第12讲 化学电池（教师版）-高一化学同步讲义（人教版必修第二册）

第12讲第12讲化学电池知识导航知识导航知识精讲知识精讲一、一次电池（锌锰干电池）常见的锌锰干电池的构造如图所示。其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。在使用过程中，电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。总反应Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++2MnO(OH)+2NH负极Zn﹣2e-=Zn2+正极2MnO2+2NH4++2e-=2MnO(OH)+2NH二、二次电池有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环，这种充电电池属于二次电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。1.铅酸蓄电池工作原理Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O放电总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O负极正极【答案】Pb+SO42-﹣2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO2.锂离子电池以钻酸锂-石墨锂电池为例：工作原理Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C放电总反应Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C负极正极【答案】LiC6﹣xe-6C+xLi+Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2三、燃料电池燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。1．氢氧燃料电池电解质H2SO4溶液KOH溶液总反应2H2+O2=2H2O负极反应式正极反应式【答案】2H2-4e-=4H+2H2+4OH--4e-=4H2OO2+4H++4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2．甲烷燃料电池甲烷电池H2SO4作电解质KOH作电解质负极反应式正极反应式总反应式【答案】CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2+8H++8e-=4H2O2O2+8e-+4H2O=8OH-CH4+2O2=CO2+2H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H经典例题经典例题题型一：化学电池的分类及特点【变1】下列化学电池属于高效、环境友好电池的是A．镍镉电池 B．锌锰电池C．铅蓄电池 D．氢氧燃料电池【答案】D【详解】A．镍镉电池中含有镍镉重金属，对环境有污染，故A错误；B．锌锰电池中含有锌、锰元素，对环境有污染，故B错误；C．铅蓄电池中含有铅重金属，对环境有污染，故C错误；D．氢氧燃料电池最终生成水，水对环境无污染，故D正确；故选：D。题型二：一次电池【变2】碱性锌锰电池的总反应为：。下列关于该电池的说法中正确的是A．Zn为负极，为正极B．工作时KOH没有发挥作用C．工作时电子由经外电路流向ZnD．Zn发生还原反应，发生氧化反应【答案】A【解析】【分析】由电池总反应可知，锌为碱性锌锰电池的负极，碱性条件下锌做负极失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2，二氧化锰是电池的正极，在水分子作用下，二氧化锰做正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢氧根离子，电极反应式为MnO2+e—+H2O=MnO（OH）+OH—。【详解】A．由分析可知，锌为碱性锌锰电池的负极，二氧化锰是电池的正极，故A正确；B．碱性锌锰电池的电解质为氢氧化钾，电池工作时，电离出的离子向两极移动构成闭合回路，同时氢氧根离子还参与电极反应，故B错误；C．由分析可知，锌为碱性锌锰电池的负极，二氧化锰是电池的正极，电池工作时，电子由锌经外电路流向二氧化锰，故C错误；D．由分析可知，碱性条件下锌做负极失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，在水分子作用下，二氧化锰做正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢氧根离子，故D错误；故选A。【例4】锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。下列说法错误的是A．电极a为电池的负极B．外电路的电流方向是由电极b流向电极aC．电极b上的反应式为：MnO2＋e-＋Li＋=LiMnO2D．可用水代替电池中的混合有机溶剂【答案】D【详解】A．电池工作时，锂失电子发生氧化反应，电极a为电池的负极，故A正确；B．a是负极、b是正极，外电路的电流方向是由电极b流向电极a，故B正确；C．电池工作时，b是正极，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，电极b上的反应式为：MnO2＋e-＋Li＋=LiMnO2，故C正确；D．锂能与水反应，所以不能用水代替电池中的混合有机溶剂，故D错误；选D。题型三：二次电池【变5】目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示，根据图示回答下列问题：(1)铅蓄电池的负极是___________，铅蓄电池的正极是___________。(2)铅蓄电池的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，则负极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，由___________生成___________；正极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，由___________生成___________。(3)电解质溶液是H2SO4，那么在铅蓄电池中H＋向___________(填“正”或“负”)极移动，向___________(填“正”或“负”)极移动。【答案】

