第2课时化学电源 课后·训练提升 基础巩固 1.下列关于化学电源的叙述错误的是()。 A.普通锌锰电池中石墨棒为正极 B.铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板是负极板 C.氢氧燃料电池的正极是通入氧气的电极 D.碱性锌锰电池的比能量和储存时间比普通锌锰电池高 答案B 解析：铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板为正极板，Pb板为负极板，B项错误。 2茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我 国科技工作者研制出以铝合金、Pt-F合金网为电极材料的海水电池。在这种电 池中()。 ①铝合金是阴极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应 A.②③ B.②④ c.①② D.①④ 答案：A 解析：海水电池，电极名称为正极和负极，相对活泼的铝合金作负极，发生氧化反应」 海水是电解液。 3.环境友好型铝碘电池己研制成功，电解质溶液为AⅡ3溶液，已知电池总反应为 2A+3I2一2AIⅡ3。下列说法不正确的是()。 A.该电池负极的电极反应为A1-3e一A13 B.该电池的正极材料不能是镁 C.消耗相同质量金属，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多 D.该电池的正极材料是碘 答案D 解析：由总反应式知A项正确：由镁比铝活泼及镁也能与I2反应知B项正确：转移 1ol电子消耗锂、铝的质量分别为7g、9g,C项正确：碘不是导体，故不能作电 极材料，D项错误。 4.锂电池是新一代高能电池，目前己研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式 为L+MnO2一LiMnO2。下列说法中正确的是()。 A.Li是正极，MnO2是负极
第 2 课时 化学电源 课后· 基础巩固 1.下列关于化学电源的叙述错误的是( )。 A.普通锌锰电池中石墨棒为正极 B.铅蓄电池中覆盖着 PbO2 的电极板是负极板 C.氢氧燃料电池的正极是通入氧气的电极 D.碱性锌锰电池的比能量和储存时间比普通锌锰电池高 答案:B 解析:铅蓄电池中覆盖着 PbO2 的电极板为正极板,Pb 板为负极板,B 项错误。 2.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我 国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe 合金网为电极材料的海水电池。在这种电 池中( )。 ①铝合金是阴极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应 A.②③ B.②④ C.①② D.①④ 答案:A 解析:海水电池,电极名称为正极和负极,相对活泼的铝合金作负极,发生氧化反应, 海水是电解液。 3.环境友好型铝碘电池已研制成功,电解质溶液为 AlI3 溶液,已知电池总反应为 2Al+3I2 2AlI3。下列说法不正确的是( )。 A.该电池负极的电极反应为 Al-3e- Al3+ B.该电池的正极材料不能是镁 C.消耗相同质量金属,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多 D.该电池的正极材料是碘 答案:D 解析:由总反应式知 A 项正确;由镁比铝活泼及镁也能与 I2 反应知 B 项正确;转移 1 mol 电子消耗锂、铝的质量分别为 7 g、9 g,C 项正确;碘不是导体,故不能作电 极材料,D 项错误。 4.锂电池是新一代高能电池,目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式 为 Li+MnO2 LiMnO2。下列说法中正确的是( )。 A.Li 是正极,MnO2 是负极
B.放电时负极的反应Li-e一L C.电池放电时，正极发生氧化反应 D.电池放电时，产生高锰酸根离子 答案B 解析：根据锂电池的总反应式可知，Li作负极，发生氧化反应生成Lt:MO2作正极， 发生还原反应，生成MnO,而不是高锰酸根离子MnO:,A项、C项、D项错误，B 项正确。 5.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O一2H2O,电解 质溶液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使H2O蒸发。下列叙述正确的是 ()。 A.电池能发出蓝色火焰 B.H2为正极，O2为负极 C.正极反应为O2+2H20+4e一4OH D.正极反应为2H2+4OH-4e一4H20 答案：C 解析：因为是燃料电池，不可能有火焰，A项错误；由电池反应知，H2为负极，O2为正 极，正极反应为O2+2H2O+4一4OH,所以B、D两项错误，C项正确。 6.一种燃料电池中发生的化学反应是：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二 氧化碳，则该电池负极发生的反应是( A.CH3OH+O2-2eH20+CO2+2H* B.O2+4H+4e—2H0 C.CH3OH+H20-6e-CO2+6H+ D.02+2H20+4e=40H 答案：C 解析：燃料电池中燃料在负极上失去电子发生氧化反应。A项，甲醇是燃料，氧气 是助燃性气体，A项反应中既有氧化剂又有还原剂：B项反应为氧气在酸性环境中 得到电子发生的还原反应，是电池正极发生的反应：C项，甲醇作负极失去电子，在 酸性环境中生成二氧化碳和氢离子D项反应为氧气在碱性（或中性）环境中得到 电子发生的还原反应，本题选C。 7.有人设计出利用CH4和O2反应，用铂电极在KOH溶液中构成的原电池。电池 的总反应类似于CH4在O2中燃烧。下列说法中正确的是()。 ①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8mol电子②负极上CH4失去电子，电 极反应式为CH4+10OH-8e一C0?+7H20③负极上是O2获得电子，电极反应 式为O2+2H2O+4e一4OH④电池放电时，溶液pH不断升高 A.①② B.①③
