苏教版高中化学必修第二册专题6化学反应与能量变化第三单元第2课时化学电源练习含答案

第2课时化学电源基础过关练题组一化学电源的分类1.(经典题)下列说法中正确的是()A.镍氢电池、锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池B.氢氧燃料电池是一种高效且不会污染环境的燃料电池C.铅蓄电池放电的时候正极材料是铅,负极材料是二氧化铅D.铅蓄电池充电时将化学能转化为电能2.(经典题)下列说法中正确的是()①燃料电池的反应物必须储存在电池的内部②锌锰干电池是一次电池,铅蓄电池是二次电池③锂离子电池是新一代可充电电池④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功A.②③④ B.①②③④C.①②③ D.①③④题组二化学电源3.(2023辽宁沈阳郊校联考)下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是()A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏C.铅蓄电池在工作中,负极每消耗1mol铅,则硫酸溶液中就转移2mol电子D.氢氧燃料电池的电解质溶液可以是稀硫酸或KOH溶液4.(2023河北邯郸大名第一中学月考)如图为银锌纽扣电池,该电池的总反应为Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,下列说法不正确的是()A.锌作负极B.正极发生还原反应C.负极的电极反应式:Zn-2e-Zn2+D.电池工作时,电流从Ag2O经导线流向Zn5.(经典题)(2022江苏常州期中)某种氢氧燃料电池的工作原理如图所示,下列有关说法不正确的是()A.该电池工作时将化学能转化为电能B.a极为负极C.b极的电极反应式为O2-4e-+4H+2H2OD.该电池工作时,电子由a极通过导线流向b极6.(2022福建福州第四中学月考)汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如图所示,放电时的电池反应为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O。根据此反应判断下列说法正确的是()A.放电时,PbO2是电池的负极B.放电时,Pb是负极C.放电时,PbO2得电子,被氧化D.放电时,溶液酸性增强7.(2023辽宁六校协作体月考)一种镁氧电池电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解液为KOH浓溶液,如图所示。下列说法错误的是()A.a极为电池负极,b极为电池正极B.负极反应式为Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2C.电子的移动方向是由a经外电路到bD.电池工作过程中,电解液中KOH的浓度减小8.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低等特点。研究的镁燃料电池可分为镁—空气燃料电池、镁—海水燃料电池、镁—过氧化氢燃料电池、镁—次氯酸盐燃料电池。镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示,下列说法不正确的是()A.放电过程中OH-移向正极B.电池的总反应为Mg+ClO-+H2OMg(OH)2+Cl-C.上述镁燃料电池中镁均为负极,发生氧化反应D.镁—过氧化氢燃料电池,酸性电解质溶液中正极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O9.(2023江苏连云港阶段检测)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极。放电时,下列说法正确的是()A.负极上发生还原反应B.CO2在正极上失电子C.工作时电子由碳纳米管经外电路流向金属钠D.将化学能转化为电能10.化学电池用途广泛,燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点。燃料电池在工作时,从负极分别连续通入①H2、②CH4、③C2H5OH等,从正极连续通入④O2,在电池内部还有⑤KOH、⑥H2SO4等物质的溶液,反应生成⑦H2O、⑧CO2、⑨K2CO3等,同时产生电能。目前已研制成功铝—空气燃料电池,它可以代替汽油为汽车提供动力,也可用作照明电源。(1)在上述短文标有序号的物质中,属于电解质的是(填序号,下同);属于非电解质的是;和O3互为同素异形体的是。

