人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化第3课时课时训练

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化第3课时课时训练，共9页。试卷主要包含了下列电池不属于二次电池的是，氯铝电池是一种新型的燃料电池等内容，欢迎下载使用。


题组一 一次电池、二次电池
1．下列电池不属于二次电池(可充电电池)的是( )
2．镍-镉(Ni-Cd)可充电电池的总反应为Cd(OH)2＋2Ni(OH)2eq \(,\s\up7(充电),\s\d5(放电))Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，放电时该电池的负极材料是( )
A．Cd B．NiO(OH)
C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)2
3．(2023·四川眉山高一校联考期中)普通锌锰干电池的结构如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作为电极，中央插一根石墨棒，石墨棒顶端加一铜帽。在石墨棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn＋2NHeq \\al(＋,4)＋2MnO2===[Zn(NH3)2]2＋＋2MnO(OH)。下列关于锌锰干电池的说法正确的是( )
A．当该电池电压逐渐下降后，能重新充电复原
B．电池负极反应为2MnO2＋2NHeq \\al(＋,4)＋2e－===2NH3＋2MnO(OH)
C．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极
D．外电路中每通过0.1 ml 电子，锌的质量理论上减少6.5 g
4.汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列说法正确的是( )
A．负极反应式：Pb－2e－＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4
B．电池放电时，溶液的酸性增强
C．PbO2得电子，被氧化
D．PbO2是电池的负极
5．锂-空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A．放电时，Li＋由B极向A极移动
B．放电时电池反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH
C．B电极反应中每转移2 ml电子，消耗11.2 L的O2
D．电解液a可以是饱和食盐水
题组二 燃料电池
6．(2022·青岛高一检测)目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法错误的是( )
A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B．燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应
C．在此循环中发生了反应：2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑
D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
7.某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述错误的是( )
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极发生的电极反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．电池总反应为2H2＋O2===2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
8．(2023·长沙高一期末)新型微生物电池可应用于酸性有机废水(含C6H6O)的处理，其放电时的工作原理如图所示，其中交换膜为质子交换膜。下列说法正确的是( )
A．N极为电池的负极
B．工作时，氢离子从N极移向M极
C．N极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．标准状况下，N极消耗22.4 L O2，M极产生CO2的体积为22.4 L
9．(2022·宁波咸祥中学高一期末)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。该电池工作时，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．石墨电极附近溶液的碱性增强
D．溶液中Cl－向正极移动
10．(2023·吉林高一期中)化学电源在日常生活和高科技领域中有广泛应用，下列说法错误的是( )
A．甲：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
B．乙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
C．丙：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
D．丁：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H＋浓度增加
11．(2023·孝感高一检测)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．Pt电极上发生的是氧化反应
B．外电路中，电子从Pt电极流向NiO电极
C．NiO电极上的电极反应式为NO＋O2－－2e－===NO2
D．O2的电极反应产物是H2O
12.(2022·贵州黔东南高一期中)Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其原理示意图如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法正确的是( )
A．Li为电池的正极，发生氧化反应
B．电流由Li经负载，流向FeS2极
C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－
D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好
13．(2023·河北邯郸高一期中)化学电源在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)图中，正极电极反应式：________________；电子流向：________(填“Zn”或“Cu”，下同)极经导线流入________极。
(2)铅酸蓄电池是常见的二次电池，其工作原理如图所示。放电时总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，负极电极反应式为Pb－2e－＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4。
①写出放电时正极的电极反应式：__________________________________________________。
②铅酸蓄电池放电一段时间，当转移2 ml电子时，正极质量将增大________g。
(3)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。
已知：①电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。
②阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。
比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，则Mg、Al、Zn分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为________，该电池正极的电极反应式为________，若为Mg-空气电池，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
14．氯铝电池是一种新型的燃料电池。电解质溶液是KOH溶液。试回答下列问题：
(1)通入Cl2(g)的电极是________(填“正”或“负”)极。
(2)投入Al(s)的电极是________(填“正”或“负”)极，负极电极反应式为________________
_______________________________________________________________________________。
(3)外电路电子从________(填“Al”或“Cl2”)极流向________(填“正”或“负”)极。
(4)每消耗8.1 g Al(s)，电路中通过的电子数目为________NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
15．(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))3Zn(OH)2 ＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题：
①高铁电池的负极材料是________。
②放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为FeOeq \\al(2－,4)＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，则负极反应式为________________________________。
③放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)锂锰电池的结构示意图如图，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。
①外电路的电流方向是由________(填“a”或“b”，下同)极流向________极。
②正极是__________，其电极反应式为______________________________________________。
③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(填“是”或“否”)；原因是_________
_______________________________________________________________________________。
第3课时 化学电池
1．A 2.A 3.C 4.A 5.B 6.C 7.B
8．C [由图可知，O2→H2O发生还原反应，则N极为电池的正极，A错误；N极是正极，阳离子移向正极，则H＋从M极移向N极，B错误；N极发生还原反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C正确；电池总反应式为C6H6O＋7O2eq \(―――→,\s\up7(一定条件))6CO2＋3H2O，则消耗
1 ml O2时，M极产生eq \f(6,7) ml CO2，在标准状况下的体积为eq \f(6,7) ml×22.4 L·ml－1＝19.2 L，D错误。]
9．C [分析可知，Mg电极为电池的负极，A错误；H2O2通入的电极为正极，正极上H2O2得电子发生还原反应，B错误；石墨电极的反应为H2O2＋2e－===2OH－，生成OH－，溶液的碱性增强，C正确；电解质溶液中的阴离子向负极移动，故Cl－向负极移动，D错误。]
10．D [甲为纽扣电池，正极Ag2O得电子发生还原反应，电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，故A正确；乙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故B正确；丙为氢氧燃料电池，放电过程中不断生成水，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故C正确；丁中Zn为负极，Cu为正极，原电池工作时Zn2＋向Cu电极方向移动，硫酸中氢离子得电子生成氢气，故溶液中H＋浓度减小，故D错误。]
11．C [由离子的定向移动可知NiO电极为原电池的负极， Pt电极为原电池的正极，发生还原反应，A错误；NiO电极为原电池的负极，外电路中，电子从NiO电极流向Pt电极，B错误；NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为NO＋O2－－
2e－===NO2，C正确；Pt电极为原电池的正极，O2的电极反应产物是O2－，D错误。]
12．C [分析可知，Li为电池负极，发生氧化反应，A错误；电流应从正极流出，B错误；FeS2为正极，正极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－，C正确；将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，Li和水发生氧化还原反应生成氢气，所以不能将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，D错误。]
13．(1)2H＋＋2e－===H2↑ Zn Cu
(2)①PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4＋2H2O
②64 (3)Al>Mg>Zn O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 阳离子
14．(1)正 (2)负 Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－
(3)Al 正 (4)0.9
解析 由题给信息可知，Cl2得电子在正极发生还原反应，Al失电子在负极发生氧化反应，所以通入Cl2(g)的电极是正极，投入Al(s)的电极是负极，其电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－；电子由负极(Al)经外电路流向正极。8.1 g Al(s)的物质的量为eq \f(8.1 g,27 g·ml－1)＝
0.3 ml，1 ml Al反应转移3 ml电子，0.3 ml Al反应在电路中通过的电子数为0.9NA。
15．(1)①Zn ②还原 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
③正 (2)①b a ②MnO2 Li＋＋e－＋MnO2===LiMnO2 ③否 电极Li是活泼金属，能与水反应
解析 (1)高铁电池放电时为原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。总反应式减去正极反应式得负极反应式，正极生成OH－，故正极附近溶液碱性增强。(2)由题干知，Li＋转移到MnO2晶格中生成LiMnO2，故正极反应式为Li＋＋e－＋MnO2===LiMnO2。①该电池中Li失去电子生成Li＋，所以Li作电池的负极，则a是负极，b是正极，所以外电路中的电流方向由正极流向负极，即从b极流向a极。③不能用水代替电池中的混合有机溶剂，因为Li是活泼金属，能与水反应。