B.放电时负极的反应:Li-e - Li+ C.电池放电时,正极发生氧化反应 D.电池放电时,产生高锰酸根离子 答案:B 解析:根据锂电池的总反应式可知,Li 作负极,发生氧化反应生成 Li+ ;MnO2 作正极, 发生还原反应,生成 MnO2 - 而不是高锰酸根离子 MnO4 - ,A 项、C 项、D 项错误,B 项正确。 5.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反应为 2H2+O2 2H2O,电解 质溶液为 KOH 溶液,反应保持在较高温度,使 H2O 蒸发。下列叙述正确的是 ( )。 A.电池能发出蓝色火焰 B.H2 为正极,O2 为负极 C.正极反应为 O2+2H2O+4e- 4OHD.正极反应为 2H2+4OH- -4e- 4H2O 答案:C 解析:因为是燃料电池,不可能有火焰,A 项错误;由电池反应知,H2 为负极,O2 为正 极,正极反应为 O2+2H2O+4e- 4OH- ,所以 B、D 两项错误,C 项正确。 6.一种燃料电池中发生的化学反应是:在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二 氧化碳,则该电池负极发生的反应是( )。 A.CH3OH+O2-2e- H2O+CO2+2H+ B.O2+4H++4e- 2H2O C.CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+ D.O2+2H2O+4e- 4OH- 答案:C 解析:燃料电池中燃料在负极上失去电子发生氧化反应。A 项,甲醇是燃料,氧气 是助燃性气体,A 项反应中既有氧化剂又有还原剂;B 项反应为氧气在酸性环境中 得到电子发生的还原反应,是电池正极发生的反应;C 项,甲醇作负极失去电子,在 酸性环境中生成二氧化碳和氢离子;D 项反应为氧气在碱性(或中性)环境中得到 电子发生的还原反应,本题选 C。 7.有人设计出利用 CH4 和 O2 反应,用铂电极在 KOH 溶液中构成的原电池。电池 的总反应类似于 CH4 在 O2 中燃烧。下列说法中正确的是( )。 ①每消耗 1 mol CH4 可以向外电路提供 8 mol 电子 ②负极上 CH4 失去电子,电 极反应式为 CH4+10OH- -8e- CO3 2-+7H2O ③负极上是 O2 获得电子,电极反应 式为 O2+2H2O+4e- 4OH- ④电池放电时,溶液 pH 不断升高 A.①② B.①③
C.①④ D.③④ 答案：A 解析：CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，生成的CO2还与KOH 反应生成K2CO3,电极反应式为CH4+10OH-8e一C0+7HO,1 mol CH4参加反 应有8ol电子发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4一4OH。虽然正极产生OH,负极消耗OH,但从总反应 CH4+2O2+2KO一K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH,所以电池放电时溶液的 pH不断下降，故①②正确，③④错误。 8.一种由甲醇、氧气和强碱溶液（作电解质）组成的新型手机电池，可持续使用一 个月，其电池反应为2CH,0H+30+40H莞器2C0好+6H0,则有关说法正确的是 () A.放电时CH3OH参与反应的电极为正极 B.放电时负极的电极反应式为CH3OH+8OH-6e一C0?+6H2O C.标准状况下，通入5.6LO2并完全反应后，有0.5mol电子转移 D放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低 答案B 解析：该原电池负极电极反应式为2CH3OH+16OH-12e一2C0?+12hO,正极反 应式为3O2+6H20+12e一12OH,A、D项错误，B项正确：C项应有1mol电子转 移，C项错误。 9铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理 放电 为Fe3+Cr2+充电Fe2+Cr3+。下列说法一定正确的是( )。 负载 负极 正极 负极 电解质 溶液 FeCl,和FeCl2 选择 CrCl,和CrCl2 溶液+盐酸 性透 )溶液 过膜 A.电池充电时，b极的电极反应式为Cr3+e一Cr2+ B.电池放电时，b极的电极反应式为Fe+-e'一Fe3+ C.电池放电时，C从b极穿过选择性透过膜移向a极 D.电池放电时，电路中每通过0.1mol电子，Fe3+浓度降低0.1 mol-L-I 答案：A 解析：放电时负极b发生氧化反应Cr2+-eCr3+,充电时该电极发生还原反应 Cr3+e一Cr2+,A项正确，B项错误；放电时阴离子向负极b移动，C项错误；电池放