Pb

PbO2

氧化

Pb

PbSO4

还原

PbO2

PbSO4

正

负【解析】【分析】从铅蓄电池的总反应式Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O可以看出，Pb失电子，则Pb作负极；PbO2得电子生成PbSO4，则PbO2作正极。【详解】(1)由总反应式可以看出，铅蓄电池的负极是Pb，铅蓄电池的正极是PbO2。答案为：Pb；PbO2；(2)铅蓄电池的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，则负极Pb生成PbSO4，失电子发生氧化反应，由Pb生成PbSO4；正极PbO2生成PbSO4，得电子发生还原反应，由PbO2生成PbSO4。答案为：氧化；Pb；PbSO4；还原；PbO2；PbSO4；(3)铅蓄电池属于原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电解质溶液是H2SO4，那么在铅蓄电池中H＋向正极移动，向负极移动。答案为：正；负。【变6】锂/氟化碳电池稳定性很高。电解质溶液为的乙二醇二甲醚()溶液，总反应为，放电产物沉积在正极，工作原理如图所示：下列说法正确的是A．外电路电子由b流向aB．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解质溶液可用的乙醇溶液代替D．正极的电极反应式为【答案】D【分析】电解质为LiClO4的乙二醇二甲醚溶液，总反应为xLi+CFx═xLiF+C，负极为Li，负极上Li失电子生成Li+，正极为CFx，正极反应为CFx+xe-+xLi+═xLiF+C，据此分析解答。【详解】A．由上述分析可知，负极为Li，电子由负极流向正极，即a流向b，故A错误；B．Li+通过离子交换膜在正极上形成LiF，所以交换膜为阳离子交换膜，故B错误；C．Li是活泼金属能与乙醇反应，所以不能乙醇溶液代替，故C错误；D．由分析可知，正极的电极反应为：，故D正确。答案选D。题型四：燃料电池【变7】燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是A．O2在b电极上发生氧化反应B．电解质溶液中OH-向正极移动C．该装置实现了电能到化学能的转化D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源【答案】D【解析】【详解】A．O2在b电极上得到电子发生还原反应，A错误；B．该燃料电池工作时，电解质溶液中OH-向正电荷较多的负极移动，B错误；C．该装置通过两个电极分别发生氧化反应、还原反应，实现了化学能到电能的转化，C错误；D．氢氧燃料电池反应产物水不会对环境造成污染，且水又是生产燃料H2的原料，比H2直接燃烧能量利用率大大提高，因此是一种具有应用前景的绿色电源，D正确；故合理选项是D。【例8】用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图：(1)电极c的电极反应式为_______。(2)若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为_______。【答案】(1)CH4﹣8e﹣+2H2O=CO2+8H+(2)11.2L【解析】【分析】(1)c电极电子流出、d电极电子流入，则d电极是正极、电极c是负极，甲烷在负极发生氧化反应生成CO2，其电极反应式为CH4﹣8e﹣+2H2O=CO2+8H+，故答案为：CH4﹣8e﹣+2H2O=CO2+8H+；(2)d电极是正极，正极反应式为2O2+8H++8e﹣=4H2O，n(O2)=n(e﹣)=0.25×2mol=0.5mol，则标准状况下的体积V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案为：11.2L。题型五：化学电池的工作原理【例9】下列四个常用电化学装置的叙述错误的是

A．图I所示电池中，电子从锌片流出B．图II所示干电池中石墨作负极C．图III所示电池为二次电池D．图IV所示电池中正极反应为：【答案】B【详解】A．原电池工作时，电子从负极流出，图I所示电池中，锌为负极，则电子从锌片流出，A正确；B．图II所示干电池中石墨作正极、锌作负极，B错误；C．铅蓄电池对外供电时，铅作负极、二氧化铅作正极，当充电时，铅作阴极，二氧化铅作阳极，可反复使用，故图III所示电池为二次电池，C正确；D．图IV所示电池为氢氧燃料电池，其中，氧气在正极得到电子发生还原反应，正极反应为：，D正确；答案选B。【变9】下列有关装置的说法正确的是A．装置I中为原电池的负极B．装置IV工作时，电子由锌通过导线流向碳棒C．装置III可构成原电池D．装置II为一次电池【答案】B【详解】A．Al能够与NaOH溶液反应，而Mg不能反应，所以装置I中为原电池的正极，Al为原电池的负极，A错误；B．由于电极活动性Zn比C强，所以Zn为负极，碳棒为正极，故装置IV工作时，电子由负极锌通过导线流向正极碳棒，B正确；C．装置III中2个电极都是Zn，没有活动性不同的电极，因此不可构成原电池，C错误；D．装置II可充电，为电解池；也可放电，为原电池，故装置II电池为二次电池，D错误；故合理选项是B。【变10】电化学在生产生活中都具有重要的作用和意义。(1)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl①该电池的负极反应式为___________；②在电池中，Na+不断移动到“水”电池的___________极(填“正”或“负”)；③外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是___________；(2)中国科学院应用化学研究所在二甲醚(CH3OCH3)燃料电池技术方面获得新突破。二甲醚燃料电池的工作原理如图所示。①该电池工作时，b口通入的物质为___________；②该电池负极的电极反应式为___________；③工作一段时间后，当9.2g二甲醚完全反应生成CO2时，有___________个电子转移。【答案】(1)

