苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化习题

基础课时落实(六)　化学电源

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．下列有关电池的说法中不正确的是(　　)

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池

B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D．锌锰干电池中，锌电极是负极

B　[手机上用的锂离子电池是可充电电池，A正确；铜锌原电池中，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B错误；甲醇燃料电池是将甲醇内部的化学能转化为电能的装置，C正确；锌锰干电池中，Zn为负极，D正确。]

2．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已成功研制多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　)

A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋

B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋

C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO

D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋

B　[根据原电池的反应原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再结合总反应式可知，Li失去电子生成Li＋被氧化，为负极；MnO2得到电子被还原，为正极。]

3．如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是(　　)

A．电池内部含有电解质

B．锌是负极，碳棒是正极

C．电池用完后可埋入土壤

D．锌锰干电池是一次性电池

C　[锌锰干电池是一次电池，负极材料是Zn，正极材料是碳棒，电解质是NH4Cl。因为废电池中含有多种重金属和酸、碱等有害物质，对土壤能造成污染，所以应该对废电池进行集中处理，不能埋入土壤。]

4．能用电解原理说明的问题是(　　)

①电解是把电能转化为化学能　②电解是化学能转化成电能　③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化　④不能自发进行的氧化还原反应通过电解的原理可以实现　⑤任何溶液被电解时必然导致氧化还原反应的发生

A．①②③④　　　　 B．②③⑤

C．③④ D．①③④⑤

D　[电解是把电能转化为化学能，①正确；电解质溶液导电实质是电解，属于化学变化，金属导电是物理变化，③正确；通过电解，可以实现不能自发进行的氧化还原反应，④正确；电解时，必然发生氧化还原反应，⑤正确。]

5．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。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a

D．该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O

D　[燃料电池是将化学能转化为电能，A项不正确；a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极，B项不正确；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项不正确。]

6．已知空气­锌电池的电极反应如下：

锌电极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；

石墨电极：O2＋H2O＋2e－===2OH－。

可以判断石墨电极是(　　)

A．负极，发生还原反应 B．正极，发生氧化反应

C．负极，发生氧化反应 D．正极，发生还原反应

D　[在电池中，失去电子的一极是负极，发生氧化反应；得到电子的一极是正极，发生还原反应。]

7．利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是(　　)

A．铝罐将逐渐被腐蚀

B．炭粒和炭棒上发生的反应为O2＋4e－===2O2－

C．炭棒应与玩具电机的负极相连

D．该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻

A　[在原电池工作时，活泼金属铝作负极，电极反应式为Al－3e－===Al3＋，炭棒作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由此可知炭棒和炭粒的质量不会改变。由于炭棒作正极，因此应与玩具电机的正极相连。]

8．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流，电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。下列说法不正确的是(　　)

A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极

C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积

D．该电池通常只需要更换铝板就可继续使用

B　[A项，负极反应式：Al－3e－===Al3＋，正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；B项，电流应由正极铂沿导线流向负极铝，错误；C项，网状的铂表面积大，与氧气的接触面积大，正确；D项，负极的铝板被氧化而消耗，正极材料没有消耗，因此更换铝板就可继续使用，正确。]

9．(2021·杭州高一检测)废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是(　　)

A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气

B．碳棒取下洗净用作电极

C．把铜帽取下洗净回收利用

D．电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物直接作化肥用

[答案]　D

10．下列化学电池不易造成环境污染的是(　　)

A．氢氧燃料电池 B．锌锰电池

C．镍镉电池 D．铅蓄电池

[答案]　A

11．Zn­MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是______。电池工作时，电子流向__________________(填“正极”或“负极”)。

[答案]　Zn(或锌)　正极

12．有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病患者的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中一定浓度的O2和H2O进行工作。请讨论解答：

(1)负极材料是________，电极反应为________________________________

________________________________________________________________。

(2)正极材料是________，电极反应为_________________________________

________________________________________________________________。

[解析]　以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，正极是铂，负极是锌，电解质溶液是人体血液。工作时，负极锌被氧化，血液中的O2得到电子被还原。正极的反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；负极的反应为2Zn－4e－===2Zn2＋。

[答案]　(1)锌　2Zn－4e－===2Zn2＋

(2)铂　O2＋2H2O＋4e－===4OH－

[拓展培优练]

13．(2021·衡水高一检测)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(　　)

A．水既是氧化剂又是溶剂

B．放电时正极上有氢气生成

C．放电时OH－向正极移动

D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2 ↑

[答案]　C

14．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2，下列关于该电池的说法错误的是(　　)

A．镁片作为正极

B．正极发生还原反应

C．电池工作时镁片逐渐被消耗

D．食盐水作为电解质溶液

[答案]　A

15．将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即产生电流，称为甲烷燃料电池。已知甲烷燃料电池两个电极上的反应分别为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。下列有关说法中错误的是(　　)

A．CH4在负极上反应，O2在正极上反应

B．放电过程中电解质溶液的碱性减弱

C．此电池属于环境友好型电池

D．此电池中化学能100%转化为电能

D　[A项，CH4燃料电池中，燃料失电子发生氧化反应，所以CH4在负极上反应，氧气得电子发生还原反应，所以O2在正极上反应，正确；B项，根据电池总反应CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O知，OH－参加反应，所以溶液中OH－浓度降低，溶液的碱性减弱，正确；C项，该电池放电时不产生对环境有污染的物质，所以属于环境友好型电池，正确；D项，此电池中化学能转化为电能和少量热能，错误。]

16．[素养题]常见锌锰干电池含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组模拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。

(1)石墨中化学键类型为________，在电池中的作用为________。

(2)酸性锌锰干电池的负极反应为____________________________________

________________________________________________________________。

(3)碱性锌锰干电池在放电过程产生MnOOH，写出正极反应式为___________________________________________________________________。

(4)填充物用60℃温水溶解，目的是_________________________________

_______________________________________________________________。

(5)操作A的名称为________。

(6)铜帽溶解时加入H2O2的目的是__________________________________

______________________________________________(用化学方程式表示)。

[解析]　(1)石墨晶体为混合晶型，是层状结构。在每一层内，每个碳原子与其他3个碳原子以共价键结合形成六边形网状结构；石墨具有导电性，在电池中作电极，起导电作用。

(2)酸性锌锰干电池的负极为锌，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋。

(3)在碱性锌锰干电池中，Zn易失电子作负极，二氧化锰作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。

(4)适当升高温度，可促进溶解。

(5)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法，所以操作A的名称是过滤。

(6)酸性条件下，双氧水能将铜氧化生成铜离子，反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。

[答案]　(1)共价键(非极性共价键)　导电　(2)Zn－2e－===Zn2＋　(3)MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－　(4)加快溶解速率　(5)过滤　(6)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O