課后-6.1.3設計原電池、化學電源一人教2019必修第二冊

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一、單選題

1.如圖是某化學課外活動小組設計的用化學電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列有關該裝

置的說法正確的是

養(yǎng)一LEMF

鋅片銅片

A.銅為負極，其附近的溶液變藍，溶液中有CM+產(chǎn)生

B.如果將稀硫酸換成檸檬汁，LED燈將不會發(fā)光

C.如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向將發(fā)生改變

D.其能量轉化的形式主要是化學能一電能一光能

2.利用下列化學反應能設計成原電池的是

A.CH4+2O2=CO2+2H,OB.CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2T+H,0

C.Na,O+H2O=2NaOHD.A12O3+2NaOH=2NaA102+H2O

3.下列說法正確的是

A.銀氫電池、鋰電池和堿性鋅鐳干電池都是二次電池

B.燃料電池是一種高效但是會污染環(huán)境的新型電池

C.化學電池的反應基礎是氧化還原反應

D.鉛蓄電池放電的時候正極材料是Pb,負極材料是PbCh

4.干電池模擬實驗裝置如圖。下列說法不正確的是

A.碳棒作正極，鋅片作負極

B.電流方向從碳棒流向鋅片，電子則相反

試卷第1頁，共6頁

C.NH4cl是電解質，在鋅片逐漸消耗過程中MnC>2不斷被還原

D.該電池是二次電池，該廢舊電池中鋅可回收

5.最近，科學家研發(fā)了“全氫電池”，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

/SaOII?SaCIChlHlMh'

rI

A.右邊吸附層中發(fā)生了還原反應

B.負極的電極反應是H2-2e-+2OH-=2H2。

C.電池的總反應是2H2+02=2叢0

D.電解質溶液中Na+向右移動，C10；向左移動

6.某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質溶液。下列說法正確的是

A.電子由Zn電極流出，經(jīng)KOH溶液流向正極

B.正極反應式為2FeO；-+l，?H'=Fe2O3+5H2O

C.該電池放電過程中電解質溶液濃度不變

D.電池工作時0H-向負極遷移

7.燃料電池是燃料（如CO、出、CH4等）跟氧氣（或空氣）起反應將化學能轉變?yōu)殡娔艿?/p>

裝置，若電解質溶液是強堿溶液，下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是（）

A.負極反應式：O2+2H2O+4e=4OH-

B.負極反應式：CH4+8OH--8e-=CO2+6H2O

C.隨著放電的進行，溶液的氫氧根濃度不變

D.放電時溶液中的陰離子向負極移動

8.可用于電動汽車的鋁一空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質溶

液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是

A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為：O2+2H2（）+4e-=4OH-

B.以NaOH溶液為電解液時，負極反應為：Al+3OH-3e-=Al（OH）3l

C.以NaOH溶液為電解液時，電池在作過程中電解質溶液的堿性保持不變

D.電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極

9.鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來源豐富、成本低等特點。一般

試卷第2頁，共6頁

研究的鎂燃料電池可分為鎂空氣燃料電池、鎂海水燃料電池、鎂過氧化氫燃料電池和鎂

次氯酸鹽燃料電池。其中鎂次氯酸鹽燃料電池的工作原理如圖所示，下列有關說法不正

確的是

CIOtH：O

A.鎂燃料電池中鎂均為負極，發(fā)生氧化反應

B.鎂次氯酸鹽燃料電池的總反應式為：Mg+ClO-+H2O-Mg(OH)2+Cr

+

C.鎂過氧化氫燃料電池，酸性電解質中正極反應式為：H2O,+2H+2e-=2H2O

D.鎂次氯酸鹽燃料電池放電過程中OH移向正極

二、填空題

10.(1)有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，兩人均用鎂片和

鋁片作電極,但甲同學將電極放入的H2s。4溶液中，乙同學將電極放入Imol-L-1

的NaOH溶液中，如圖所示。

①寫出甲中負極的電極反應式：o

②乙中負極反應式為，總反應的離子方程式為。

(2)將用導線相連的兩個伯電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入CO和。2,則發(fā)

