高中化學(xué)：6-1-3 化學(xué)電源（解析版）

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化

第3課時(shí)化學(xué)電源

一.選擇題

1.下列說(shuō)法中正確的是()

①燃料電池的反應(yīng)物可不儲(chǔ)存在電池的內(nèi)部

②鋅鎰干電池是一次電池，鉛酸蓄電池是二次電池

③鋰電池是新一代可充電電池

④燃料電池作為汽車驅(qū)動(dòng)能源已研發(fā)成功

A.②③④B.①②③④C.①②③D.①③④

B①燃料電池的反應(yīng)物可不儲(chǔ)存在電池的內(nèi)部，可以從外部提供,正確;②鋅錦干電池是一次電池，鉛酸蓄電

池可充放電，是二次電池，正確;③鋰電池是新一代可充電電池,正確;④我國(guó)己成功研制出燃料電池和超級(jí)電容

混合動(dòng)力有軌電車,正確。

2.下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是()

A.手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池

B.鉛酸蓄電池是可充電電池，電池的正極材料為PbO2

C.燃料電池是一種高效且對(duì)環(huán)境友好的新型電池

D.銅鋅原電池工作時(shí)，電子從銅電極沿外電路流向鋅電極

［答案］D

|解析］手機(jī)上用的鋰離子電池既能放電又能充電，屬于二次電池,A正確;鉛酸蓄電池屬于可充電電池，電池的

正極材料為PbCh.B正確;燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高，且產(chǎn)物不污染環(huán)境，所以是一種高效且對(duì)環(huán)境友好的新型

電池,C正確;銅鋅原電池工作時(shí)，電子從鋅電極沿外電路流向銅電極,D錯(cuò)誤。

3.銀鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛的應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行:Cd+2NiO(OH)+2H2O

放電

?A

充電Cd(OH)2+2Ni(OH)2；由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是()

A.CdB.Ni(OH)2

C.Cd(OH)2D.NiO(OH)

［答案］A

戶甩

I解析I從總反應(yīng)Cd+2NiO(OH)+2H9嘉Cd(OH)2+2Ni(OH)2可以看出，放電時(shí),Cd由0價(jià)升高到+2價(jià),Ni由

+3價(jià)降低到+2價(jià)，所以負(fù)極材料是Cd,故選Ao

4.固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鑄-氧化鈕為電解質(zhì)，

這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(。2一)在其間通過(guò)。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均

不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是()

A.有。2放電的a極為電池的負(fù)極

B.。2-移向電池的正極

C.b極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為2H2—4b+2。2--2出。

D.a極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OFF

［答案］C

［解析］在該燃料電池中，有放電的a極為原電池的正極，A錯(cuò)誤；在該燃料電池中，O?一移向電池的負(fù)極，

B錯(cuò)誤；在該燃料電池中，有H2放電的b極為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2-4e-+2C>2-=2H2O,C正

確；a極是正極，氧氣在正極得電子，則對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2+4e-=2C)2-,D錯(cuò)誤。

5.電子計(jì)算機(jī)所用紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應(yīng)式：Zn+20H

-

-2e=ZnO+H2O；Ag2O+H20+2e-=2Ag+20H-?下列判斷正確的是()

A.鋅為正極，Ag2O為負(fù)極

B.鋅為負(fù)極，Ag20為正極

C.該電池工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能

D.該電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液的pH增大

［答案］B

I解析|根據(jù)化合價(jià)變化可知Zn被氧化，應(yīng)為電池的負(fù)極，則正極為Ag2。，故A錯(cuò)誤，B正確；原電池是

--

將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故C錯(cuò)誤：原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：Zn+20H-2e=ZnO+H20,

Ofc濃度減小，溶液的pH減小，故D錯(cuò)誤。

6.魚雷是一種水中兵器。它可從艦艇、飛機(jī)上發(fā)射，它發(fā)射后可自己控制航行方向和深度，遇到艦船，只

要一接觸就可以爆炸。用于攻擊敵方水面艦船和潛艇，也可以用于封鎖港口和狹窄水道。魚雷采用Al-Ag20

動(dòng)力電池，以溶有氫氧化鉀的流動(dòng)海水為電解液，電池反應(yīng)為2Al+3Ag2O+2KOH==6Ag+2KAiO2+H2O,

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.AgzO為電池的正極

B.A1在電池反應(yīng)中被氧化

C.電子由Ag2。極經(jīng)外電路流向A1極

D.溶液中的OFT向A1極遷移

［答案］C

|解析|A項(xiàng)，根據(jù)原電池工作原理，化合價(jià)升高，失電子的作負(fù)極，即鋁單質(zhì)作負(fù)極，則Ag2。作電池的正

極，正確；B項(xiàng)，根據(jù)電池總反應(yīng)，鋁的化合價(jià)升高，被氧化，正確；C項(xiàng)，根據(jù)原電池工作原理，外電路

電子從負(fù)極流向正極，由鋁流向氧化銀，錯(cuò)誤：D項(xiàng)，根據(jù)原電池工作原理，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移

