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高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 化学电源练习
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 化学电源练习，共9页。
1．碱性锌锰电池
(1)构造：
(2)组成：
正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH。
(3)工作原理：
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
2．银锌电池
(1)构造：
(2)组成：
负极：Zn；正极：Ag2O；电解质：KOH。
(3)工作原理：
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
教材整理2 二次电池(以铅蓄电池为例)
1．构造
2．组成
负极：Pb；正极：PbO2；电解质：H2SO4溶液。
3．工作原理
(1)放电过程：
负极：Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)；
正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋2e－===
PbSO4(s)＋2H2O(l)
总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
(2)充电过程：
阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)；
阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)；
总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。
(3)铅蓄电池的充、放电过程：
Pb＋PbO2＋2H2SO4eq \(,\s\up9(放电),\s\d7(充电))2PbSO4＋2H2O
[认知升华]
1．二次电池在充电时，正、负电极上发生的反应正好与放电时阴、阳电极上发生的反应相反，因而充电时，二次电池的正极应与充电电源的正极相连接，电池的负极应与充电电源的负极相连接。
2．充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。
[基础·初探]
教材整理 氢氧燃料电池
1．构造
2．电池总反应：2H2＋O2===2H2O。
3．氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式
[认知升华]
电极反应式的书写
1．根据装置图书写电极反应式
(1)确定原电池的正负极及放电的物质。
首先根据题目给定的图示装置特点，结合原电池正负极的判断方法，确定原电池的正负极及放电的物质。
(2)书写电极反应式。
①负极反应：
规律：活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H＋(或其他氧化产物)，注意：生成的物质是否与电解质溶液发生反应。
②正极反应：
规律：阳离子得电子生成单质或氧气得电子生成O2－。
(3)写出电池总反应方程式。
结合电子守恒将正负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。
2．根据电池总反应式，写电极反应式
第一步：找出还原剂和氧化剂，确定负极、正极放电的物质。
第二步：利用电荷守恒写出电极反应式，注意电极上生成的新物质是否与电解质溶液发生反应，如O2－在酸性溶液中生成H2O，在碱性或中性条件下生成OH－；＋4价碳在酸性条件下生成CO2，在碱性溶液中以COeq \\al(2－,3)形式存在。
第三步：验证，将两个半反应相加，得总反应式。总反应式减去一个反应式得到另一个反应式。
[题组·冲关]
题组1 一次电池的工作原理
1．人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池，其电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根据反应式判断氧化银是( )
A．负极 被氧化 B．正极 被还原 C．负极 被还原 D．正极 被氧化
2．在碱性锌锰干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。下列关于该电池的电极反应，正确的是( )
A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋
C．正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnOOH
D．正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
3．LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应式为_________________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为____________________________________。
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________，反应的化学方程式为_______________________。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是______________________________。
题组2 二次电池的工作原理
4．一种充电电池放电时的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－。当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A．H2O的还原 B．NiO(OH)的还原 C．H2的氧化 D．Ni(OH)2的氧化
5．关于铅蓄电池的说法中正确的是( )
A．在放电时，正极发生的反应是：Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)===PbSO4(s)＋2e－
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)
题组3 燃料电池
6．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( ）
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
7．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )
A．该装置将化学能转化为光能和电能
B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移
C．每生成1 ml O2，有44 g CO2被还原
D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O
8．利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
C．电极A极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
D．当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 ml
9．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是( )
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．电池的总反应是2C4H10＋13O2eq \(=====,\s\up9(点燃))8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O
10．H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应为：2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－632 kJ·ml－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是( )
A．电极a为电池的正极
B．电极b上发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．电路中每通过4 ml电子，电池内部释放632 kJ热能
D．每17 g H2S参与反应，有1 ml H＋经质子膜进入正极区
学业分层测评
[学业达标]
1．下列电池工作时，O2在正极放电的是( )
2．MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是( )
A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
C．不能被KCl 溶液激活 D．可用于海上应急照明供电
3．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－===Li＋
C．放电时正极的反应：MnOeq \\al(－,2)＋e－===MnO2 D．电池放电时，产生高锰酸根离子
4．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(s)，下列说法错误的是( )
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnOOH(s)＋2OH－(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2 ml电子，锌的质量理论上减小6.5 g
5．硼氢化钠(NaBH4)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极a为正极，b为负极
B．放电时，Na＋从b极区移向a极区
C．电极b上发生的电极反应为：H2O2＋2e－===2OH－
D．每生成1 ml BOeq \\al(－,2)转移6 ml电子
6．氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水，经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。当得到1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为( )
A．1.8 ml B．3.6 ml C．100 ml D．200 ml
7．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2COeq \\al(2－,3)＋12H2O,7H2O＋eq \f(7,2)O2＋14e－===14OH－。有关此电池的推断正确的是( )
A．通氧气的电极为负极
B．参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变
D．电解质溶液中COeq \\al(2－,3)向正极移动
8．LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe有关该电池的下列说法中，正确的是( )
A．LiAl在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1
B．该电池的总反应式为2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
9．甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H＋)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O。下列叙述中不正确的是 ( )
