江蘇專版2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第2課時(shí)化學(xué)電源分層作業(yè)蘇教版必修第二冊(cè)

專題6第三單元第2課時(shí)化學(xué)電源必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.[2024遼寧葫蘆島協(xié)作校聯(lián)考]某同學(xué)設(shè)計(jì)的番茄電池如圖,下列說(shuō)法正確的是()A.將左側(cè)鋅片換成銅片也會(huì)產(chǎn)生電流B.該電池工作時(shí),銅片漸漸溶解C.番茄中的液體物質(zhì)作電解質(zhì)溶液D.該電池工作時(shí),鋅電極被還原2.如圖是某化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列有關(guān)該裝置的說(shuō)法正確的是()A.銅為負(fù)極,其旁邊的溶液變藍(lán),溶液中有Cu2+產(chǎn)生B.該裝置能量轉(zhuǎn)化的形式主要是化學(xué)能→電能→光能C.假如將鋅片換成鐵片,電路中的電流方向?qū)l(fā)生變更D.假如將稀硫酸換成檸檬汁,LED燈將不會(huì)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(yīng)式為Zn+Ag2O++2Ag,下列說(shuō)法不正確的是()A.鋅作負(fù)極B.正極發(fā)生還原反應(yīng)C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+D.電池工作時(shí),電流從Ag2O經(jīng)導(dǎo)線流向Zn4.[2024江蘇淮安漣水一中期末]我國(guó)勝利研制出新型“海水電池”。電池反應(yīng)為4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是()A.鋁片作正極B.海水作為電解質(zhì)溶液C.電池工作時(shí)O2失去電子D.電池工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化5.[2024湖南長(zhǎng)沙一中月考]我國(guó)科學(xué)家最近開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命碘鋅電池Zn/Sn-I2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.電池工作時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.Zn/Sn極為負(fù)極C.負(fù)極反應(yīng)為Sn-2e-Sn2+D.電池轉(zhuǎn)移1mol電子,理論上1molI-向負(fù)極遷移6.[2024江蘇淮安?？茧A段練習(xí)]汽車的啟動(dòng)電源常用鉛蓄電池。放電時(shí)的電池反應(yīng)為PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,依據(jù)此反應(yīng)推斷下列說(shuō)法正確的是()A.負(fù)極反應(yīng)式:Pb-2e-+SPbSO4B.電池放電時(shí),溶液的酸性增加C.PbO2得電子,被氧化D.PbO2是電池的負(fù)極7.化學(xué)電源在通信、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。(1)鋅錳干電池是應(yīng)用最普遍的電池之一(如圖所示),鋅錳干電池的負(fù)極材料是,負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為。

鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖若反應(yīng)消耗32.50g負(fù)極材料,則電池中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol。

(2)目前常用的鎳鎘電池的電池總反應(yīng)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(shuō)法正確的是(填字母)。

A.NiO(OH)作負(fù)極B.Cd作負(fù)極C.此電池是一次電池D.放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?3)如圖為氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖,依據(jù)電子運(yùn)動(dòng)方向可知,X極為電池的(填“正”或“負(fù)”)極,Y極的電極反應(yīng)式為。

氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖關(guān)鍵實(shí)力提升練8.[2024江蘇連云港贛榆智賢中學(xué)月考]火星大氣中含有大量CO2,一種有CO2參與反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。電池以金屬鈉為負(fù)極,碳納米管為正極。放電時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.CO2在正極上失電子C.工作時(shí)電子由碳納米管經(jīng)外電路流向金屬鈉D.將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能9.[2024福建福州三中期中]電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量,其工作原理示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是()A.O2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng)B.溶液中OH-向電極a移動(dòng)C.電子流向:由負(fù)極經(jīng)外電路流入正極,再通過(guò)內(nèi)電路流回負(fù)極D.負(fù)極的電極反應(yīng)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(qiáng)堿溶液為電解質(zhì)溶液組成,有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A.放電時(shí)正極發(fā)生氧化反應(yīng)B.放電一段時(shí)間后,正極旁邊溶液的pH減小C.放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)為C2H5OH-12e-+16OH-2C+11H2OD.消耗0.2mol乙醇,有1.2mole-轉(zhuǎn)移11.[2024廣東佛山羅定邦中學(xué)月考]某海軍航空站安裝了一臺(tái)250kW的MCFC型燃料電池,該電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣,其工作溫度為600~700℃,所用燃料為H2,電解質(zhì)為熔融的K2CO3。該電池的總反應(yīng)為2H2+O22H2O,負(fù)極反應(yīng)為H2+C-2e-H2O+CO2,則下列推斷中正確的是()A.正極反應(yīng):4OH--4e-2H2O+O2↑B.放電時(shí)C向負(fù)極移動(dòng)C.放電時(shí)電子沿導(dǎo)線向負(fù)極移動(dòng)D.當(dāng)電池生成1molH2O時(shí),轉(zhuǎn)移4mol電子12.[2024江蘇鎮(zhèn)江丹陽(yáng)高級(jí)中學(xué)校考階段練習(xí)]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(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+4KOH+2Fe(OH)3,下列敘述不正確的是()A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-+2OH-B.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子,正極就有1mol被氧化C.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Fe(OH)3-3e-+5OH-Fe+4H2OD.放電時(shí)正極旁邊溶液的堿性增加13.[2024江蘇揚(yáng)州中學(xué)開(kāi)學(xué)考試]某Al-Mn電池原理如圖所示,電池總反應(yīng)為Al+MnAl+MnO2,下列說(shuō)法正確的是()A.多孔Ni電極作負(fù)極B.Al電極發(fā)生還原反應(yīng)C.正極的電極反應(yīng)式為Mn+2H2O+3e-MnO2+4OH-D.電池工作時(shí),K+向負(fù)極區(qū)移動(dòng)14.[2024山東菏澤曹縣一中月考]電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來(lái)源,各種各樣電池的獨(dú)創(chuàng)是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重要貢獻(xiàn)。(1)生活中利用原電池原理生產(chǎn)了各種各樣的電池,下列有關(guān)電池的敘述正確的是(填字母)。

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

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

③若ZnCl2-NH4Cl混合物中含有雜質(zhì)Cu2+,會(huì)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(shí)的電池總反應(yīng)式都可表示為2H2+O22H2O。①酸式氫氧燃料電池的電解質(zhì)是酸,其正極的電極反應(yīng)式為。

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

(4)將CH4設(shè)計(jì)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(yīng)為CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O。試驗(yàn)測(cè)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(yīng)式為。

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

(2)我國(guó)“神舟”飛船的電源系統(tǒng)有太陽(yáng)能電池帆板、鎘鎳蓄電池和應(yīng)急電池等。①飛船在光照區(qū)運(yùn)行時(shí),太陽(yáng)能電池帆板的能量轉(zhuǎn)化形式是能轉(zhuǎn)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(dāng)飛船運(yùn)行到地影區(qū)時(shí),鎘鎳蓄電池為飛船供電,此時(shí)在正極反應(yīng)的物質(zhì)是,負(fù)極旁邊溶液的堿性(填“增加”“減弱”或“不變”)。

③應(yīng)急電池在緊急狀況下會(huì)自動(dòng)啟動(dòng),工作原理為Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,工作時(shí),當(dāng)消耗32.5gZn時(shí),理論上外電路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為。

學(xué)科素養(yǎng)創(chuàng)新練16.同學(xué)們?cè)凇昂?jiǎn)易電池的設(shè)計(jì)與制作”的試驗(yàn)中,對(duì)影響自制電池效果的因素進(jìn)行了試驗(yàn)探究。[提出問(wèn)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(duì)自制水果電池的效果可能有影響。[試驗(yàn)探究]Ⅰ.按如圖所示連接水果電池。Ⅱ.試驗(yàn)記錄如下:序號(hào)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(shuō)明與結(jié)論](1)試驗(yàn)①②③的目的是。對(duì)比試驗(yàn)①②③得出的結(jié)論是。

