江蘇專版2024-2025學年新教材高中化學專題6化學反應與能量變化第三單元化學能與電能的轉化第2課時化學電源分層作業(yè)蘇教版必修第二冊

專題6第三單元第2課時化學電源必備學問基礎練1.[2024遼寧葫蘆島協(xié)作校聯(lián)考]某同學設計的番茄電池如圖,下列說法正確的是()A.將左側鋅片換成銅片也會產生電流B.該電池工作時,銅片漸漸溶解C.番茄中的液體物質作電解質溶液D.該電池工作時,鋅電極被還原2.如圖是某化學課外活動小組設計的用化學電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列有關該裝置的說法正確的是()A.銅為負極,其旁邊的溶液變藍,溶液中有Cu2+產生B.該裝置能量轉化的形式主要是化學能→電能→光能C.假如將鋅片換成鐵片,電路中的電流方向將發(fā)生變更D.假如將稀硫酸換成檸檬汁,LED燈將不會發(fā)光3.[2024河北邯鄲大名一中月考]如圖為銀鋅紐扣電池,其電池的總反應式為Zn+Ag2O++2Ag,下列說法不正確的是()A.鋅作負極B.正極發(fā)生還原反應C.負極的電極反應式為Zn-2e-Zn2+D.電池工作時,電流從Ag2O經導線流向Zn4.[2024江蘇淮安漣水一中期末]我國勝利研制出新型“海水電池”。電池反應為4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。下列關于該電池的說法正確的是()A.鋁片作正極B.海水作為電解質溶液C.電池工作時O2失去電子D.電池工作時實現(xiàn)了電能向化學能的轉化5.[2024湖南長沙一中月考]我國科學家最近開發(fā)長壽命碘鋅電池Zn/Sn-I2。下列說法錯誤的是()A.電池工作時將化學能轉化為電能B.Zn/Sn極為負極C.負極反應為Sn-2e-Sn2+D.電池轉移1mol電子,理論上1molI-向負極遷移6.[2024江蘇淮安?？茧A段練習]汽車的啟動電源常用鉛蓄電池。放電時的電池反應為PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,依據(jù)此反應推斷下列說法正確的是()A.負極反應式:Pb-2e-+SPbSO4B.電池放電時,溶液的酸性增加C.PbO2得電子,被氧化D.PbO2是電池的負極7.化學電源在通信、交通及日常生活中有著廣泛的應用。(1)鋅錳干電池是應用最普遍的電池之一(如圖所示),鋅錳干電池的負極材料是,負極發(fā)生的電極反應式為。

鋅錳干電池的構造示意圖若反應消耗32.50g負極材料,則電池中轉移電子的物質的量為mol。

(2)目前常用的鎳鎘電池的電池總反應式可以表示為Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水,但能溶于酸,以下說法正確的是(填字母)。

A.NiO(OH)作負極B.Cd作負極C.此電池是一次電池D.放電時化學能轉變?yōu)殡娔?3)如圖為氫氧燃料電池的構造示意圖,依據(jù)電子運動方向可知,X極為電池的(填“正”或“負”)極,Y極的電極反應式為。