A．负极的反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋
B．电池的总反应式是2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C．电池工作时，H＋由正极移向负极
D．电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入
10．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。
根据上述反应式，完成下列题目。
(1)判断下列叙述中正确的是________。
A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式：_________________________________________。
(3)使用时，负极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH________，电解质溶液的pH________。
11．铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质为稀硫酸，工作(放电)时该电池的总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。试根据上述情况判断：
(1)铅蓄电池的负极材料是________。
(2)工作时，正极反应为__________________________________________。
(3)工作时，电解质溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。
(5)电流方向从________极流向________极。
12．(1)今有2H2＋O2KOH,2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是______，电极反应式分别为__________________、______________________________。
(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式分别为_________、_________________________。
(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？ ___________________________________________________________________。
(3)如把H2改为甲烷、KOH作导电物质，则电极反应式为：___________、_____________。
13．科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．通入N2的电极发生的电极反应式为：N2 ＋ 6e－ ＋8H＋===2NHeq \\al(＋,4)
B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸
C．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极
D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl
14．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( )
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应式为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 ml 氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4/6 L
15．MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
16．酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：
溶解度/(g/100 g水)
回答下列问题： 【导学号：51182037】
(1)该电池的正极反应式为________________________________________，
电池反应的离子方程式为________________________________________。
(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________g。(已知F＝96 500 C·ml－1)
(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过________分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、________和________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为________，其原理是________。一 次 电 池、二 次 电 池
燃 料 电 池
介质
负极反应式
正极反应式
酸性
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
中性
2H2－4e－===4H＋
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
碱性
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
A.锌锰电池
B.氢燃料电池
C.铅蓄电池
D.镍镉电池
温度/℃
化合物
0
20
40
60
80
100
NH4Cl
29.3
37.2
45.8
55.3
65.6
77.3
ZnCl2
343
395
452
488
541
614
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10－17
10－17
10－39
1．碱性锌锰电池
(1)构造：
(2)组成：
正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH。
(3)工作原理：
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
2．银锌电池
(1)构造：
(2)组成：
负极：Zn；正极：Ag2O；电解质：KOH。
(3)工作原理：
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
教材整理2 二次电池(以铅蓄电池为例)
1．构造
2．组成
负极：Pb；正极：PbO2；电解质：H2SO4溶液。
3．工作原理
(1)放电过程：
负极：Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)；
正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋2e－===
PbSO4(s)＋2H2O(l)
总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
(2)充电过程：
阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)；
阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)；
总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。
(3)铅蓄电池的充、放电过程：
Pb＋PbO2＋2H2SO4eq \(,\s\up9(放电),\s\d7(充电))2PbSO4＋2H2O
[认知升华]
1．二次电池在充电时，正、负电极上发生的反应正好与放电时阴、阳电极上发生的反应相反，因而充电时，二次电池的正极应与充电电源的正极相连接，电池的负极应与充电电源的负极相连接。
2．充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。
[基础·初探]
教材整理 氢氧燃料电池
1．构造
2．电池总反应：2H2＋O2===2H2O。
3．氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式
[认知升华]
电极反应式的书写
1．根据装置图书写电极反应式
(1)确定原电池的正负极及放电的物质。
首先根据题目给定的图示装置特点，结合原电池正负极的判断方法，确定原电池的正负极及放电的物质。
(2)书写电极反应式。
①负极反应：
规律：活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H＋(或其他氧化产物)，注意：生成的物质是否与电解质溶液发生反应。
②正极反应：
规律：阳离子得电子生成单质或氧气得电子生成O2－。
(3)写出电池总反应方程式。
结合电子守恒将正负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。
2．根据电池总反应式，写电极反应式
第一步：找出还原剂和氧化剂，确定负极、正极放电的物质。
第二步：利用电荷守恒写出电极反应式，注意电极上生成的新物质是否与电解质溶液发生反应，如O2－在酸性溶液中生成H2O，在碱性或中性条件下生成OH－；＋4价碳在酸性条件下生成CO2，在碱性溶液中以COeq \\al(2－,3)形式存在。
第三步：验证，将两个半反应相加，得总反应式。总反应式减去一个反应式得到另一个反应式。
[题组·冲关]
题组1 一次电池的工作原理
1．人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池，其电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根据反应式判断氧化银是( )
A．负极 被氧化 B．正极 被还原 C．负极 被还原 D．正极 被氧化
2．在碱性锌锰干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。下列关于该电池的电极反应，正确的是( )
A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋
C．正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnOOH
D．正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
3．LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应式为_________________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为____________________________________。
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________，反应的化学方程式为_______________________。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是______________________________。
题组2 二次电池的工作原理
4．一种充电电池放电时的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－。当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A．H2O的还原 B．NiO(OH)的还原 C．H2的氧化 D．Ni(OH)2的氧化
5．关于铅蓄电池的说法中正确的是( )
A．在放电时，正极发生的反应是：Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)===PbSO4(s)＋2e－