Ag-e-+Cl-=AgCl

正

2mol(2)

二甲醚(CH3OCH3)

CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+

2.4NA【解析】(1)①由总方程式分析可知：Ag在反应中失电子作原电池的负极，电极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl；②在电池中，阳离子向负电荷较多的正极移动，故Na+移向电池的正极；③根据①可知负极电极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl，故反应中转移4mol电子，消耗4molAg，由总反应方程可知：每生成1mol的Na2Mn5O10，反应转移2mol电子，则现在反应转移4mol电子，因此生成Na2Mn5O10的物质量为2mol；(2)①在原电池反应中阳离子向负电荷较多的正极移动。根据图示可知H+移向右侧电极，说明右侧电极为正极，左侧电极为负极。故该电池工作时。b口通入的物质是燃料二甲醚；②在负极上燃料失去电子发生氧化反应产生CO2、H+，故负极的电极反应式为：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；③9.2g二甲醚的物质的量n(二甲醚)=，根据负极反应式可知：每有1mol二甲醚发生反应，转移12mol电子，则当有9.2g(即有0.2mol)二甲醚发生反应时转移电子的物质的量为n(e-)=0.2mol×12=2.4mol，则反应过程中转移的电子数目为N(e-)=2.4mol×NA/mol=2.4NA。提分特训提分特训【题1】新冠肺炎最明显的症状就是出现发热，体温枪能快速检测人体体温。该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如下图所示)，该电池的总反应式为：。下列关于该电池的说法正确的是A．Ag2O电极作正极，发生氧化反应B．该电池放电时溶液中的K+向Zn电极移动C．电池工作时，电流从Ag2O电极经过隔板流向Zn电极D．该电池的负极反应为：【答案】D【详解】A．根据总反应方程式分析Ag2O化合价降低，得到电子，作原电池正极，发生还原反应，故A错误；B．Zn化合价升高，是原电池负极，Ag2O化合价降低，得到电子，作原电池正极，根据原电池“同性相吸”，得到该电池放电时溶液中的K+向Ag2O电极移动，故B错误；C．电池工作时，电流从Ag2O电极经过外电路流向Zn电极，故C错误；D．根据B分析得到Zn为负极，根据总反应式得到该电池的负极反应为：，故D正确。综上所述，答案为D。【题2】下列图示都是原电池原理在化学电源中的应用。下列有关说法中正确的是A．铅蓄电池在放电时，其负极是铅电极B．氢氧燃料电池中，所在电极发生的反应为C．氢氧燃料电池中，通入的一极为负极D．铅蓄电池放电后，极质量减小【答案】A【详解】A．铅蓄电池在放电时，铅是负极，由铅变成硫酸铅，A正确；B．氢氧燃料电池中，电解质溶液为酸性，所以H2所在电极发生的反应为H2-2e-=2H+，B错误；C．氢氧燃料电池中，通入O2的一极为正极，C错误；D．铅蓄电池放电后，PbO2极变成PbSO4，质量增重，D错误；故选A。【题3】铅酸蓄电池、镍镉碱性电池都是重要的二次电池。已知镍镉碱性电池放电时，正极反应为：，负极反应为：。下列有关说法不正确的是A．铅酸蓄电池放电时，在两个电极上生成B．若用铅酸蓄电池为镍镉碱性电池充电，则电极与Cd电极相连接且两电极附近的pH值均增大C．镍镉碱性电池在充电时的反应为D．放电一段时间后镍镉碱性电池内变大【答案】B【解析】【详解】A．铅酸蓄电池负极电极反应为：Pb+SO-2e-=PbSO4，正极电极反应为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，由此可知，硫酸铅在两个电极上产生，A正确；B．若用铅酸蓄电池为镍镉碱性电池充电，则铅酸蓄电池的电极为正极，应与镍镉碱性电池的正极相连，而不是Cd电极，B错误；C．由题意可知，镍镉碱性电池在放电时的反应为：，则充电时的反应为：，C正确；D．镍镉碱性电池在放电时的反应为：，反应过程中消耗水，使得电解液浓度增大，氢氧根离子浓度变大，D正确；答案选B。【题4】某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见图，下列有关说法错误的是A．H+在固体酸膜中由a极流向b极B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-C．电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2OD．电路中每转移1mol电子，b极消耗16gO2【答案】D【解析】【分析】根据燃料电池中，通入燃料的一极为负极，故通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，反应为H2-2e-═2H+，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，反应为O2+4e-+4H+=2H2O；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H+由a极通过固体酸电解质传递到b极；每转移0.1mol电子，消耗0.05mol的H2，标准状况下的体积为1.12L，据此分析答题。【详解】A．由分析可知，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H+由a极通过固体酸电解质传递到b极，A正确；B．由分析可知，b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-4OH-，B正确；C．由分析可知，负极反应式为H2-2e-═2H+，正极反应式为：O2+2H2O+4e-4OH-，故电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，C正确；D．根据电子守恒可知，电路中每转移1mol电子，b极消耗O2为＝8g，D错误；故答案为：D。【题5】高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列叙述正确的是A．放电时正极附近溶液的pH减小B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2OC．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D．放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2【答案】BD【解析】【分析】根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，高铁酸钠在正极得到电子，电极反应式为FeO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，根据电极反应式可判断电子转移的物质的量与反应物之间的关系，负极上消耗OH-离子，碱性要减弱，以此解答该题。【详解】A．放电时正极附近发生得电子的还原反应，FeO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，生成氢氧根离子，所以碱性增强，故A错误；B．充电时，铁离子失去电子，发生Fe(OH)3转化为FeO42-的反应，电极反应为Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2O，故B正确；C．放电时Zn元素失去电子，正极Fe元素得到电子，转移电子数为1mol×（6-3）=3mol，放电时每转移3