氫氧燃料電池的構造示意圖關鍵實力提升練8.[2024江蘇連云港贛榆智賢中學月考]火星大氣中含有大量CO2,一種有CO2參與反應的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。電池以金屬鈉為負極,碳納米管為正極。放電時,下列說法正確的是()A.負極上發(fā)生還原反應B.CO2在正極上失電子C.工作時電子由碳納米管經外電路流向金屬鈉D.將化學能轉化為電能9.[2024福建福州三中期中]電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量,其工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是()A.O2在電極b上發(fā)生還原反應B.溶液中OH-向電極a移動C.電子流向:由負極經外電路流入正極,再通過內電路流回負極D.負極的電極反應式為2NH3-6e-+6OH-N2↑+6H2O10.[2024福建莆田六中月考]某燃料電池以乙醇為燃料,空氣為氧化劑,強堿溶液為電解質溶液組成,有關該電池的說法正確的是()A.放電時正極發(fā)生氧化反應B.放電一段時間后,正極旁邊溶液的pH減小C.放電時負極電極反應為C2H5OH-12e-+16OH-2C+11H2OD.消耗0.2mol乙醇,有1.2mole-轉移11.[2024廣東佛山羅定邦中學月考]某海軍航空站安裝了一臺250kW的MCFC型燃料電池,該電池可同時供應電和水蒸氣,其工作溫度為600~700℃,所用燃料為H2,電解質為熔融的K2CO3。該電池的總反應為2H2+O22H2O,負極反應為H2+C-2e-H2O+CO2,則下列推斷中正確的是()A.正極反應:4OH--4e-2H2O+O2↑B.放電時C向負極移動C.放電時電子沿導線向負極移動D.當電池生成1molH2O時,轉移4mol電子12.[2024江蘇鎮(zhèn)江丹陽高級中學?？茧A段練習]高鐵電池是一種新型可充電電池,與一般高能電池相比,該電池可長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+4KOH+2Fe(OH)3,下列敘述不正確的是()A.放電時負極反應為Zn-2e-+2OH-B.放電時每轉移3mol電子,正極就有1mol被氧化C.充電時陽極反應為Fe(OH)3-3e-+5OH-Fe+4H2OD.放電時正極旁邊溶液的堿性增加13.[2024江蘇揚州中學開學考試]某Al-Mn電池原理如圖所示,電池總反應為Al+MnAl+MnO2,下列說法正確的是()A.多孔Ni電極作負極B.Al電極發(fā)生還原反應C.正極的電極反應式為Mn+2H2O+3e-MnO2+4OH-D.電池工作時,K+向負極區(qū)移動14.[2024山東菏澤曹縣一中月考]電池是人類生產和生活中的重要能量來源,各種各樣電池的獨創(chuàng)是化學對人類的一項重要貢獻。(1)生活中利用原電池原理生產了各種各樣的電池,下列有關電池的敘述正確的是(填字母)。

A.鋅錳電池工作一段時間后碳棒會變細B.氫氧燃料電池可將化學能干脆轉變?yōu)殡娔蹸.鉛蓄電池負極是PbO2,正極是Pb(2)Zn-MnO2干電池應用廣泛,其示意圖如下,電解質是ZnCl2-NH4Cl混合物。①該電池的負極材料是。電池工作時,電子流向(填“正極”或“負極”)。

②假如該電池的工作原理為Zn+2NH4ClZnCl2+2NH3↑+H2↑,其正極反應式為。

③若ZnCl2-NH4Cl混合物中含有雜質Cu2+,會加速某電極的腐蝕,其主要緣由是

。

欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的(填字母)。

a.NaOH b.Znc.Fe d.NH3·H2O(3)氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種,它們放電時的電池總反應式都可表示為2H2+O22H2O。①酸式氫氧燃料電池的電解質是酸,其正極的電極反應式為。

②酸式氫氧燃料電池工作一段時間后,電解質溶液的pH將(填“變大”“變小”或“不變”)。

(4)將CH4設計成燃料電池,其利用率更高,裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒),電池總反應為CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O。試驗測得電子定向移向A電極,則(填“A”或“B”)電極入口通甲烷,其電極反應式為。

15.[2024江蘇鹽城?？茧A段練習]2024年6月4日,神舟十五號載人飛船返回艙在東風著陸場勝利著陸,神舟十五號載人飛行任務取得圓滿勝利。載人航天工程對科學探討及太空資源開發(fā)具有重要意義。(1)氫氧燃料電池(如圖所示)反應生成的水可作為航天員的飲用水,由圖示的電子轉移方向推斷Y極通入的氣體是,OH-向(填“正”或“負”)極定向移動,負極的電極反應式為。

(2)我國“神舟”飛船的電源系統(tǒng)有太陽能電池帆板、鎘鎳蓄電池和應急電池等。①飛船在光照區(qū)運行時,太陽能電池帆板的能量轉化形式是能轉化為電能等。

②鎘鎳蓄電池的工作原理為Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。當飛船運行到地影區(qū)時,鎘鎳蓄電池為飛船供電,此時在正極反應的物質是,負極旁邊溶液的堿性(填“增加”“減弱”或“不變”)。

③應急電池在緊急狀況下會自動啟動,工作原理為Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,工作時,當消耗32.5gZn時,理論上外電路轉移的電子數(shù)目為。