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)
题组3 燃料电池
6．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( ）
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
7．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )
A．该装置将化学能转化为光能和电能
B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移
C．每生成1 ml O2，有44 g CO2被还原
D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O
8．利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
C．电极A极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
D．当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 ml
9．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是( )
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．电池的总反应是2C4H10＋13O2eq \(=====,\s\up9(点燃))8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O
10．H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应为：2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－632 kJ·ml－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是( )
A．电极a为电池的正极
B．电极b上发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．电路中每通过4 ml电子，电池内部释放632 kJ热能
D．每17 g H2S参与反应，有1 ml H＋经质子膜进入正极区
学业分层测评
[学业达标]
1．下列电池工作时，O2在正极放电的是( )
2．MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是( )
A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
C．不能被KCl 溶液激活 D．可用于海上应急照明供电
3．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－===Li＋
C．放电时正极的反应：MnOeq \\al(－,2)＋e－===MnO2 D．电池放电时，产生高锰酸根离子
4．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(s)，下列说法错误的是( )
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnOOH(s)＋2OH－(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2 ml电子，锌的质量理论上减小6.5 g
5．硼氢化钠(NaBH4)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极a为正极，b为负极
B．放电时，Na＋从b极区移向a极区
C．电极b上发生的电极反应为：H2O2＋2e－===2OH－
D．每生成1 ml BOeq \\al(－,2)转移6 ml电子
6．氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水，经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。当得到1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为( )
A．1.8 ml B．3.6 ml C．100 ml D．200 ml
7．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2COeq \\al(2－,3)＋12H2O,7H2O＋eq \f(7,2)O2＋14e－===14OH－。有关此电池的推断正确的是( )
A．通氧气的电极为负极
B．参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变
D．电解质溶液中COeq \\al(2－,3)向正极移动
8．LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe有关该电池的下列说法中，正确的是( )
A．LiAl在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1
B．该电池的总反应式为2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
9．甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H＋)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O。下列叙述中不正确的是 ( )
A．负极的反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋
B．电池的总反应式是2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C．电池工作时，H＋由正极移向负极
D．电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入
10．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。
根据上述反应式，完成下列题目。
(1)判断下列叙述中正确的是________。
A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式：_________________________________________。
(3)使用时，负极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH________，电解质溶液的pH________。
11．铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质为稀硫酸，工作(放电)时该电池的总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。试根据上述情况判断：
(1)铅蓄电池的负极材料是________。
(2)工作时，正极反应为__________________________________________。
(3)工作时，电解质溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。
(5)电流方向从________极流向________极。
12．(1)今有2H2＋O2KOH,2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是______，电极反应式分别为__________________、______________________________。
(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式分别为_________、_________________________。
(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？ ___________________________________________________________________。
(3)如把H2改为甲烷、KOH作导电物质，则电极反应式为：___________、_____________。
13．科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．通入N2的电极发生的电极反应式为：N2 ＋ 6e－ ＋8H＋===2NHeq \\al(＋,4)
B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸
C．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极
D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl
14．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( )
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应式为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 ml 氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4/6 L
15．MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
16．酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：
溶解度/(g/100 g水)
回答下列问题： 【导学号：51182037】
(1)该电池的正极反应式为________________________________________，
电池反应的离子方程式为________________________________________。
(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________g。(已知F＝96 500 C·ml－1)
(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过________分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、________和________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为________，其原理是________。一 次 电 池、二 次 电 池
燃 料 电 池
介质
负极反应式
正极反应式
酸性
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
中性
2H2－4e－===4H＋
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
碱性
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
A.锌锰电池
B.氢燃料电池
C.铅蓄电池
D.镍镉电池
温度/℃
化合物
0
20
40
60
80
100
NH4Cl
29.3
37.2
45.8
55.3
65.6
77.3
ZnCl2
343
395
452
488
541
614
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10－17
10－17
10－39
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