mol电子，正极有1

mol

K2FeO4被还原，故C错误；D．根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，故D正确。答案选BD。【题6】磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C，其原理如图所示，下列说法正确的是A．放电时，石墨电极的电势更高B．充电时，Li+移向磷酸铁锂电极C．充电时，磷酸铁锂电极应与电源正极相连D．放电时，正极反应式为M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M【答案】C【分析】从电池总反应式可以分析出，放电时LiC6变为Li+和6C，Li元素化合价升高被氧化，所以石墨电极是负极，另一侧磷酸铁锂电极为正极，放电过程电解质中Li+向磷酸铁锂电极方向移动；【详解】A．根据分析，石墨电极为负极，故电势更低，描述错误，不符题意；B．根据分析，放电时Li+移向磷酸铁锂电极，而充电时离子移动方向相反，向石墨电极移动，描述错误，不符题意；C．放电时，磷酸铁锂电极是正极，电子流入，充电时，该极需输出电子，故要和电源正极相连，描述正确，符合题意；D．根据电池模型，可以看到，放电时正极电极反应式应是M1-xFexPO4+e-+Li+=LiM1-xFexPO4，描述错误，不符题意；综上，本题选C。【题7】酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据表所示：溶解度/(g/100g水)温度/℃化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为___________。(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn___________g．(已知Q=It，F=96500C/mol)(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。(4)滤渣的主要成分是MnO2、___________和___________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是___________，其原理是___________。【答案】