(2)写出上文有序号物质中盐的电离方程式:。

(3)写出少量⑥的稀溶液滴加到⑨的溶液中的离子方程式:。

写出向⑨的溶液中通入⑧的化学方程式:。

(4)铝—空气燃料电池反应原理是金属Al在氯化钠溶液中与空气中的O2发生反应生成Al(OH)3,若负极有13.5gAl参加反应,则正极消耗O2的质量为g。

题组三电解原理及其应用11.(经典题)如图所示是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是()A.a为负极,b为正极B.a为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,溶液中氯离子浓度不变12.通过电解法由CO2制备FeC2O4的原理如图所示,已知FeC2O4难溶于水,电解质不参与反应。下列说法正确的是()A.电极M所用材料为单质铁,b为负极,M电极发生氧化反应B.若C2O42−在电解液中的迁移速率大于FeC.该装置工作过程的总反应为2CO2+FeFeC2O4D.若电路中转移0.5mol电子,则消耗CO2的体积为22.4L(标准状况下)13.电动汽车可以锂离子电池提供动力,锂离子电池技术已经成为汽车研究的前沿科技。某锂离子电池的总反应为xLi+Li3-xNiCoMnO6Li3NiCoMnO6,下列说法正确的是()A.该电池的充、放电过程互为可逆反应B.充电时主要为化学能转化为电能C.放电过程中,Li+向电池的正极移动D.充电时,电池上标有“-”的电极与外接电源正极相连14.如下图所示,A、B两个装置的烧杯分别盛有足量的CuSO4溶液。(1)A、B两个装置中属于原电池的是(填字母,下同),属于电解池的是。

(2)A中Zn是极,发生(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为;Cu电极的电极反应式为;A中总反应的离子方程式为。

(3)B中左边C是极,发生(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为;B中总反应的化学方程式为。

能力提升练题组一原电池正、负极的判断及电极反应式的书写1.下列说法不正确的是()A.由Zn、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为Zn-2e-Zn2+B.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为Fe-2e-Fe2+C.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为Al-3e-Al3+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,一般认为其负极反应式为Cu-2e-Cu2+2.(2023江苏南京航空航天大学附属高级中学期中)“碳呼吸电池”是一种新型化学电源,其工作原理如图。下列说法正确的是()A.该装置能将电能转变为化学能B.正极的电极反应为C2O42−+2e-2CO2C.每得到1mol草酸铝,电路中转移3mol电子D.利用该技术可捕捉大气中的CO23.(2023江苏阜宁中学综合测试)利用反应6NO2+8NH37N2+12H2O设计的电池装置如图所示,该装置既能有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。下列说法不正确的是()A.电极A上发生氧化反应,电极A为负极B.电池工作时,OH-透过交换膜从右向左迁移C.当有2.24LNO2被处理时,溶液中通过电子0.4molD.电极B的电极反应式为2NO2+8e-+4H2ON2+8OH-4.(2022湖北新高考联考协作体期中)中国科学家发明了一种新型Zn-CO2电池,把CO2转化为HCOOH(甲酸)的同时还能对外提供电能,装置如下图所示(双极膜的阴、阳膜复合层间的H2O可解离成H+和OH-,并可分别通过阳膜和阴膜)。下列说法错误的是()A.放电时,a极为负极,发生氧化反应B.放电时,电流由b极经外电路流向a极C.放电时,b极的电极反应式为CO2+2H+-2e-HCOOHD.多孔钯纳米材料可增大CO2与电极的接触面积,加快反应速率5.任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应,化学能可转化为热能、光能、电能等。(1)用如图所示甲、乙装置进行实验:甲乙甲装置中(填“Zn”或“Cu”)棒上有氢气产生;乙装置中(填“Zn”或“Cu”)棒上有氢气产生。若反应过程中有0.4mol电子转移,生成的氢气在标准状况下的体积为。

(2)用Mg、Al设计成如图所示原电池装置:①若溶液为盐酸,Mg为极。

②若溶液为氢氧化钠溶液,负极的电极反应式为。

(3)已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ,且氧气中1molOO键完全断裂时吸收能量496kJ,水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ,则氢气中1molH—H键断裂时吸收的能量为kJ。