(2)欲得出“水果種類對(duì)自制水果電池效果有影響”的結(jié)論,須要對(duì)比試驗(yàn)(填序號(hào))。

對(duì)比④⑤得出的結(jié)論是

。

[反思與探討](3)水果電池中,水果的作用是。

(4)對(duì)比試驗(yàn)①②③可知,構(gòu)成水果電池的電極必需具備的條件為,構(gòu)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(xué)物質(zhì)和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的一種裝置,如將試驗(yàn)①中的西紅柿換成硫酸銅溶液進(jìn)行試驗(yàn),電流表示數(shù)不為零,Cu片和Al片上發(fā)生的電極反應(yīng)式分別為、,總離子方程式為。

第2課時(shí)化學(xué)電源1.C解析左側(cè)鋅片換成銅片,則兩電極相同,不能構(gòu)成原電池,不會(huì)產(chǎn)生電流,A錯(cuò)誤;鋅比銅活潑,鋅作負(fù)極,銅作正極,銅片不溶解,B錯(cuò)誤;鋅、銅作電極,番茄中的液體作電解質(zhì),C正確;該電池工作時(shí),鋅為負(fù)極失電子被氧化,D錯(cuò)誤。2.B解析鋅片作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),銅片作正極,發(fā)生還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;該裝置的能量轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)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(huì)發(fā)生變更,C錯(cuò)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(huì)發(fā)光,D錯(cuò)誤。3.C解析反應(yīng)中,Zn的化合價(jià)上升,發(fā)生氧化反應(yīng),故Zn作負(fù)極,A正確;銀元素化合價(jià)降低,正極為Ag2O,得電子生成Ag,發(fā)生還原反應(yīng),B正確;由總反應(yīng)式可知,負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,C錯(cuò)誤;電池工作時(shí),電流從正極Ag2O經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極Zn,D正確。4.B解析由電池反應(yīng)知鋁元素化合價(jià)上升,發(fā)生氧化反應(yīng),故作電池負(fù)極,A錯(cuò)誤;由題意信息知海水為該電池電解質(zhì)溶液,B正確;由電池反應(yīng)知,氧元素化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),故氧氣得電子,C錯(cuò)誤;原電池工作原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D錯(cuò)誤。5.C解析電池放電時(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,供用電器用電,A正確;活潑金屬為負(fù)極,Zn/Sn為負(fù)極,B正確;鋅比錫活潑,負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,C錯(cuò)誤;正極反應(yīng)為I2+2e-2I-,電池轉(zhuǎn)移1mol電子,理論上1molI-向負(fù)極遷移,D正確。6.A解析負(fù)極是還原劑失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)式:Pb-2e-+SPbSO4,故A正確;電池放電時(shí),正極消耗氫離子,溶液的酸性減弱,故B錯(cuò)誤;PbO2得電子,被還原,故C錯(cuò)誤;PbO2是氧化劑,是電池的正極,故D錯(cuò)誤。7.答案(1)鋅Zn-2e-Zn2+1.0(2)BD(3)負(fù)O2+2H2O+4e-4OH-解析(1)鋅錳干電池的負(fù)極是Zn,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+;32.50gZn的物質(zhì)的量是=0.5mol,1molZn失去2mol電子,所以電池中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1.0mol。(2)由電池總反應(yīng)式可知,Cd元素化合價(jià)由0→+2,化合價(jià)上升被氧化,Cd作電池的負(fù)極,A錯(cuò)誤、B正確;電池可以充放電,因此是二次電池,C錯(cuò)誤;放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?D正確。(3)氫氧燃料電池中,電子從負(fù)極向正極移動(dòng),X是電子流出的一極,X是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),Y是正極,發(fā)生還原反應(yīng),電解質(zhì)溶液是KOH溶液,氧氣得到電子生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-。8.D解析Na為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),A錯(cuò)誤;碳納米管為正極,CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng),B錯(cuò)誤;電子由負(fù)極金屬鈉經(jīng)導(dǎo)線流向正極碳納米管,C錯(cuò)誤;該電池為原電池,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D正確。