MnO2＋e-＋H+=MnOOH

0.05g

加热浓缩、冷却结晶

碳粉

MnOOH

在空气中加热

碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2【解析】【分析】【详解】(1)该电池的正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH，电极方程式为MnO2+H++e-=MnOOH，负极锌被氧化生成Zn2+，电池总反应式为2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+，故答案为MnO2+H++e-=MnOOH；(2)电池工作5分钟，通过的电量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通过电子的物质的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/mol＝1.554×10－3mol，则理论消耗Zn的质量是m(Zn)＝1.554×10-3mol/2×65g/mol＝0.05g，故答案为0.05。(3)由于ZnCl2的溶解度受温度影响较大，而NH4Cl的溶解度受温度影响较小，所以可采用加热浓缩、冷却结晶的方法分离氯化锌和氯化铵混合物；故答案为：加热浓缩、冷却结晶；(4)根据废电池糊状填充物中碳粉和MnO2及正极放电产生的MnOOH都不溶于水，可确定滤渣的主要成分；碳粉在足量氧气中燃烧转变为CO2，MnOOH在足量氧气中燃烧转变为MnO2，因此得到较纯的二氧化锰最简便的方法是在足量空气或氧气中燃烧滤渣，故答案为：碳粉；MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2。提分作业提分作业【练1】下列电池工作时能量转化形式与其它三个不同的是A．锌锰碱性电池 B．硅太阳能电池C．铅蓄电池 D．银锌纽扣电池【答案】B【详解】A．锌锰碱性电池是将化学能转化为电能的装置；B．硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置；C．铅蓄电池是将化学能转化为电能的装置；D．银锌纽扣电池是将化学能转化为电能的装置；可见只有选项B中硅太阳能电池能量转化形式与其它选项不同，故合理选项是B。【练2】碱性锌锰干电池的总反应为：。下列关于该电池的说法中正确的是A．Zn为负极，为正极 B．工作时电子由经由外电路流向ZnC．工作时OH-移向正极 D．电池放电过程中，溶液的酸碱性一定不变【答案】A【详解】A．由碱性锌锰电池的总反应可知，正极MnO2得电子被还原，负极是金属锌失电子被氧化，故A正确；B．工作时外电路电子由负极流向正极，即电子由Zn经由外电路流向MnO2，故B错误；C．电池工作时阴离子OH-向负极锌电极移动，故C错误；D．碱性锌锰电池中的电解质为KOH，由碱性锌锰电池的总反应可知，电池放电过程中，KOH物质的量不变，但反应消耗水，溶液OH-浓度增大，则碱性增强，故D错误；答案为A。【练3】下列有关化学电池装置的叙述中，不正确的是图Ⅰ碱性锌锰电池图Ⅱ铅-硫酸蓄电池图Ⅲ原电池图Ⅳ银锌纽扣电池A．图Ⅰ所示电池工作时，锌粉失电子B．图Ⅱ所示电池放电过程中，电解质溶液中的移向极C．图Ⅱ所示装置工作过程中，电解质溶液的质量增大D．图Ⅳ所示电池中，是氧化剂，电池工作过程中被还原为【答案】C【详解】A．碱性锌锰电池中，锌作负极，失电子，发生氧化反应，故A正确；B．原电池中，阳离子向正极移动，铅-硫酸蓄电池中PbO2极为正极，电解质溶液中的H+移向PbO2极，故B正确；C．铜-铁-硫酸铜原电池中铁为负极，溶解，铜为正极，析出铜，电池反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，工作过程中，电解质溶液的质量减小，故C错误；D．银锌纽扣电池中Ag2O为正极，得电子，作氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag，故D正确；故选C。【练4】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法中不正确的是A．工作时，正极上发生反应的物质是Ag2OB．负极发生的反应是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2C．工作时，负极区溶液c(OH-)减小D．溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极移动【答案】D【解析】【分析】【详解】A．Ag2O中Ag化合价降低，发生还原反应，在正极反应，故A正确；B．Zn在负极上失电子，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应为Zn+2OH−−2e−=Zn(OH)2，故B正确；C．负极发生反应Zn+2OH－-2e－=Zn(OH)2，消耗氢氧根离子，因此负极c(OH-)减小，故C正确；D．原电池原理中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，因此放电时，电解质溶液中OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，故D错误；故选D。【练5】氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是A．该电池工作时电能转化为化学能B．该电池中电极a是正极C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD．该电池的总反应：2H2＋O2=2H2O【答案】D【解析】【详解】A．燃料电池是将化学能转化为电能，A项错误；B．a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极，B项错误；C．外电路中电子由负极流向正极，即由电极a通过导线流向电极b，C项错误；D．氢氧燃料电池酸性和碱性条件下生成物都是水，故该电池的总反应：2H2＋O2=2H2O，故D正确；故答案为D。【练6】(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氧气从________口通入(填“a”或“b”)，X极为电池的______(填“正”或“负”)极。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为A极：2H2＋2O2－－4e－=2H2OB极：O2＋4e－=2O2－则A极是电池的______极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。(3)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，电极反应为：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OAg2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag①Zn是_______极，Ag2O发生________反应。②电子由_____极流向_____极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过1mol电子时，负极消耗物质的质量是________g。③在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量_____(填“增大”“减小”或“不变”)。【答案】