學科素養(yǎng)創(chuàng)新練16.同學們在“簡易電池的設計與制作”的試驗中,對影響自制電池效果的因素進行了試驗探究。[提出問題]影響自制電池效果的因素有哪些?[查閱資源]電極材料、電極間距、水果種類對自制水果電池的效果可能有影響。[試驗探究]Ⅰ.按如圖所示連接水果電池。Ⅱ.試驗記錄如下:序號電極電極間距水果種類電流表示數(shù)/μA①Cu-Al2.0cm西紅柿78.5②Cu-Fe2.0cm西紅柿70.3③Al-Al2.0cm西紅柿0④Cu-Al2.0cm檸檬45.7⑤Cu-Al1.0cm檸檬98.4⑥石墨棒-Al1.0cm檸檬104.5[說明與結論](1)試驗①②③的目的是。對比試驗①②③得出的結論是。

(2)欲得出“水果種類對自制水果電池效果有影響”的結論,須要對比試驗(填序號)。

對比④⑤得出的結論是

。

[反思與探討](3)水果電池中,水果的作用是。

(4)對比試驗①②③可知,構成水果電池的電極必需具備的條件為,構成水果電池的其他要素還有、、。

(5)水果電池是利用水果中的化學物質和金屬發(fā)生化學反應而產生電能的一種裝置,如將試驗①中的西紅柿換成硫酸銅溶液進行試驗,電流表示數(shù)不為零,Cu片和Al片上發(fā)生的電極反應式分別為、,總離子方程式為。