(4)氢氧燃料电池工作原理如图所示:该电池工作时,外电路中电子的流向为

(填“a→b”或“b→a”),正极的电极反应式为。

题组二新型燃料电池6.(2022河南创新发展联盟联考)科学家已开发出一种新型燃料电池——固体氧化物电池,工作原理如图所示。该电池用辛烷(C8H18)作燃料,电池中间部分的固体氧化物可传递O2-,下列说法正确的是()A.电池工作时,氧气发生氧化反应B.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-C.电子由b电极经外电路流向a电极D.电池的总反应为2C8H18+25O216CO2+18H2O7.一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示,电解质溶液显酸性,电池工作时产生稳定无污染的物质。下列说法正确的是()A.该燃料电池工作时,化学能只转化为电能B.N极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-C.电池总反应式为N2H4+O2N2+2H2O,电解质溶液中H+的浓度始终不变D.在M极充入N2H4,每消耗1molN2H4,会有4molH+通过质子交换膜8.(2023江苏扬州高邮阶段测试)热电厂尾气经处理得到较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸,其工作原理如图所示。电池工作时,下列说法不正确的是()A.电极b周围溶液pH变大B.溶液中H+由a极区向b极区迁移C.电极a的电极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++SO4D.一段时间后,a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量相等

答案与分层梯度式解析第2课时化学电源基础过关练1.B2.A3.C4.C5.C6.B7.D8.A9.D11.C12.C13.C1.B镍氢电池、锂离子电池为可充电电池,为二次电池,锌锰干电池为一次电池,A错误;氢氧燃料电池的产物不污染环境,B正确;铅蓄电池放电时正极材料是PbO2,发生还原反应,负极材料是Pb,发生氧化反应,C错误;铅蓄电池充电时将电能转化为化学能,D错误。2.A燃料电池的反应物可不储存在电池的内部,①错误。3.C干电池属于一次电池,铅蓄电池属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池,A正确;在干电池中,Zn作负极,被氧化,因此长时间使用后,锌筒被破坏,B正确;铅蓄电池工作过程中,负极每消耗1mol铅,外电路转移2mol电子,硫酸溶液中不能转移电子,C错误;氢氧燃料电池的电解质溶液可以是酸性或者碱性溶液,故可以是稀硫酸或KOH溶液,D正确。4.C在反应中,Zn的化合价升高,发生氧化反应,故Zn作负极,A正确;正极为Ag2O得电子生成Ag,Ag元素化合价降低,发生还原反应,B正确;负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,C错误;电流由正极流向负极,Ag2O作正极,故电池工作时,电流从Ag2O经导线流向Zn,D正确。5.C该电池属于原电池,工作时将化学能转化成电能,A项正确;H+向b极移动,b极为电池的正极,a极为电池的负极,B项正确;b极为正极,b极的电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,C项错误;该电池工作时,电子由负极(a极)通过导线流向正极(b极),D项正确。6.B原电池中负极失去电子发生氧化反应,根据电池放电时的反应可知,Pb为负极,PbO2为正极,A错误,B正确;在放电过程中PbO2得到电子被还原,C错误;由于放电过程中消耗硫酸且生成水,电解质溶液中氢离子浓度逐渐减小,所以溶液酸性减弱,D错误。7.D该镁氧电池中,镁电极为负极,通入空气的一极为正极,电解液显碱性,所以负极反应式为Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2,负极镁被氧化;正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,正极上O2被还原;电池总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。a极为电池负极,b极为电池正极,A正确;镁电极为负极,负极反应式为Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2,B正确;电子的移动方向是沿外电路由负极到正极,即a到b,C正确;总反应中H2O被消耗,所以该电池在工作过程中,电解液中KOH的浓度增大,D错误。8.A题述镁燃料电池中镁均作负极,失去电子,产物由电解质溶液决定,若为酸性溶液生成Mg2+,若为碱性溶液生成Mg(OH)2;ClO-在正极反应,由题图可知有Cl-和OH-生成,OH-向负极移动。