b

负

负

流出

负

还原

Zn

Ag2O

32.5

不变【解析】【详解】(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是负极；Y是正极，氧气得电子，氧气应通入正极。(2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。(3)①根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。②发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn极经外电路到Ag2O极，当通过电路1mol时，负极消耗Zn的质量是32.5g。③根据电极反应式，电池中KOH只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的量不变。课后检测(时间：100分钟满分：100分)第Ⅰ卷一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个正确选项)1．2011年3月17日，因日本福岛第一核电站生核辐射泄漏，放射碘可能被附近居民吸入，引发甲状腺疾病或甲状腺癌。我国香港和内地出现抢购碘盐的疯狂热潮，用于防护核辐射，医疗专家提醒：由于碘盐中碘含量相对较低，根本起不到预防放射性碘的作用，不可盲目过量吃碘盐或碘片，否则可能诱发甲状腺毒症、甲状腺技能减退、甲状腺肿等疾病。已知核辐射中放射性碘(碘­131)的核电荷数为53，则下列说法不正确的是()A．碘131I原子核所含中子数是78B．核能的利用证实原子的可分性C．碘127I原子和放射性碘原子131I属于同位素D．碘127I原子和碘131I原子的质子数不同2．有人认为人体就是一架缓慢氧化着的“高级机器”，人体在生命过程中也需要不断地补充“燃料”。按照这种观点，你认为人体通常摄入的下列物质不能看作“燃料”的是()A．淀粉类物质 B．水C．脂肪类物质 D．蛋白质3．下列说法正确的是()A．Li是最活泼的金属，F是最活泼的非金属B．Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2强C．元素周期表中有7个主族，7个副族，1个0族，1个第Ⅷ族，共16纵行D．X2＋的核外电子数目为18，则X在第四周期第ⅡA族4．下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是()5．下图中a、b分别是原电池的两极，接通电路后发现a极板质量增加，b极板溶解，符合这一情况的是()a极板b极板a电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨正极CuCl26.对于ⅥA族元素，下列叙述中不正确的是()A．CO2在常温下是气体，SiO2在常温下是固体B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是＋4和＋27．现在电池的种类非常多，且由电池造成的污染越来越严重，下列电池不会造成环境污染的是()A．锂电池 B．锌锰电池C．氢氧燃料电池 D．镍隔电池8．根据化学反应的实质——旧键的断裂和新键的形成，判断下列变化不属于化学变化的是()A．固态硫S8加热变成S2蒸气B．金刚石在一定条件下转化为石墨C．干冰变成CO2气体D．Na2O转化为Na2O29．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在以下四种情况中处于平衡状态的是()正反应速率逆反应速率Av(A)＝2mol·L－1·min－1v(B)＝2mol·L－1·min－1Bv(A)＝2mol·L－1·min－1v(C)＝2mol·L－1·min－1Cv(A)＝1mol·L－1·min－1v(B)＝2mol·L－1·min－1Dv(A)＝1mol·L－1·min－1v(C)＝1.5mol·L－1·min－110.科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定性的同位素，它的位置在第七周期第ⅣA族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是()A．它的最外层电子数为4B．它的失电子能力比铅强C．它具有＋2、＋4价D．它的最高价氧化物对应的水化物是强酸11．下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的()A．a极是负极B．正极的电极反应是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．电子由b通过灯泡流向aD．氢氧燃料电池是环保电池12．下列变化不需要破坏化学键的是()A．加热氯化铵 B．冰融化成水C．水通电分解 D．氯化氢溶于水13．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述正确的是()A．反应的化学方程式：2MNB．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍14.A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知：B、C两元素原子最外层电子数之和等于A元素最外层电子数的2倍；B、C两元素原子的核电荷数之和是A元素原子序数的4倍。则A、B、C分别是()A．C、Al、P B．N、Si、SC．O、P、Cl D．F、S、Al15．A、B、C为三种短周期元素，A、B在同周期，A、C的最低价离子分别为A2－和C－，B2＋和C－具有相同的电子层结构。下列说法中正确的是()A．原子序数：A＜B＜CB．原子半径：A＞B＞CC．离子半径：A2－＞C－＞B2＋D．原子核外最外层电子数：A＞C＞B16．镁铝合金在碱性溶液中开始反应缓慢，后反应加快，经分析是氧化膜及微电池作用的结果。下列叙述正确的是()A．微电池的负极是MgB．微电池的负极是AlC．铝的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑D．镁的电极反应式为Mg－2e－=Mg2＋第Ⅱ卷二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17．