高中化学鲁科版（2019）必修第二册精练：第2章第2节（第3课时）化学电池（含答案）

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1、第2章 化学键 化学反应规律第2节化学反应与能量转化第3课时化学电池基础过关练题组一常见化学电池1.(2020湖北武汉高一期中)下列说法中正确的是()燃料电池的反应物可不储存在电池的内部锌锰干电池是一次电池,铅酸蓄电池是二次电池锂电池是可充电电池燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功A.B.C.D.2.(2020北京第十二中学高一期末)酸性锌锰干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率,称为自放电现象。下列关于原电池和干电池的说法不正确的是()A.两者正极材料不同B.MnO2的放电产物可能是KMnO4C.两者的负极反应均为Zn失电子D.原电池中

2、Zn与稀H2SO4存在自放电现象3.(2021山东泰安宁阳一中高一下月考)日常所用锌锰干电池的电极反应为负极:Zn-2e-Zn2+,正极:2MnO2+2NH4+2e-Mn2O3+2NH3+H2O。下列有关锌锰干电池的叙述中正确的是()A.干电池中锌筒为正极,石墨棒为负极B.干电池长时间连续工作后,糊状物可能流出,腐蚀用电器C.干电池工作时,电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒D.干电池可实现电能向化学能的转化4.常见锌锰干电池含有汞、酸或碱,废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。(1)石墨中化学键类型为,在电池中的作用为。(2)酸性锌锰干电池的负极

3、反应式为。(3)碱性锌锰干电池在放电过程中产生MnOOH,正极反应式为。(4)填充物用60 温水溶解,目的是。(5)操作A的名称为。(6)铜帽溶解时加入H2O2溶液的目的是(用化学方程式表示)。题组二燃料电池5.(2021河北保定高二期末)氢氧燃料电池是一种化学电源,如图所示,以石墨为电极,两极分别通入氢气和氧气,KOH溶液为电解质溶液,下列说法错误的是()A.a电极是该电池的正极B.电池工作时,电子从a电极流出经外电路流向b电极C.工作一段时间后,电解质溶液pH增大D.该电池的总反应为2H2+O22H2O6.(2020四川绵阳高一下期末)第16届海南国际车展上:展出了中国研制的新型燃料电池汽

4、车,该车装有“绿色心脏”质子交换膜燃料电池。某种质子交换膜燃料电池如图所示。下列说法正确的是()A.该电池的a极发生氧化反应B.正极反应为O2+4e-+2H2O4OH-C.质子(H+)通过质子交换膜移动到a电极D.该燃料电池的能量转化率可达到100%7.(2020湖南长沙长郡中学高二期中)科学家设计出质子膜H2S燃料电池,实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是()A.电极a为电池的负极B.电极b上发生的电极反应为O2+4H+4e-2H2OC.电路中每通过2 mol电子,在正极消耗22.4 L H2SD.每17 g H2S参与反

5、应,有1 mol H+经质子膜进入正极区能力提升练题组一新型化学电源1.(2021广东深圳高级中学高二期末,)凭借清洁、储量大、能量转换率高、运行稳定等优势,氢能被现代工业视为最理想、潜力最大的新能源。2020 年上海进博会展览中,诸多氢能源汽车纷纷亮相。氢燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢燃料电池的内部结构如图,下列说法正确的是() A.电池每消耗11.2 L氢气,电路中通过的电子数目为NAB.a 处通入的是氧气C.右侧电极发生的反应为O2+4e-+4H+2H2OD.右侧电极为电池的负极2.()Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如图所示。该电池

6、工作时,下列说法正确的是()A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.电子由Mg电极经外电路流向石墨电极D.电解质溶液中Cl-向石墨电极移动3.()被称为“软电池”的纸质电池总反应为Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是()A.该电池中Zn作负极,发生还原反应B.该电池反应中MnO2起催化作用C.该电池工作时电流由Zn经外电路流向MnO2D.该电池正极反应式为MnO2+e-+H2O MnOOH+OH-4.().氢能是重要的新能源,它的开发、储存和应用,是当前人们关注的热点之一。(1)开发氢能的方法之一是分解水。开发特殊物质作催化剂,(填“能”或