9.DNa为负极,发生氧化反应,A项错误;碳纳米管为正极,CO2得电子发生还原反应,B项错误;电子由负极金属钠经外电路流向正极碳纳米管,C项错误;该电池为原电池,将化学能转化为电能,D项正确。10.答案(1)⑤⑥⑦⑨②③⑧④(2)K2CO32K++CO3(3)H++CO32−HCO3−K2CO3+CO2+H2O2KHCO(4)12解析(4)13.5gAl的物质的量为13.5g27g/mol=0.5mol,则失去电子的物质的量为1.5mol,根据得失电子守恒,正极上消耗氧气的物质的量为1.5mol4=0.375mol,消耗O11.C电流从直流电源的正极流出,因此a为电源正极,b为电源负极,c为阳极,d为阴极;电解CuCl2溶液,阳极(c电极)的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,阴极(d电极)的电极反应式为Cu2++2e-Cu,故C项正确。12.CCO2在Pt电极发生还原反应生成C2O42−,则Pt电极为阴极,M电极为阳极,故M与电源的正极相连,M电极需产生Fe2+,所以M应该选用铁作电极,A错误;若C2O42−在电解液中的迁移速率大于Fe2+的迁移速率,则应选用阴离子交换膜,B错误;阴极上CO2被还原生成C2O42−,阳极上Fe被氧化生成Fe2+,故电池总反应为2CO2+FeFeC2O413.C对电池充电是在外接电源的条件下,而放电是在没有外接电源的情况下自发进行的,充、放电也不是同时发生的,所以二者不互为可逆反应,A错误;充电时,电能转化为化学能,B错误;放电过程中,电池内部的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以Li+向电池的正极移动,C正确;充电时,电池上标有“-”的电极与外接电源负极相连,D错误。14.答案(1)AB(2)负氧化Zn-2e-Zn2+Cu2++2e-CuZn+Cu2+Zn2++Cu(3)阴还原Cu2++2e-Cu2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑解析(1)原电池和电解池的明显区别是电解池有外接直流电源,B属于电解池,A属于原电池。(2)锌比铜活泼,Zn是负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+;Cu为正极,电极反应式为Cu2++2e-Cu;A中总反应的离子方程式为Zn+Cu2+Zn2++Cu。(3)B是电解池,左边C和电源负极相连,是阴极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu;B中总反应的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑。能力提升练1.C2.D3.C4.C6.D7.D8.D1.C该原电池中,Zn作负极,Cu作正极,负极Zn失电子生成Zn2+,负极反应式为Zn-2e-Zn2+,A正确;该原电池中,Fe作负极,Cu作正极,负极反应式为Fe-2e-Fe2+,B正确;该原电池中,Al作负极,Mg作正极,负极反应式为Al-3e-+4OH-AlO2−+2H2O,C错误;常温下,Al遇浓硝酸发生钝化,所以Cu作负极,Al作正极,负极反应式为Cu-2e-Cu2+,D正确。2.D该装置为原电池,能将化学能转变为电能,A错误;Al为活泼金属,作负极,通入CO2的电极作正极,得到电子,C化合价降低,电极反应为2CO2+2e-C2O42−,B错误;1mol草酸铝含2molAl3+,由2molAl单质失去6mol电子生成,C错误;该装置中CO2最后生成C2O42−3.C电极A通入NH3,NH3中N元素失电子化合价升高生成氮气,电极A上发生氧化反应,电极A为负极,A正确;电池工作时,A是负极,阴离子向负极移动,OH-透过交换膜从右向左迁移,B正确;没有明确是否为标准状况,不能计算2.24LNO2被处理时转移电子的物质的量,且电子不能进入溶液中,C错误;电极B是正极,电极B上NO2得电子生成氮气,电极反应式为2NO2+8e-+4H2ON2+8OH-,D正确。4.C放电时,a极为负极,Zn失电子,发生氧化反应,A正确;放电时,b极为正极,电流由b极经外电路流向a极,B正确;放电时,b极为正极,CO2在正极得电子发生还原反应,电极反应式为CO2+2H++2e-HCOOH,C错误;多孔钯纳米材料可以增大CO2与电极的接触面积,加快反应速率,D正确。5.答案(1)ZnCu4.48L(2)①负②Al-3e-+4OH-AlO2−+2H2(3)436(4)a→bO2+4H++4e-2H2O解析(1)甲装置未形成原电池,Zn与稀H2SO4反应生成H2;乙装置形成原电池,Zn作负极,Cu作正极,正极反应式为2H++2e-H2↑。两个装置中反应的关系式为2H+~H2~2e-,则n(H2)=12n(e-)=0.4mol×12=0.2mol,V(H2(2)①若溶液为盐酸,镁比铝活泼,镁为负极,铝为正极。②若溶液为氢氧