生了原電池反應，該原電池中的負極反應式為;正極反應式為。

三、單選題

11.下面是幾種常見的化學電源示意圖，有關說法不正確的是

試卷第3頁，共6頁

干電池示意圖鉛蓄電池示意圖氫氧燃料電池示意圖

A.上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池

B.干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞

C.鉛蓄電池在工作中，負極每消耗1mol鉛，則硫酸溶液中就轉移2moi電子

D.氫氧燃料電池是一種具有廣闊應用前景的綠色電源

12.如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動吹氣流量偵測與控制的功能,

非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測，下列說法不正確的是

A.該電池的負極反應式為:CH3cH2OH+3H2。-12e-=2CO2T+12H+

B.該電池的正極反應式為:O2+4e-+4H+：=2H2O

C.電流由。2所在的伯電極經(jīng)外電路流向另一電極

D.微處理器通過檢測電流大小而計算出被測氣體中酒精的含量

13.固體氧化物燃料電池是以固體氧化錦-氧化鈕為電解質，這種固體電解質在高溫下

允許。2-在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極

反應。下列判斷正確的是

多孔電極a

固體電*的

電fltb

①多孔電極a為負極

②a極對應的電極反應式為O2+2H2O+4e=4OH-

2

③b極的電極反應式為H2-2e+O==H2O

試卷第4頁，共6頁

④該電池的總反應式為2H2+O2旦2H2。

A.①②B.②④C.②③D.③④

14.“神舟7號”宇宙飛船的能量部分來自太陽能電池，另外內部還配有高效的MCPC型

燃料電池，該電池可同時供應電和水蒸氣，所用燃料為氫氣，電解質為熔融的碳酸鉀,

已知該電池的總反應為2H2+。2==2比0,負極反應為H2+CO；-2e-==CO2T+H2。，則

下列推斷中，正確的是

A.電池工作時，CO：向負極移動

B.電池放電時，外電路電子由通氧氣的正極流向通氫氣的負極

C.正極的電極反應：4OH--4e=O2t+2H2O

D.通氧氣的電極為正極，發(fā)生氧化反應

四、填空題

15.填空。

(1)如圖為氫氧燃料電池的構造示意圖，根據(jù)電子運動方向，可知氧氣從口通

(2)某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質，兩極上發(fā)生的電極反應分別為

A極：2H2+202--4.2比0

2

B極：O2+4e=2O-

則A極是電池的極；電子從該極(填“流入”或“流出”)。

(3)若將(1)中燃料電池改為甲烷一空氣燃料電池，該電池工作時，負極反應式為

電池總反應式為o

16.Li—SOCb電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解質溶液

試卷第5頁，共6頁

是LiAI。一SOCb。電池的總反應可表示為4Li+2soe12==4LiCl+S+SO2b請回答

下列問題：

(1)電池的負極材料為，發(fā)生的電極反應為。

(2)電池正極發(fā)生的電極反應為o

(3)S0Cb易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCb，有Na2s和NaCl生成。如果

把少量水滴到SOCb中，實驗現(xiàn)象是，反應的化學方程式為。

(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是。

試卷第6頁，共6頁

參考答案：

1.D

【分析】鋅比銅活潑，稀硫酸作電解質溶液時，Cu-Zn形成原電池：鋅為負極，發(fā)生氧化反

應；銅為正極，發(fā)生還原反應生成氫氣；外電路中電流方向為Cu-LED燈-Zn,以此解答

該題。

【詳解】A.Cu-Zn稀硫酸原電池中，Zn為負極，Cu片為正極，銅片上2H++2彳％3故A

錯誤；

B.檸檬汁呈弱酸性，如果將稀硫酸換成檸檬汁，則與Cu-Zn仍然形成原電池，LED燈將微

弱發(fā)光，故B錯誤；

C.Cu-Zn稀硫酸原電池中，電流方向由Cu片流向Zn片，如果將鋅片換成鐵片，則Fe作

負極，Cu仍為正極，電流方向由Cu片流向Fe片，即電流方向不變,，故C錯誤；

D.原電池的能量變化為化學能一電能，LED燈工作時能量變化為電能一光能，所以電路中

能量轉化的形式主要是“化學能一電能一光能”，故D正確；

故答案選D。

2.A

【分析】能設計成原電池的反應，必須是不需提供高溫、催化劑等條件，且為放熱的氧化還

原反應。

【詳解】A.（3也+202=<202+2凡0為甲烷的燃燒反應，屬于氧化還原反應，A符合題意

B.CaCC>3+2HCI=CaC12+CO2T+凡0為非氧化還原反應，B不符合題意；

C.NazO+H2c>=2NaOH為非氧化還原反應，C不符合題意；

D.ALO3+2NaOH=2NaAK）2+H2O為非氧化還原反應，D不符合題意；

故選A。

3.C

【詳解】A.銀氫電池、鋰離子電池為二次電池，堿性鋅鋪干電池為一次電池，故A錯誤；

B.燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、乙醇燃料電池等，產(chǎn)物多為CO?、比。等,