向負(fù)極，即0K移向A1極，正確。

7.等質(zhì)量并且均過(guò)量的兩份鋅粉a和b（粉末表面積可視為相同），分別加入等體積等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸

中，同時(shí)向a中加入少量硫酸銅，下列表示產(chǎn)生H2的體積（V）與時(shí)間⑺的關(guān)系正確的是（）

［答案］A

［解析］等質(zhì)量并且均過(guò)量的兩份鋅粉a和b,分別加入等體積等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸中，同時(shí)向a中加入

少量的CuSO4,發(fā)生的反應(yīng)為Zn+Cu2+=Zn2++Cu,形成銅-稀硫酸-鋅原電池，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)用時(shí)：

a<b;由于鋅粉過(guò)量，故硫酸反應(yīng)完全，生成氫氣的體積：a=b,A項(xiàng)正確。

8.把A、B、C、D四塊金屬片浸入稀硫酸中，分別用導(dǎo)線兩兩相連可以組成原電池。A、B相連時(shí)A為負(fù)

極；C、D相連時(shí)，電流由D-C；A、C相連時(shí)，C極上產(chǎn)生大量氣泡；B、D相連時(shí)，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。

這四種金屬的活動(dòng)性順序是（）

A.A>B>C>DB.A>C>D>B

C.C>A>B>DD.A>B>D>C

【解析】選B。原電池中較活潑的金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。A、

B相連時(shí)A為負(fù)極，說(shuō)明A比B活潑，C、D相連時(shí)，電流由D-C,D為正極，C為負(fù)極，說(shuō)明C比D

活潑，A、C相連時(shí)，C極上產(chǎn)生大量氣泡，A為負(fù)極，C為正極，故A比C活潑；B、D相連時(shí)，D極發(fā)

生氧化反應(yīng)，D為負(fù)極，B為正極，說(shuō)明D比B活潑，故這四種金屬的活動(dòng)性順序是A>OD>B0

9.如圖所示,兩電極一極為碳棒，一極為鐵片。若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則

以下敘述正確的是（）

A.a為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸

B.b為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液

C.a為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸

D.b為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液

【解析】選C,兩電極一極為碳棒，一極為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成,說(shuō)

明該裝置構(gòu)成了原電池，其中a極為正極，b極為負(fù)極。a極為碳棒，b極為鐵片，燒杯中的溶液為硫酸，

若為硫酸銅溶液，則a極會(huì)析出銅而不會(huì)產(chǎn)生氣泡，故只有C正確。

10.某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

FeCb溶液

A.該電池的總反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+

B.Fe極為電池的負(fù)極

c.電子從C極經(jīng)導(dǎo)線流向Fe極

D.Fe'*在C極表面被還原

【解析】選C。根據(jù)原電池原理，F(xiàn)e為負(fù)極，負(fù)極上Fe失去電子生成Fe?+,

C極為正極，正極上Fe?+得電子，被還原，生成Fe2+,電池反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+,原電池中電子由

負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流入正極，故C錯(cuò)誤。

11.一種鋰水電池以鋰和鋼板為電極，LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電，總反應(yīng)為2Li+

2H2O=2LiOH+H2T,下列有關(guān)該電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.鋰極為負(fù)極

B.0H-移向正極

C.氏為正極產(chǎn)物

D.電子由鋰經(jīng)導(dǎo)線流向鋼板

【解析】選B。由方程式可知，Li失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，則鋼板作正極，A項(xiàng)正確；負(fù)極上

的電極方程式為L(zhǎng)i-e-+0H-=LiOH,可知OH-移向負(fù)極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；正極上的電極方程式為2H.0+

2e-=2OH-+H2f,可知?dú)錃鉃檎龢O產(chǎn)物，C項(xiàng)正確；電子會(huì)從負(fù)極流向正極，即電子由鋰經(jīng)導(dǎo)線流向鋼

板，D項(xiàng)正確。

12.一種以稀硫酸為電解質(zhì)溶液的鋼（V）蓄電池裝置如圖所示，a、b為惰性電極。該電池放電時(shí)（）

交換膜（只允許H+通過(guò)）

A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.a為電池的正極

c.H+由a極移向b極

D.b的電極反應(yīng)式：V3++e-=V2+

【解析】選瓦鋼（V）蓄電池放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A錯(cuò)誤；從放電

時(shí)外電路中電子的定向移動(dòng)方向可知，電子從負(fù)極流出，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線、電流表，流入正極，因此a為電池的

正極，b為電池的負(fù)極，B正確；內(nèi)電路中，帶正電的陽(yáng)離子移向正極，帶負(fù)電的陰離子移向負(fù)極，因此氫

離子從負(fù)極移向正極，即從b極移向a極，C錯(cuò)誤；放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，元素的化合

價(jià)升高，則b極上反應(yīng)式為V2+-e-=V3+,D錯(cuò)誤。

二.非選擇題

13.（1）科研人員設(shè)想用如圖所示裝置生產(chǎn)硫酸。

S02—.Ili—02

a[]?