9.C解析Pt電極a通入氨氣生成氮?dú)?說(shuō)明氨氣被氧化,為原電池負(fù)極,則Pt電極b為正極,氧氣得電子被還原,發(fā)生還原反應(yīng),A正確;a極為負(fù)極,則溶液中的陰離子向負(fù)極a移動(dòng),B正確;電子只能通過(guò)導(dǎo)線傳遞,不能通過(guò)溶液,C錯(cuò)誤;負(fù)極是氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)變成氮?dú)?且OH-向a極移動(dòng)參與反應(yīng),故電極反應(yīng)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(yīng),電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,正極旁邊溶液的pH增大,A、B錯(cuò)誤;由題意可知,乙醇燃料電池中通入乙醇的一極為負(fù)極,堿性條件下,乙醇在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為C2H5OH+16OH--12e-2CO+11H2O,C正確;由電極反應(yīng)式可知,消耗0.2mol乙醇,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2.4mol,D錯(cuò)誤。11.B解析燃料電池中,O2在正極上得到電子被還原產(chǎn)生C,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO22CO,A錯(cuò)誤;電池放電時(shí)CO向負(fù)極移動(dòng),B正確;放電時(shí)電子由負(fù)極沿導(dǎo)線向正極移動(dòng),C錯(cuò)誤;依據(jù)總反應(yīng)方程式2H2+O22H2O可知,當(dāng)有2molH2反應(yīng)(即有2molH2O生成)時(shí)轉(zhuǎn)移4mol電子,則當(dāng)電池生成1molH2O時(shí),轉(zhuǎn)移2mol電子,D錯(cuò)誤。12.B解析依據(jù)電池的總反應(yīng)可知,高鐵電池放電時(shí)必定是鋅在負(fù)極失去電子,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,高鐵酸鉀在正極得到電子,電極反應(yīng)式為Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-。高鐵電池放電時(shí)必定是鋅在負(fù)極失去電子,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,A正確;放電時(shí)正極反應(yīng)為Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,每轉(zhuǎn)移3mol電子,正極有1molK2FeO4被還原,B錯(cuò)誤;充電時(shí)陽(yáng)極Fe(OH)3失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),即反應(yīng)為Fe(OH)3-3e-+5OH-Fe+4H2O,C正確;放電時(shí)正極反應(yīng)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(dòng)性比較強(qiáng)的Al在反應(yīng)中為負(fù)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),活動(dòng)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(yīng),A、B錯(cuò)誤;該電池的電解質(zhì)溶液呈堿性,Mn在正極上發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生MnO2,則正極的電極反應(yīng)式為Mn+2H2O+3e-MnO2+4OH-,C正確;原電池工作時(shí),陽(yáng)離子向負(fù)電荷較多的正極移動(dòng),即K+向正極區(qū)移動(dòng),D錯(cuò)誤。14.答案(1)B(2)①Zn(或鋅)正極②2N+2e-2NH3↑+H2↑③電化學(xué)腐蝕較化學(xué)腐蝕更快,鋅與還原出來(lái)的Cu構(gòu)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(shí)碳棒只起到導(dǎo)電作用,不發(fā)生反應(yīng),A錯(cuò)誤;氫氧燃料電池可將化學(xué)能干脆轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?B正確;鉛蓄電池負(fù)極是Pb,正極是PbO2,C錯(cuò)誤。(2)①負(fù)極失電子,則Zn失電子為負(fù)極,電子由負(fù)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(yīng),則其正極反應(yīng)式為2N+2e-2NH3↑+H2↑。③加快電極腐蝕的緣由為電化學(xué)腐蝕較化學(xué)腐蝕更快,鋅與還原出來(lái)的Cu構(gòu)成銅鋅原電池,而加快鋅的腐蝕;題目中a和d項(xiàng)除去雜質(zhì)離子還會(huì)消耗ZnCl2,c項(xiàng)會(huì)引入新雜質(zhì),所以應(yīng)選Zn,可以將Cu2+置換為單質(zhì)而除去。(3)①由于電解質(zhì)是酸,正極得電子的是氧氣,電極反