第一节　化学反应与能量变化 第3课时　化学电池--2026人教版高中化学必修第二册章节练

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2026人教版高中化学必修第二册
第六章　化学反应与能量
第一节　化学反应与能量变化
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.(2025河北衡水二中期末)铅酸蓄电池中总反应的离子方程式为PbO2+Pb+2S+4H+ 2PbSO4+2H2O。电池的简易装置如图所示,已知放电时灵敏电流计的指针向右偏转。下列说法错误的是(　　)
A.电池中a电极为负极,发生氧化反应
B.放电时,溶液中的H+向b电极移动
C.放电时,a电极的质量减小,b电极的质量增大
D.若将a、b电极材料分别替换为Ag和Fe,则灵敏电流计的指针向左偏转
3.(2025河南名校期中联考)银锌纽扣电池(图1)是日常生活中常见的一次电池,放电时的反应为Zn+Ag2O ZnO+2Ag,工作原理如图2。下列说法错误的是(　　)
　
A.电池工作过程中化学能主要转化为电能
B.Zn电极为负极,发生氧化反应
C.电子由Zn电极经导线流向Ag2O电极
D.工作一段时间后,溶液的pH明显减小
题组二　燃料电池
4.(2025北京丰台期中联考)如图为一种氢氧燃料电池的装置示意图,下列说法不正确的是(　　)
A.石墨是电极材料
B.稀H2SO4可以传导电子和离子
C.O2是正极反应物、H2是负极反应物
D.该装置中氧化反应和还原反应在不同区域进行
5.(2025山西运城康杰中学月考)如图所示,工厂中CO浓度超标时CO检测仪会发出警报,其工作原理是CO进入检测仪后会产生电流,电流强度与CO浓度呈正比,当电流强度达到一定标准时会触发警报。下列说法正确的是(　　)
　
A.检测仪工作时,H+向电极M移动
B.工作一段时间后溶液的pH显著增大
C.电极N为正极,电极上发生还原反应
D.电流方向:电极N→电流表→电极M
能力提升练
题组一　一次电池、二次电池的综合分析
1.(2025广东深圳期中)纸电池为轻型、高效的新型能源。一种碱性纸电池的薄层纸片两面分别附着锌和二氧化锰,电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+2MnO(OH)。下列有关说法错误的是(　　)
A.MnO2作正极,发生还原反应
B.工作时,电流由MnO2沿外电路流向Zn再通过内电路流回MnO2
C.MnO2作正极材料,电极反应为MnO2+e-+H2O MnO(OH)+OH-
D.外电路每转移2 mol电子,负极材料质量减小65 g
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
题组二　新型燃料电池
3.(教材深研拓展)某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的浓度,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是(　　)
A.负极的电极反应为CO+O2--2e- CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
4.(2025山东聊城期中)以氨作为燃料的燃料电池,具有能量效率高的特点,另外氨气含氢量高,易液化,方便运输和贮存,是很好的氢源载体。NH3-O2燃料电池的结构如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.a极的电势高于b极
B.电池工作过程中OH-从a极向b极移动
C.负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O
D.a极消耗的NH3与b极消耗的O2的物质的量之比为3∶4
5.(2025浙江金砖高中联盟期中联考)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
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　根据铅酸蓄电池总反应的离子方程式可知,Pb电极为负极,PbO2电极为正极,故a电极为负极,发生氧化反应,A正确;放电时,阳离子向正极移动,故溶液中的H+向b电极移动,B正确;放电时,正、负极都会生成硫酸铅,所以a、b电极的质量均增大,C错误;Pb电极为负极,PbO2电极为正极,灵敏电流计的指针向右偏转,即向正极偏转,若将a、b电极材料分别替换为Ag和Fe,则b电极为负极,a电极为正极,灵敏电流计的指针向左偏转,D正确。
3.D　银锌纽扣电池是化学电源,电池工作过程中化学能主要转化为电能,A正确;根据电池反应,放电时Zn被氧化生成ZnO,则Zn为负极,Ag2O被还原生成Ag,Ag2O为正极,B正确;电子由Zn电极(负极)经导线流向Ag2O电极(正极),C正确;根据放电时的反应可知,反应过程中KOH的物质的量不变,则工作一段时间后,溶液的pH没有明显变化,D错误。
4.B　氢氧燃料电池中氢气发生氧化反应,左侧为负极,右侧为正极,石墨是电极材料,不参加反应,A正确;稀H2SO4可以传导离子,不能传导电子,B错误;O2是正极反应物发生还原反应、H2是负极反应物发生氧化反应,C正确;该装置中负极区发生氧化反应,正极区发生还原反应,氧化反应和还原反应在不同区域进行,D正确。
方法点拨
　　解答燃料电池类题目的注意事项
　　(1)通入燃料的电极为负极,通入O2(或空气)的电极为正极;(2)燃料电池的电极通常不参加反应,一般为惰性电极(如Pt、石墨等),且两个电极材料可能相同;(3)书写电极反应式时需注意电解质溶液的影响,电解质不同,对应的正、负极反应式通常不同。
5.A　氧气在电极M上得电子发生还原反应,电极M是正极,CO在电极N上失电子发生氧化反应生成CO2,电极N是负极,电池工作时,阳离子向正极移动,A正确、C错误;检测仪中的总反应为2CO+O2 2CO2,溶液的pH基本不变,B错误;电流方向为电极M→电流表→电极N,D错误。
能力提升练
1.D　由电池总反应可知,Zn的化合价升高,发生氧化反应,Zn作负极,MnO2中Mn的化合价降低,发生还原反应,MnO2作正极,A正确;原电池中,电流从正极流出沿外电路流向负极,再通过内电路流回正极,B正确;MnO2作正极,发生还原反应生成MnO(OH),电极反应为MnO2+e-+H2O MnO(OH)+OH-,C正确;负极的电极反应为Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2,故外电路每转移2 mol电子,负极增加2 mol OH-的质量,则负极材料质量增加34 g,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;放电过程中,MH为负极,NiOOH为正极,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,电子不能通过电解质溶液(易错点),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　燃料电池中通入空气的电极为正极,故电极b为正极,电极a为负极,负极的电极反应为CO+O2--2e- CO2,A正确;O2-从正极流向负极,B错误;工作时电子由负极通过传感器流向正极,即电子由电极a通过传感器流向电极b,C正确;电流越大,说明转移电子数目越多,参加反应的CO越多,尾气中CO的含量越高,D正确。
4.C　由题图可知,a极上NH3被氧化生成N2,则a极为负极,b极为正极,正极电势高于负极,A错误;电池工作时,OH-由正极向负极迁移,B错误;NH3在碱性环境下被氧化生成N2,负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O,C正确;电池总反应为4NH3+3O2 2N2+6H2O,a极消耗的NH3与b极消耗的O2的物质的量之比为4∶3,D错误。
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极为负极,b极为正极,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0.2 mol氧气,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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