H2O-=F；

50%H2sol建軍津=

H2s°，露.Hz。

（只允許H+通過(guò)）

①上述生產(chǎn)硫酸的總反應(yīng)式為,b極是（填“正”或"負(fù)”）極，b極反應(yīng)為

,a極發(fā)生___________（填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”）。

②生產(chǎn)過(guò)程中H+向（填“a”或"b”）極區(qū)域移動(dòng)。

（2）將兩個(gè)箱電極插入氫氧化鉀溶液中，向兩極分別通入甲烷和氧氣，可構(gòu)成甲烷燃料電池，其反應(yīng)為CH4

+2O2+2OH=COF+3H2OO通入甲烷的一極的電極反應(yīng)式為.

電池在放電過(guò)程中溶液的pH將（填“下降”“上升”或“不變”）。

[解析1（1）①根據(jù)題圖裝置可知，總反應(yīng)為二氧化硫與聿.氣和水反應(yīng)生成硫酸：2so2+O2+

2H2O=2H2so4,b極為原電池的正極，電極反應(yīng)為。2+4b+4H+=2H2。，a極為負(fù)極，失電子，被氧化，

發(fā)生氧化反應(yīng)。②原電池工作時(shí)，內(nèi)電路中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則H+向b極區(qū)域移動(dòng)。（2）甲烷燃料電池中

甲烷為電池的負(fù)極，甲烷失去電子與溶液中的OPT反應(yīng)生成C03和HzO,電極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-

=COJ+7H2O,放電過(guò)程中c（OJT）減小，pH下降。

+

[答案1⑴①2so2+Ch+2H2O=2H2sCh正O2+4e+4H=2H2O氧化反應(yīng)②b（2）CH4+IOOH

-

--8e=COr+7H2O下降

14.鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeC13可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取?/p>

(1)寫出FeCL溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：

(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反

應(yīng)式。

正極反應(yīng)式：.

負(fù)極反應(yīng)式：.

3+2+2+2+3+

【解析】依據(jù)反應(yīng)：2Fe+Cu=：2Fe+Cu0氧化反應(yīng)為Cu-2e-=Cu,還原反應(yīng)為2Fe+2e-

=2Fe2+,則設(shè)計(jì)思路明確：

2Fe3++Cu-2Fe^+Cir+

aA

電解質(zhì)溶液負(fù)極

原電池組成為Cu是負(fù)極，正極材料選用比銅不活潑的粕或?qū)щ姷姆墙饘偃缡?，電解質(zhì)溶液選用FeCb

溶液。

答案：(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

(2)

(負(fù)極)Cy

C(或Pt)(正極)

)FeCb溶液

2Fe3++2e'=2Fe2+

Cu-2e-=Cu2+

I方法規(guī)律I設(shè)計(jì)原電池的步驟

已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池需要四步：

(1)定：確定一個(gè)能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。

(2)拆：將氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，分別作為負(fù)極和正極的電極反應(yīng)。

(3)找：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的還原劑和氧化劑確定原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液，正極一般選擇比負(fù)極穩(wěn)

定的金屬或能導(dǎo)電的非金屬。

(4)畫：連接電路形成閉合回路，畫出原電池示意圖。

14.根據(jù)圖1、圖2、圖3及題中信息，回答下列問(wèn)題:

e"

(1)圖1是鋅鎰干電池基本構(gòu)造圖,該電池的負(fù)極材料是；工作時(shí)NH；在正極放電產(chǎn)生兩種氣體，其中

一種氣體分子是含10e-的微粒,正極的電極反應(yīng)式是;電路中每通過(guò)0.2mol

e:負(fù)極質(zhì)量減少o

(2)圖2是利用廢舊鋅鋅干電池內(nèi)的黑色糊狀物分離得到黑色殘?jiān)麺nCh的流程圖。該流程中溶解和過(guò)濾操

作均要使用到的玻璃儀器有

(3)圖3是探究MnCh在制02過(guò)程中的作用的實(shí)驗(yàn)裝置圖，利用該裝置完成下表中實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二，實(shí)驗(yàn)過(guò)程

中有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和所得數(shù)據(jù)如下表(已知:兩次實(shí)驗(yàn)氣體的體積在相同條件下測(cè)定;H2O2溶液由分液漏斗滴入

到圓底燒瓶)。

序號(hào)燒瓶中的物質(zhì)實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)論

a.充分反應(yīng)后未見黑色固體物質(zhì)減少

實(shí)驗(yàn)一足量MnO2①

b.收集到112mL氣體

C.充分反應(yīng)后黑色粉末部分溶解

實(shí)驗(yàn)二足量MnO2和稀硫酸②

d.收集到