C.①④ D.③④ 答案:A 解析:CH4 在铂电极上发生类似于 CH4 在 O2中燃烧的反应,生成的 CO2还与 KOH 反应生成 K2CO3,电极反应式为 CH4+10OH- -8e- CO3 2-+7H2O,1 molCH4 参加反 应有 8 mol 电子发生转移,O2 在正极上发生反应,获得电子,电极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-。虽然正极产生 OH- ,负极消耗 OH- ,但从总反应 CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O 可看出是消耗 KOH,所以电池放电时溶液的 pH 不断下降,故①②正确,③④错误。 8.一种由甲醇、氧气和强碱溶液(作电解质)组成的新型手机电池,可持续使用一 个月,其电池反应为 2CH3OH+3O2+4OH- 2CO3 2-+6H2O,则有关说法正确的是 ( )。 A.放电时 CH3OH 参与反应的电极为正极 B.放电时负极的电极反应式为 CH3OH+8OH- -6e- CO3 2-+6H2O C.标准状况下,通入 5.6 L O2 并完全反应后,有 0.5 mol 电子转移 D.放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的 pH 降低 答案:B 解析:该原电池负极电极反应式为 2CH3OH+16OH- -12e- 2CO3 2-+12H2O,正极反 应式为 3O2+6H2O+12e- 12OH- ,A、D 项错误,B 项正确;C 项应有 1 mol 电子转 移,C 项错误。 9.铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,工作原理 为 Fe3++Cr2+ Fe2++Cr3+。下列说法一定正确的是( )。 A.电池充电时,b 极的电极反应式为 Cr3++e- Cr2+ B.电池放电时,b 极的电极反应式为 Fe2+ -e - Fe3+ C.电池放电时,Cl-从 b 极穿过选择性透过膜移向 a 极 D.电池放电时,电路中每通过 0.1 mol 电子,Fe3+浓度降低 0.1 mol·L -1 答案:A 解析:放电时负极 b 发生氧化反应 Cr2+ -e - Cr3+ ,充电时该电极发生还原反应 Cr3++e- Cr2+,A 项正确,B 项错误;放电时阴离子向负极 b 移动,C 项错误;电池放
电时，电路中每通过0.1mol电子，Fe3+的物质的量减少0.1mol,不知道溶液体积，无 法得出浓度的变化，D项错误。 10.空间实验室“天宫一号”的供电系统中使用了再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是 一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作 原理示意图，有关说法正确的是( 气体X 气体Y Pt电极 H20 酸性电解质溶液 A.当有0.1mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12LO2 B.b极上发生的电极反应是4H2O+4e'一2H2↑+4OH C.c极上发生还原反应，B中的H+可以通过隔膜进入A D.d极上发生的电极反应是O2+4H+4e一2HO 答案：C 解析：由图可知a为阴极、b为阳极、气体X为H2、气体Y为O2、c为正极、d 为负极。正极、阴极发生还原反应，负极、阳极发生氧化反应，A、B、D项错误； 在原电池中阳离子移向正极，C项正确。 11.铅酸蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为 稀硫酸，该电池工作时发生的总反应为Pb+PbO2+2H2SO.一2PbSO4+2H2O。试回 答下列问题。 (1)铅酸蓄电池的负极材料是 正极反应为 (2)电池工作时，溶液中S0?移向 极。 (3)电池工作时，电解质溶液的pH (填“增大减小”或“不变”)。 (4)若有1mol电子从某电极流出，则参加反应的H2SO4是 mol,负极的质 量变化是 (填“增大”或减小”)g。 答案：(1)P%PbO2+4Ht+S02+2e'一PbS04+2H2O (2)负 (3)增大 (4)1增大48 解析：()蓄电池放电时是原电池。根据电池总反应及原电池原理，负极发生氧化 反应，Pb为负极；正极PbO2发生还原反应，正极反应式为Pb0O2+S0?+4H+2e PbSO4+2H2O。(2)原电池工作时，溶液中阴离子移向负极。(3)从电池总反应可知 H2SO4参加反应，且生成H2O,所以溶液pH增大。(4)根据总反应式，若从负极流出