(9分)在元素周期表第三周期中，置换酸中氢能力最强的元素的元素符号为________，化学性质最稳定的元素符号是________，最高价氧化物对应水化物的酸性最强的化合物的化学式是__________，碱性最强的化合物的化学式是__________，显两性的氢氧化物的化学式是__________，该两性氢氧化物与盐酸、氢氧化钠溶液分别反应的离子方程式为______________、______________，原子半径最大的金属元素的名称是________，离子半径最小的离子结构示意图是________。18．(8分)已知以下信息：①1molN2的共价键断裂吸收946kJ的能量；1molH2的共价键断裂吸收436kJ的能量；形成1molNH3中的化学键释放1173kJ的能量。②将一定量的N2和H2投入一密闭容器中，在一定条件下进行反应，测得有关数据如下：N2(mol·L－1)H2(mol·L－1)NH3(mol·L－1)起始时3302s末2.61.80.8根据以上相关数据回答问题：(1)用H2表示该反应2s内的平均反应速率为________(2)______(填“能”或“不能”)确认该反应2s末已达化学平衡状态。(3)写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)氮气和氢气生成氨气的过程______(填“释放”或“吸收”)能量。19．(8分)短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等，请回答下列问题：QRTW(1)T的原子结构示意图为____________(2)元素原子的得电子能力为Q____W(填“＞”或“＜”)。(3)W的单质与其最高价氧化物对应的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是具有漂白性的气体，反应的化学方程式为________________________________________________________________________(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物在二氧化锰催化作用下易分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是________________________________________________________________________(5)将12gQ单质在足量的氧气中燃烧，所得气体通入1L1.5mol·L－1NaOH溶液中，完全吸收后，溶液中大量存在的离子有______________。20．(6分)(1)已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：时间(min)12345氢气体积(mL)30120280350370①反应速率最大的(即0min～1min、1min～2min、2min～3min、3min～4min、4min～5min)时间段为____________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②反应速率最小的时间段为____________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在硫酸溶液中分别加入以下物质以减缓反应速率A．蒸馏水B．更加细小的锌粒C．NaCl溶液你认为他的做法可行的是______(填相应字母)；做法不可行的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。21．(10分)将化合物A的蒸气2mol充入0.5L容器中加热，发生分解反应2A(g)B(g)＋nC(g)，反应到3min时，容器中A的浓度为1.6mol·L－1，测得这段时间内，用C的浓度变化表示的平均反应速率v(C)＝1.2mol·L－1·min－1。(1)化学方程式中的化学计量数n的值是__________。(2)以B的浓度变化表示的该反应的平均速率为______。22．(11分)有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序增大。C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物；CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4；E的M层电子数是K层电子数的2倍。(1)写出下列元素的名称：B：________E：________。(2)写出EB4的化学式：__________。(3)D2A2中含有的化学键类型为____________。(4)由A、C、D三种元素组成的化合物M属于________(填“离子”或“共价”)化合物，M溶于水后________(填“能”或“不能”)发生化学变化，原因是(从化学键变化的角度解释)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。期中模块检测卷1．D[碘127I原子和碘131I原子属于同位素，质子数相同，中子数不同。]2．B3．D[碱金属中Li是金属性和活泼性最小的金属，A项错；Ca的金属性比Mg强，则Mg(OH)2的碱性比Ca(OH)2弱，B项错；周期表有18个纵行，C项错。]4．A[正反应是吸热反应，反应物的能量低于生成物的能量。]5．C[a极板质量增加，是正极，金属性相对不活泼，b极板溶解是负极，金属性相对活泼。]6．B[C原子次外层电子数为2。]7．C[氢氧燃料电池的生成物是水，对环境无污染。]8．C9．A[由于PH3的沸点小于AsH3的沸点，A项错误；Si3N4、NaCl、SiI4其晶体类型分别为原子晶体、离子晶体和分子晶体，三者的熔点依次降低，B项正确；非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物碱性越强，故C、D正确。]10．D[ⅣA族的第一种元素碳对应的H2CO3就是弱酸，同主族从上到下最高价氧化物对应的水化物酸性渐弱。]11．C[电子由负极流向正极，a为负极，所以电子应由a极通过灯泡流向b极。]12．B[