7、“不能”)降低水分解过程中所需能量。(2)用高压氢气、氧气制作的氢氧燃料电池是氢能源利用的一种重要方式。某氢氧燃料电池电极的正、负标志模糊不清,小明利用如图所示装置进行实验判断。a电极通入的是氢气,则a电极是极。工作一段时间后消耗O2 6.4 g,则外电路中通过的电子的物质的量是mol。.汽车行驶、某些化工厂生产过程,会向空气中排放NOx、CO、SO2等有害气体。(1)为了减少重型柴油车排放NOx,向尾气处理装置内自动喷入的尿素溶液在一定条件下先转化为NH3,NH3再与NOx反应生成两种无污染的物质。其中NH3与NO2在一定条件下反应的化学方程式为。(2)通过CO传感器可监测CO的含量,其工作

8、原理为2CO+O2 2CO2,示意图如下:通入CO的一极为(填“正”或“负”)极,溶液中H+移向(填“A”或“B”)极。题组二化学电池的相关计算5.(2020福建福州三中高一期中,)由质量均为10 g的铁片、铜片和足量的CuSO4溶液组成原电池装置,经过一段时间后,两电极的质量差为12 g,则下列说法正确的是()A.铁片溶解了12 gB.导线中通过了0.2 mol电子C.铜片上析出了6 g CuD.铜片溶解了6.4 g6.()一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)、家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应为2Al+3ClO-+2OH-+3H2

9、O 3Cl-+2Al(OH)4-。下列说法不正确的是()A.该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B.该电池发生氧化反应的是金属铝C.电池的正极得到3 mol电子时,负极减轻的质量为54 gD.当有0.1 mol Al完全溶解时,流经外电路的电子个数约为1.8061023答案全解全析第2章化学键化学反应规律第2节化学反应与能量转化第3课时化学电池基础过关练1.B燃料电池的反应物可不储存在电池的内部,可以由外部提供,正确;锌锰干电池是一次电池,铅酸蓄电池可充、放电,是二次电池,正确;锂电池是可充电电池,正确;燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功,正确。2.B甲图为干电池,干电池的正极材料是碳

10、棒,乙图为原电池,正极材料是铜单质,两者正极材料不同,A说法正确;干电池工作过程中MnO2应发生还原反应,Mn的化合价降低,B说法错误;题述两装置中均为锌在负极失去电子,C说法正确;根据自放电现象的定义可知,D说法正确。3.B在锌锰干电池中, Zn失去电子变为Zn2+,石墨电极上发生得到电子的还原反应,锌筒为负极,石墨棒为正极,A错误;干电池长时间连续工作后,锌筒不断消耗而被腐蚀,导致糊状物可能流出而腐蚀用电器,B正确;在干电池工作时,电流由石墨棒经外电路流向锌筒,C错误;干电池放电时化学能转化为电能,D错误。4.答案(1)共价键(非极性共价键)导电(2)Zn-2e- Zn2+(3)MnO2+

11、e-+H2OMnOOH+OH-(4)加快溶解速率(5)过滤(6)Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O解析(1)石墨在电池中作电极,起导电作用。(2)酸性锌锰干电池的负极为锌,负极反应式为Zn-2e-Zn2+。(3)在碱性锌锰干电池中,Zn作负极、二氧化锰作正极,正极上二氧化锰得电子发生还原反应,电极反应式为MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-。(4)填充物用60 温水溶解的目的是加快溶解速率。(5)分离不溶性固体和液体采用过滤的方法,所以操作A的名称是过滤。(6)酸性条件下,H2O2能将铜氧化成铜离子,H2SO4存在下反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2