不污染環(huán)境，故B錯誤；

C.化學電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，有電子的轉移，實質為氧化還原反應，故C正

確；

D.鉛蓄電池放電的時候，Pb被氧化，為原電池的負極，PbC>2被還原，為原電池的正極，

答案第1頁，共6頁

故D錯誤；

故答案為C。

4.D

【詳解】A.鋅是活潑金屬，則鋅片作負極，碳棒作正極，A正確；

B.原電池中電子從負極沿導線流向正極，電流從正極流向負極，電流從碳棒流到鋅片上,

B正確；

C.以糊狀NH4cl作電解質，其中加入MnC)2氧化吸收H2,故在鋅片逐漸消耗過程中MnO?

不斷被還原，C正確；

D.該電池是一次性電池，該廢舊電池中鋅可回收，D錯誤；

答案選D。

5.C

【分析】由電子的流動方向可以得知左邊為負極，發(fā)生氧化反應；右邊為正極，發(fā)生還原反

應。

【詳解】由電子的流動方向可以得知左邊為負極，發(fā)生氧化反應右邊為正極，發(fā)生還原反

應，故選項A、B正確；電池的總反應沒有。2參與，總反應方程式不存在氧氣，故C選項

不正確；在原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，故D選項正確。答案選C。

A.右邊吸附層中發(fā)生了還原反應，A正確；

B.氫氣在負極上發(fā)生氧化反應，電解質中有強堿，故負極的電極反應是H2-2e-+2OH-

=2H2O,B正確；

C.沒有氧氣參與反應，C不正確；

D.電解質溶液中Na+向右邊的正極移動，CIO；向左邊的負極移動，D正確。

綜上所述，本題選不正確的，故選C。

6.D

【詳解】A.電子由電源的負極經(jīng)導線流向正極，所以電子從鋅極經(jīng)導線流向K2FeO4極，A

錯誤；

B.KOH溶液為電解溶質溶液，則正極電極反應式為：2FeO；+8H2O+6e-=Fe(OH)3+10OH-,

B錯誤；

C.該電池放電過程中電解質溶液濃度減小，C錯誤；

D.電池工作時陰離子向負極移動，所以OH-向負極遷移，D正確；

答案第2頁，共6頁

答案選D。

7.D

【分析】甲烷在負極失電子，發(fā)生氧化反應，結合電解質溶液、得失電子守恒、電荷守恒、

2

原子守恒可寫出負極反應為：CH4+10OH--8e=CO3-+7H2O；氧氣在正極得電子，發(fā)生還原

反應，結合電解質溶液、得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可寫出正極反應為：

2

O2+2H2O+4e=4OH-；總反應為：CH4+2O2+2OH-=CO3-+3H2O,據(jù)此解答。

2

【詳解】A.由分析可知，負極反應為：CH4+10OH-8e-=CO3-+7H2O,A錯誤；

2

B.由分析可知，負極反應為：CH4+10OH--8e=CO3-+7H2O,B錯誤；

2

C.總反應為：CH4+2O2+2OH-=CO3-+3H2O,故隨著放電的進行，溶液的氫氧根濃度減小,

C錯誤；

D.放電時，陰離子向負極移動，D正確。

答案選D。

【點睛】燃料電池中，燃料在負極失電子，發(fā)生氧化反應，氧氣在正極得電子，發(fā)生還原反

應。

8.A

【詳解】A.電解質溶液顯堿性或中性，發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，

電極反應式為O2+2H2O+4e=4OH,故A正確；

B.以NaOH溶液為電解液時，A1易失電子作負極，且鋁失去電子后變?yōu)殇X離子，在氫氧化

鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過量的堿反應生成偏鋁酸根，因此負極反應為AI+4OH-3e-=AIO；

+2H2O,故B錯誤；

C.以NaOH溶液為電解液時，電池反應式為4A1+4OH-+3O2=4A1O；+2H2。，氫氧根離子參

加反應且生成水，所以溶液的pH降低，電解質溶液的堿性減小，故C錯誤；

D.放電時，電子從負極A1沿導線流向正極，故D錯誤；

綜上所述答案為A?

