中正确的是(　　)
该电池为二次电池
该电池理论上每消耗1 mol Zn时，电池中消枆2 mol KOH
该电池正极的电极反应式为2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－
该电池的负极反应式是Zn－2e－===Zn2＋
2.纽扣电池的两极材料分别是锌和氧化银，离子导体是KOH溶液。放电时两个电极的电极反应分别为
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
下列说法中，正确的是(　　)
锌是正极反应物，氧化银是负极反应物
锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变
3.以海水为电解质溶液的水激活电池结构如图所示。下列说法不正确的是(　　)
正极反应式是AgCl＋e－===Ag＋Cl－
海水中的Cl－向镁电极移动
镁电极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
电池总反应是2Ag＋＋Mg===2Ag＋Mg2＋
(二)二次电池
4.(12分)判断正误(正确划“√”，错误划“×”)。
(1)手机上用的锂离子电池属于二次电池。(　　)
(2)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。(　　)
(3)蓄电池充电时，标志着“－”的电极应与电源的负极相连。(　　)
(4)铅酸蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加。(　　)
(5)充电电池可以无限制地反复充电、放电。(　　)
(6)铅酸蓄电池工作时，当电路中转移0.1 mol电子时，负极增重4.8 g。(　　)
5.以下是爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2
下列有关爱迪生电池的推断不正确的是(　　)
放电时，Fe是负极，NiO2是正极
蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中
充电时，负极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－
放电时，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动
6.如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是(　　)
放电时，M电极反应为Ni－2e－===Ni2＋
放电时，Li＋由M电极向N电极移动
充电时，M电极的质量减小
充电时，N电极反应为Li3Bi＋3e－===3Li＋＋Bi
(三)燃料电池
7.(2024·郑州高二期中)某燃料电池所用燃料为CO，助燃剂为O2，电解质为熔融的K2CO3，负极反应式为CO－2e－＋CO===2CO2，则下列推断中错误的是(　　)
放电时CO向负极移动
该电池的总反应为2CO＋O2===2CO2
放电时电子流向：负极→熔融K2CO3→正极
电池消耗22.4 L O2(标准状况)时，理论上转移4 mol电子
8.(2024·扬州中学高二期中)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。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(　　)
该电池在高温下进行效率更高
电子的移动方向由b经外电路到a
若该电池中有0.2 mol O2参加反应，则有0.8 mol H＋向b迁移
b电极发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
B级　素养培优练
9.某氨气燃料电池，如图所示，下列说法错误的是(　　)
正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
电子流向：电极1→负载→电极2
Na＋由左向右移动
NH3在电极1上发生氧化反应
10.(2024·北京丰台高二期中)如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，反应原理是4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法不正确的是(　　)
该装置将化学能转化为电能
电子移动方向是由a极流向b极
不可以用水代替SO(CH3)2作溶剂
b极反应式是FeS2＋4Li＋－4e－===Fe＋2Li2S
11.一种由石墨电极，海底沉积物为燃料的海底燃料电池的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
H＋向b极迁移
大块沉积物中的铁均显＋2价
b极上FeS2转化为S的电极反应式为FeS2－2e－===Fe2＋＋2S
微生物作用下S循环歧化生成SO、HS－的物质的量之比为1∶5
12.(8分)(2024·北京中关村中学高二期中)碱性银锌二次航空电池为价格昂贵的高能电池。该电池的总反应为Zn＋Ag2OZnO＋2Ag，其电池中的基本单元示意图如下：
(1)(1分)该电池放电时，锌电极板为电池的________(填“正极”或“负极”)。
(2)(2分)以KOH溶液为电解液，放电时锌电极板区域中发生的电极反应可分为两步：
反应ⅰ.锌电极板的溶解：……
反应ⅱ.锌电极板上ZnO的析出：Zn(OH)??ZnO＋2OH－＋H2O
补充反应ⅰ：___________________________________________________。
(3)(2分)放电时，析出的ZnO会覆盖在锌电极板表面，影响电池使用效果。用浓KOH溶液可以抑制ZnO的生成，并促进锌电极板的溶解，请结合化学用语，从速率和平衡的角度说明原因：________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)(3分)将锌电极板制成蜂窝孔状，如图a所示，能增大锌电极板的表面积，但蜂窝孔的孔径过小，影响OH－进出蜂窝孔的速率，导致孔径内外OH－浓度出现差异，多次充放电后会影响锌电极板的形状。图b是使用一段时间后的锌极板变形情况。
下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.充电时，OH－向锌极板方向迁移
b.孔内沉积ZnO，导电能力减弱，影响电池使用效果
c.导致该腐蚀变形的主要原因是孔外OH－浓度高于孔内OH－浓度
d.为延长电池使用寿命，提高电池放电效果，应选用孔径恰当的锌极板
基础课时24　化学电源
1.C　[锌锰干电池不能充电，为一次电池，A错误；该电池的电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O2MnO(OH)＋Zn(OH)2，电池工作时，不消耗KOH，B错误；电池正极得电子发生还原反应，根据电池总反应，可知该电池正极的电极反应式为2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－，C正确；电池负极失电子发生氧化反应，根据电池总反应，该电池的负极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，D错误。]