12、O。5.A氢气a电极上发生氧化反应,a电极为负极,A错误;电池工作时电子由负极经外电路流向正极,即从a电极流出经外电路流向b电极,B正确;该电池的总反应为2H2+O22H2O,水的量增多,KOH溶液的浓度减小,电解质溶液pH增大,C、D正确。6.A在该电池的a极氢气失电子生成氢离子,发生氧化反应,故A正确;电解质溶液呈酸性,正极反应为O2+4e-+4H+2H2O,故B错误;在原电池中阳离子向正极移动,即氢离子通过质子交换膜移动到b电极,故C错误;该电池中化学能不可能100%转化为电能,故D错误。7.C根据反应2H2S+O2S2+2H2O得出在负极H2S失电子发生氧化反应,在正极O2得电子发生还

13、原反应。a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子,发生氧化反应,则电极a为负极,故A正确;电极b是正极,发生的电极反应式为O2+4H+4e-2H2O,故B正确; H2S所处状况未知,无法确定其消耗的体积,故C错误; 负极反应为2H2S-4e-S2+4H+,每17 g H2S参与反应,失去1 mol电子,生成1 mol H+, H+经质子膜进入正极区,故D正确。能力提升练1.C由H+及电子移动方向可知,左侧电极是负极,通入的是氢气;右侧电极是正极,通入的是氧气。未给出气体所处状况,无法计算电池每消耗11.2 L氢气,电路中通过的电子数目,故A错误;左侧电池是负极,通入的是氢气,故B错误;右侧电极是正极

14、,通入的是氧气,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,故C正确,D错误。2.C原电池的负极被氧化,镁为负极,A错误;H2O2在石墨电极上被还原,发生还原反应,B错误;电子由负极通过外电路流向正极,C正确;电解质溶液中的阴离子向原电池的负极(Mg电极)移动,D错误。3.D该原电池中,锌元素化合价由0价变为+2价,锌失电子作负极,发生氧化反应,A错误;该原电池中,锰元素化合价由+4价变为+3价,所以二氧化锰发生还原反应,B错误;电子从负极Zn沿外电路流向MnO2,C错误;正极上二氧化锰得电子发生还原反应,电极反应式为MnO2+e-+H2O MnOOH+OH-,D正确。4.答案.(1)不能(2)

15、负0.8.(1)8NH3+6NO2 7N2+12H2O(2)负A解析.(1)催化剂只能降低反应的活化能,不能降低反应过程中所需能量;开发特殊物质作催化剂,不能降低水分解过程中所需能量。(2)氢氧燃料电池工作时,H2在负极失电子,发生氧化反应,则a电极是负极。消耗O2的物质的量为6.4g32g/mol=0.2 mol,则外电路中通过电子的物质的量为0.2 mol4=0.8 mol。.(1)NH3与NOx反应生成两种无污染的物质,根据原子守恒,应生成N2和H2O,NH3与NO2在一定条件下反应的化学方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O。(2)根据工作原理2CO+O2 2CO2,其中CO发

16、生失电子的氧化反应,O2发生得电子的还原反应。原电池中负极发生失电子的氧化反应,阳离子移向正极,则通入CO的一极为负极,通入O2的一极为正极,溶液中H+移向A极。5.B负极发生反应Fe-2e- Fe2+,正极发生反应Cu2+2e- Cu,设有x mol Fe在负极上反应,则正极生成x mol Cu,则(10+64x)-(10-56x)=12,解得x=0.1,则m(Fe)=0.1 mol56 g/mol=5.6 g,A错误;转移的电子的物质的量为0.2 mol,B正确;m(Cu)=0.1 mol64 g/mol=6.4 g,C错误;在正极上析出的铜的质量为6.4 g,D错误。6.C该电池所用材料都是生活中常见的物质,电极材料和电解质用完后可以更换,A正确;金属铝是该原电池的负极,放电时在负极发生氧化反应,B正确;在正极上,发生还原反应,得到3 mol电子时,负极发生反应的铝的物质的量是1 mol,负极减轻的质量是27 g,C错误;当有0.1 mol Al完全溶解时,流经外电路的电子的物质的量为0.3 mol,个数约为1.8061023,D正确。