9.D

【分析】由圖可知，裝置為鎂一次氯酸鹽燃料電池，屬于原電池，上部分為鎂，為電池負極，

下部分為次氯酸鹽，為電池正極，溶液為堿性，據(jù)此解答。

【詳解】A.鎂燃料電池中鎂均為負極，Mg失電子發(fā)生氧化反應，A正確；

B.由圖可知，次氯酸根離子得電子生成氯離子和氫氧根離子，Mg失電子生成氫氧化鎂，

答案第3頁，共6頁

故電池總反應為：Mg+C10+H20=Mg(0H)21+Cl-,故B正確；

C.鎂過氧化氫燃料電池，過氧化氫在正極得電子，電極反應式為：H2O2+2H++2e-=2H2O,

故C正確：

D.放電時，氫氧根離子向負極移動，故D錯誤；

故選D。

2+

10.(1)Mg-2e-=MgAl-3e+4OH=A1O2+2H2O2A1+2OH+2H2O=2AIO-

+3H2T

(2)2CO-4e+8OH=2CO；'+4H2OO2+4e+2H2O=4OH-

【詳解】(1)①甲中Mg、Al都可以與H2sO4反應，但Mg的活動性比Al強，所以Mg作

負極，負極的電極反應式為Mg—2ei=Mg2+；

②乙中Al可以和NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應，所以A1作負極，負極反應式為Al-3e-+

4OH-=A1O2+2比0,總反應的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2A1O2+3H2T?

(2)該原電池中O2得電子，則。2在正極反應，正極反應式為Oz+4e-+2H2。=40丁，CO

在負極反應，負極反應式為2co+8OH--4e-=2CO+4H2。。

II.C

【詳解】A.干電池是一次性電池，鉛蓄電池是可充電電池屬于二次電池，氫氧燃料電池屬

于燃料電池，A選項正確；

B.在干電池中，Zn作負極，被氧化，因此長時間使用后，鋅筒被破壞，B選項正確；

C.鉛蓄電池工作過程中，負極每消耗1mol鉛，外電路轉移2moi電子，硫酸溶液中不能

轉移電子，C選項錯誤；

D.氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內，且工作的最終產(chǎn)物是水，故

氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源，D選項正確；

答案選C。

12.A

【詳解】A.由圖示可知，呼氣時進去的是CH3cH20H出來的是CH3coOH,負極的電極反

應式為CH3CH2OH-4e-+H2O==CH3COOH+4H+,A錯誤：

B.氧氣由正極通入，酸性條件下生成H2O,B正確；

C.電流由正極流向負極，C正確；

答案第4頁，共6頁

D,酒精含量高，轉移的電子數(shù)多，電流大，D正確。

答案選A。

13.D

【詳解】①圖中電子由多孔電極b通過導線流向多孔電極a,多孔電極b為負極，多孔電極

a為正極，①錯誤；②a極對應的電極反應式為O2+4e=2O2-,②錯誤；③b極的電極反應

式為H2-2e-+O2=H2O,③正確；④根據(jù)正負極得失電子相等，將正負極電極反應式相加，

該電池的總反應式為2H,+0,WW2H,0,④正確；正確的是③④，答案選D。

點睛：本題考查氫氧燃料電池的工作原理。需要注意電極反應式的書寫與電解質的關系，氫

氧燃料電池在不同電解質的電極反應式：

負極電極反應式正極電極反應式

++

酸性電解質H2-2e=2HO2+4e+4H=2H2O

堿性電解質H2-2e4-2OH-=2H2OO2+4e+2H2O=4OH-

22

熔融氧化物H2-2e-+O-=H2OO2+4e-=2O-

22

熔融碳酸鹽H2-2e-+CO3=H2O+CO2O2+4e-+2CO2=2CO3-

14.A

【詳解】A.電池放電時，電解質中陰離子向負極移動、陽離子向正極移動，所以C0；向負

極移動，故A項正確；

B.原電池放電時，電子從負極沿導線流向正極，即電子從通入氫氣的負極沿導線流向通入

氧氣的正極，故B項錯誤；

C.正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子，電極反應式為O2+2CO2+4e-=2CO；,

故C項錯誤；

D.燃料電池中，通入燃料的電極是負極，通入氧化劑的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還

原反應，所以該燃料電池中，通入氫氣的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，正極上得電

子發(fā)生還原反應，故D項錯誤；

故答案為A。

15.(1)b負

(2)負流出