电时,电路中每通过 0.1 mol 电子,Fe3+的物质的量减少 0.1 mol,不知道溶液体积,无 法得出浓度的变化,D 项错误。 10.空间实验室“天宫一号”的供电系统中使用了再生氢氧燃料电池(RFC),RFC 是 一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为 RFC 工作 原理示意图,有关说法正确的是( )。 A.当有 0.1 mol 电子转移时,a 极产生标准状况下 1.12 L O2 B.b 极上发生的电极反应是 4H2O+4e- 2H2↑+4OHC.c 极上发生还原反应,B 中的 H+可以通过隔膜进入 A D.d 极上发生的电极反应是 O2+4H++4e- 2H2O 答案:C 解析:由图可知 a 为阴极、b 为阳极、气体 X 为 H2、气体 Y 为 O2、c 为正极、d 为负极。正极、阴极发生还原反应,负极、阳极发生氧化反应,A、B、D 项错误; 在原电池中阳离子移向正极,C 项正确。 11.铅酸蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是 Pb 和 PbO2,电解质溶液为 稀硫酸,该电池工作时发生的总反应为 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。试回 答下列问题。 (1)铅酸蓄电池的负极材料是 , 正极反应为 。 (2)电池工作时, 溶液中 SO4 2-移向 极。 (3)电池工作时,电解质溶液的 pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)若有 1 mol 电子从某电极流出,则参加反应的 H2SO4 是 mol,负极的质 量变化是 (填“增大”或“减小”) g。 答案:(1)Pb PbO2+4H++SO4 2-+2e- PbSO4+2H2O (2)负 (3)增大 (4)1 增大 48 解析:(1)蓄电池放电时是原电池。根据电池总反应及原电池原理,负极发生氧化 反应,Pb 为负极;正极 PbO2 发生还原反应,正极反应式为 PbO2+SO4 2-+4H++2ePbSO4+2H2O。(2)原电池工作时,溶液中阴离子移向负极。(3)从电池总反应可知 H2SO4 参加反应,且生成 H2O,所以溶液 pH 增大。(4)根据总反应式,若从负极流出
1mol电子，参加反应的H2S04是1mol,负极有0.5 mol Pb转化为PbSO4,负极增 大质量即为0.5molS0?的质量，即48g。 拓展提高 1镍氢电池是一种可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池 放电 的总反应式是H2+NiO(OH充电N(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述正确的是 () A.电池放电时，电池负极周围溶液的碱性增强 B.电池放电时，镍元素被氧化 C.电池放电时，氢元素被还原 D.电池放电时，氢气是负极反应物 答案D 解析：充电电池在放电时是一个电源（原电池），发生原电池反应，在这个反应方程式 中从左到右是放电，根据发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极，所以D 正确，B、C错误；而H2作为电池的负极发生的反应是H2+2OH-2一2H2O,溶液 中应该是OH浓度减小，所以A错误。 2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气 为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H。下列对该燃料电池的描述中 正确的是()。 ①正极反应为O2+4H+4e'一2H2O ②负极反应为2H2-4e一4H ③总的化学反应为2H+0,点燃2H20 ④氢离子通过电解质溶液向正极移动 A.①②③ B.②④ C.①②④D.①③ 答案：C 解析：燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的，故③错误。因为导电离子是 H+,且向正极移动，所以正极反应为O2+4H+4e一2H2O。 3.下面是四种燃料电池工作原理示意图，其中正极反应生成水的是()
1 mol 电子,参加反应的 H2SO4 是 1 mol,负极有 0.5 mol Pb 转化为 PbSO4,负极增 大质量即为 0.5 mol SO4 2-的质量,即 48 g。 拓展提高 1.镍氢电池是一种可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池 的总反应式是1 2 H2+NiO(OH) Ni(OH)2。根据此反应式判断,下列叙述正确的是 ( )。 A.电池放电时,电池负极周围溶液的碱性增强 B.电池放电时,镍元素被氧化 C.电池放电时,氢元素被还原 D.电池放电时,氢气是负极反应物 答案:D 解析:充电电池在放电时是一个电源(原电池),发生原电池反应,在这个反应方程式 中从左到右是放电,根据发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极,所以 D 正确,B、C 错误;而 H2 作为电池的负极发生的反应是 H2+2OH- -2e- 2H2O,溶液 中应该是 OH-浓度减小,所以 A 错误。 2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气 为燃料,空气为氧化剂,铂作催化剂,导电离子是 H+。下列对该燃料电池的描述中 正确的是( )。 ①正极反应为 O2+4H++4e- 2H2O ②负极反应为 2H2-4e- 4H+ ③总的化学反应为 2H2+O2 2H2O ④氢离子通过电解质溶液向正极移动 A.①②③ B.②④ C.①②④ D.①③ 答案:C 解析:燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的,故③错误。因为导电离子是 H+ ,且向正极移动,所以正极反应为 O2+4H++4e- 2H2O。 3.下面是四种燃料电池工作原理示意图,其中正极反应生成水的是( )