2.D　[锌被氧化而作电池负极，氧化银被还原而作电池正极，A、B错误；电池中，电解质溶液中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，C错误。]
3.D　[上述为原电池，镁作负极，发生失电子的氧化反应，氯化银在正极得电子发生还原反应生成银单质。正极反应式是AgCl＋e－===Ag＋Cl－，A正确；海水中的Cl－向负极(镁电极)移动，B正确；镁为活泼金属，与水接触可能会发生副反应：Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，C正确；溶液中没有游离的银离子，该电池总反应为Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2，D错误。]
4.(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√
解析　(6)负极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4，负极增重的质量为硫酸根离子的质量，电路中转移0.1 mol电子，负极增重×96 g/mol＝4.8 g，正确。
5.B　[放电时，Fe是负极，发生氧化反应，NiO2是正极，发生还原反应，A正确；放电时Fe作负极，Fe与酸反应不能生成Fe(OH)2，故不能选用酸性电解质溶液，B错误；充电时负极的电极反应与放电时负极的电极反应互为逆过程，所以充电时负极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，C正确；蓄电池放电时为原电池，原电池的电解质溶液中阴离子向负极移动，D正确。]
6.B　[由题干信息可知，放电时，M极由于Li比Ni更活泼，也比N极上的Sb、Bi、Sn更活泼，故M极作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，N极为正极，电极反应为3Li＋＋3e－＋Bi===Li3Bi。放电时，M电极反应为Li－e－===Li＋，A错误；放电时，M极为负极，N极为正极，故Li＋由M电极向N电极移动，B正确；由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程，故充电时M电极的电极反应为Li＋＋e－===Li，故电极质量增大，C错误；由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程，充电时，N电极反应为Li3Bi－3e－===3Li＋＋Bi，D错误。]
7.C　[放电时，阴离子向负极移动，所以CO向负极移动，A正确；CO为负极，O2为正极，发生反应2CO＋O2===2CO2，B正确；放电时，负极上失电子、正极上得电子，电子从负极沿导线流向正极，C错误；根据分析O2～4e－，当1 mol O2参加反应时，转移4 mol 电子，D正确。]
8.C　[HS－在硫氧化菌作用下转化为SO，失电子发生氧化反应，做负极，电极反应式是HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋；正极上是氧气得电子的还原反应4H＋＋O2＋4e－===2H2O。高温使硫化菌失去活性，该电池不宜在高温下进行，A错误；b是电池的正极，a是负极，所以电子从a流出经外电路流向b，B错误；正极上是氧气得电子的还原反应4H＋＋O2＋4e－===2H2O，根据得失电子守恒，若该电池中有0.2 mol O2参加反应，则有0.8 mol H＋向b迁移，C正确，D错误。]
9.A　[A.通入氧气的一极为正极，电解质溶液为碱性，所以氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故A错误；B.原电池中电子由负极经导线流向正极，根据分析可知电极1为负极，电极2为正极，所以电子的流向为电极1→负载→电极2，故B正确；C.原电池中阳离子流向正极，所以钠离子自左向右移动，故C正确；D.据图可知NH3在电极1上转化为N2和H2O，失电子发生氧化反应，故D正确。]
10.D　[该装置是原电池，是将化学能转化为电能的装置，A正确；根据反应方程式，锂发生氧化反应，a为负极、b为正极，外电路中电子移动方向为由负极流向正极，即由a极流向b极，故B正确；Li能与水反应，所以不能用水代替SO(CH3)2作溶剂，C正确；b极上FeS2得电子发生还原反应，电极反应式为FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S，D错误。]
11.C　[H＋为阳离子，原电池中阳离子移向正极，则H＋向a极迁移，A错误；大块沉积物中FeOOH中铁元素的化合价为＋3价，B错误；b极上FeS2中S元素化合价从－1价升高至0价，被氧化，其电极反应式为FeS2－2e－===Fe2＋＋2S，C正确；微生物作用下S循环歧化生成SO、HS－，其离子方程式为4S＋4H2OSO＋3HS－＋5H＋，则生成SO、HS－的物质的量之比为1∶3，D错误。]
12.(1)负极　(2)Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)
(3)锌溶解：Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，ZnO析出：Zn(OH)??ZnO＋2OH－＋H2O，增大氢氧化钾浓度，可以增大Zn的溶解速率，并使反应Zn(OH)??ZnO＋2OH－＋H2O逆向移动，抑制ZnO的生成　(4)bc
解析　(1)由电池总反应Zn＋Ag2OZnO＋2Ag可知，该电池放电时，锌的化合价升高，被氧化，故锌电极板为电池的负极；(2)已知原电池的总反应：Zn＋Ag2OZnO＋2Ag和反应ⅱ.锌电极板上ZnO的析出：Zn(OH)??ZnO＋2OH－＋H2O，故负极反应式的反应ⅰ为：Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)；(3)根据(2)中的电极反应方程式可知，锌溶解：Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，ZnO析出：Zn(OH)??ZnO＋2OH－＋H2O。增大氢氧化钾的浓度，锌溶解速率加快，并使ZnO的析出反应逆向移动。(4)放电时OH－移向锌极板，则充电时OH－不向锌极板方向迁移，a错误；孔内沉积ZnO，导致蜂窝孔的孔径过小，影响OH－进出蜂窝孔的速率，导电能力减弱，影响电池使用效果，b正确；由图a可知，导致该腐蚀变形的主要原因是孔外OH－浓度高于孔内OH－浓度，c正确；由题干信息可知，锌板中蜂窝孔的孔径是在使用过程中发生改变，该改变是由于孔内外的OH－浓度改变，故为延长电池使用寿命，提高电池放电效果，应选用合适的OH－浓度，d错误。