第2課時化學電源1.C解析左側鋅片換成銅片,則兩電極相同,不能構成原電池,不會產生電流,A錯誤;鋅比銅活潑,鋅作負極,銅作正極,銅片不溶解,B錯誤;鋅、銅作電極,番茄中的液體作電解質,C正確;該電池工作時,鋅為負極失電子被氧化,D錯誤。2.B解析鋅片作負極,發(fā)生氧化反應,銅片作正極,發(fā)生還原反應,A錯誤;該裝置的能量轉化形式是化學能→電能→光能,B正確;假如把鋅片換為鐵片,銅片依舊為正極,電路中的電流方向不會發(fā)生變更,C錯誤;假如將稀硫酸換為檸檬汁,由于檸檬汁中含有檸檬酸,溶液呈酸性,LED燈也會發(fā)光,D錯誤。3.C解析反應中,Zn的化合價上升,發(fā)生氧化反應,故Zn作負極,A正確;銀元素化合價降低,正極為Ag2O,得電子生成Ag,發(fā)生還原反應,B正確;由總反應式可知,負極的電極反應式為Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,C錯誤;電池工作時,電流從正極Ag2O經導線流向負極Zn,D正確。4.B解析由電池反應知鋁元素化合價上升,發(fā)生氧化反應,故作電池負極,A錯誤;由題意信息知海水為該電池電解質溶液,B正確;由電池反應知,氧元素化合價降低,發(fā)生還原反應,故氧氣得電子,C錯誤;原電池工作原理是將化學能轉化為電能,D錯誤。5.C解析電池放電時,將化學能轉化成電能,供用電器用電,A正確;活潑金屬為負極,Zn/Sn為負極,B正確;鋅比錫活潑,負極反應為Zn-2e-Zn2+,C錯誤;正極反應為I2+2e-2I-,電池轉移1mol電子,理論上1molI-向負極遷移,D正確。6.A解析負極是還原劑失電子,發(fā)生氧化反應,負極反應式:Pb-2e-+SPbSO4,故A正確;電池放電時,正極消耗氫離子,溶液的酸性減弱,故B錯誤;PbO2得電子,被還原,故C錯誤;PbO2是氧化劑,是電池的正極,故D錯誤。7.答案(1)鋅Zn-2e-Zn2+1.0(2)BD(3)負O2+2H2O+4e-4OH-解析(1)鋅錳干電池的負極是Zn,失去電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為Zn-2e-Zn2+;32.50gZn的物質的量是=0.5mol,1molZn失去2mol電子,所以電池中轉移電子的物質的量是1.0mol。(2)由電池總反應式可知,Cd元素化合價由0→+2,化合價上升被氧化,Cd作電池的負極,A錯誤、B正確;電池可以充放電,因此是二次電池,C錯誤;放電時化學能轉變?yōu)殡娔?D正確。(3)氫氧燃料電池中,電子從負極向正極移動,X是電子流出的一極,X是負極,發(fā)生氧化反應,Y是正極,發(fā)生還原反應,電解質溶液是KOH溶液,氧氣得到電子生成氫氧根離子,電極反應式為O2+2H2O+4e-4OH-。8.D解析Na為負極,發(fā)生氧化反應,A錯誤;碳納米管為正極,CO2得電子發(fā)生還原反應,B錯誤;電子由負極金屬鈉經導線流向正極碳納米管,C錯誤;該電池為原電池,化學能轉化為電能,D正確。9.C解析Pt電極a通入氨氣生成氮氣,說明氨氣被氧化,為原電池負極,則Pt電極b為正極,氧氣得電子被還原,發(fā)生還原反應,A正確;a極為負極,則溶液中的陰離子向負極a移動,B正確;電子只能通過導線傳遞,不能通過溶液,C錯誤;負極是氨氣發(fā)生氧化反應變成氮氣,且OH-向a極移動參與反應,故電極反應式為2NH3-6e-+6OH-N2↑+6H2O,D正確。10.C解析通入氧氣的一極為正極,氧氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+4e-+2H2O4OH-,正極旁邊溶液的pH增大,A、B錯誤;由題意可知,乙醇燃料電池中通入乙醇的一極為負極,堿性條件下,乙醇在負極失去電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為C2H5OH+16OH--12e-2CO+11H2O,C正確;由電極反應式可知,消耗0.2mol乙醇,轉移電子的物質的量為2.4mol,D錯誤。11.B解析燃料電池中,O2在正極上得到電子被還原產生C,電極反應式為O2+4e-+2CO22CO,A錯誤;電池放電時CO向負極移動,B正確;放電時電子由負極沿導線向正極移動,C錯誤;依據(jù)總反應方程式2H2+O22H2O可知,當有2molH2反應(即有2molH2O生成)時轉移4mol電子,則當電池生成1molH2O時,轉移2mol電子,D錯誤。12.B解析依據(jù)電池的總反應可知,高鐵電池放電時必定是鋅在負極失去電子,電極反應式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,高鐵酸鉀在正極得到電子,電極反應式為Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-。高鐵電池放電時必定是鋅在負極失去電子,電極反應式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,A正確;放電時正極反應為Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,每轉移3mol電子,正極有1molK2FeO4被還原,B錯誤;充電時陽極Fe(OH)3失電子,發(fā)生氧化反應,即反應為Fe(OH)3-3e-+5OH-Fe+4H2O,C正確;放電時正極反應為Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,生成氫氧根離子,堿性要增加,D正確。13.C解析該裝置為原電池,活動性比較強的Al在反應中為負極,失去電子,發(fā)生氧化反應,活動性比較弱的Ni電極為正極,正極上得到電子發(fā)生還原反應,A、B錯誤;該電池的電解質溶液呈堿性,Mn在正極上發(fā)生還原反應產生MnO2,則正極的電極反應式為Mn+2H2O+3e-MnO2+4OH-,C正確;原電池工作時,陽離子向負電荷較多的正極移動,即K+向正極區(qū)移動,D錯誤。14.答案(1)B(2)①Zn(或鋅)正極②2N+2e-2NH3↑+H2↑③電化學腐蝕較化學腐蝕更快,鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池,而加快鋅的腐蝕b(3)①4H++O2+4e-2H2O②變大(4)BCH4-8e-+10OH-CO+7H2O解析(1)鋅錳電池工作時碳棒只起到導電作用,不發(fā)生反應,A錯誤;氫氧燃料電池可將化學能干脆轉變?yōu)殡娔?B正確;鉛蓄電池負極是Pb,正極是PbO2,C錯誤。(2)①負極失電子,則Zn失電子為負極,電子由負極流向正極。②該電池的工作原理為Zn+2NH4ClZnCl2+2NH3↑+H2↑,正極得電子,發(fā)生還原反應,則其正極反應式為2N+2e-2NH3↑+H2↑。③加快電極腐蝕的緣由為電化學腐蝕較化學腐蝕更快,鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池,而加快鋅的腐蝕;題目中a和d項除去雜質離子還會消耗ZnCl2,c項會引入新雜質,所以應選Zn,可以將Cu2+置換為單質而除去。(3)①由于電解質是酸,正極得電子的是氧氣,電極反