化学·必修2(人教版)
化学反应与能量
第二节 化学能与电能
第2课时 化学电源
水平检测
1．下列关于充电电池的叙述，不正确的是( )
A ．充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B ．充电电池可以无限制的充电放电
C ．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D ．较长时间不使用电池时，最好将电池取出并妥善存放
解析：充电电池理论上是可以永久重复利用的，但在实际应用中总会因为性能等原因而使电解质溶液或者电极变质而失效。所以实际
情况下充电电池是不能无限制重复使用的。
答案：B
2．随着人们生活质量的不断提高，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( )
A ．利用电池外壳的金属材料
B ．防止电池中汞、镉和铅等金属离子对土壤和水源的污染
C ．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他的物品
D ．回收其中的石墨电极
解析：废电池中的汞、镉和铅等重金属离子对环境污染严重，因而必须回收。
答案：B
3．铅蓄电池的两极分别为Pb 、PbO 2，电解液为硫酸，工作时反应为：Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO4＋2H 2O ，下列结论正确的是
( )
A ．Pb 为正极被氧化
B ． SO 42－只向PbO 2极移动
C ．电解液浓度不断减小
D ．溶液的pH 不断减小
答案：C
4．(双选题) 燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是：
1X 极：2(g)＋H 2O(l)＋2e －===2OH－； 2
Y 极：H 2(g)＋2OH －－2e －===2H2O(l)。
下列说法正确的是( )
A ．X 是正极 B ．Y 是正极
C ．Y 极发生还原反应 D ．Y 极发生氧化反应
答案：AD
5．日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽) 和锌皮，以糊状NH 4Cl 和ZnCl 2作电解质(其中加入MnO 2吸收H 2) ，电极反应式可简化为：Zn －2e －===Zn2＋，2NH 4＋＋2e －===2NH3↑＋H 2↑(NH3与Zn 2＋能生成一种稳定的物质) 。根据上述判断，下列结论正确的是( )
①锌为正极，石墨为负极 ②锌为负极，石墨为正极 ③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极 ④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器
A ．①③ B ．②③ C ．③④ D ．②④
解析：由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼(指金属性) 的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出①错②对。在外电路，电子从负极流向正极，故③不正确。长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO 2不断吸收H 2而产生H 2O ，糊状物也越来越稀，故其容易流出而腐蚀用电器。
答案：D
6．我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式：
(1)________是负极，电极反应式为_______________________________________________________。
(2)________是正极，电极反应式为______________________________________________________。
答案：(1)铝 4Al －12e －===4Al3＋
(2)碳或铁 3O 2＋6H 2O ＋12e －===12OH－
能力提升
能力
提升
7．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )
A ．该系统中只存在3种形式的能量转化
B ．装置Y 中负极的电极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH－
C ．装置X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D ．装置X 、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
答案：C
8．以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )
A ．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气
B ．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C ．锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气
D ．电解质溶液pH 不变
解析：锌片、铜片和稀硫酸构成原电池时，锌为负极，铜为正极，负极锌片溶解，正极析出H 2；根据电子守恒原理，溶解1 mol锌，就有2 mol 电子转移，则析出的H 2为1 mol ，A 项正确；溶解的锌和析出的H 2物质的量相等，但质量不相等，B 项不正确；溶解的锌和析出的H 2质量比应为65∶2，C 项不正确；H ＋得电子变成H 2，H 2SO 4被消耗，溶液pH 变大，D 项不正确。
答案：A
9．燃料电池是利用燃料(如CO 、H 2、CH 4等) 与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4) 燃料电池的填空：
(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH 4＋2O 2＋2KOH===K2CO 3＋3H 2O ，电池中有一极的电极反应为CH 4＋10OH －－8e －===CO32－＋7H 2O ，这个电极是燃料电池的________(选填“正极”或“负极”) ，另一电极上的电极反应式为____________________________________________________________
____________。
(3)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性________(选填“增大”、“减小”或“不变”) 。
(4)通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率________(选填“大于”、“小于”或“等于”) 甲烷燃烧的能量利用率。
答案：(1)CH4＋2O 2===CO2＋2H 2O
(2)负极 2O 2＋4H 2O ＋8e －===8OH－
(3)减小 (4)大于
10．如下图所示，组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适) ：
(1)若电解质溶液为稀H 2SO 4时，灯泡________(选填“亮”或“不亮”) 。若灯泡亮，则Mg 电极上发生的电极反应为：__________________；Al 电极上发生的电极反应为：__________________。
(2)若电解质溶液为NaOH 溶液时，灯泡________(选填“亮”或“不亮”) 。若灯泡亮，则Al 电极上发生的电极反应为：__________________；
Mg 电极上发生的电极反应为：__________________。
答案：(1)亮 Mg －2e －===Mg2＋ 2H ＋＋2e －===H2↑
(2)亮 2Al －6e －＋8OH －===2AlO2－＋
4H 2O
6H ＋＋6e －===3H2↑
化学·必修2(人教版)
化学反应与能量
第二节 化学能与电能
第2课时 化学电源
水平检测
1．下列关于充电电池的叙述，不正确的是( )
A ．充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B ．充电电池可以无限制的充电放电
C ．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D ．较长时间不使用电池时，最好将电池取出并妥善存放
解析：充电电池理论上是可以永久重复利用的，但在实际应用中总会因为性能等原因而使电解质溶液或者电极变质而失效。所以实际
情况下充电电池是不能无限制重复使用的。
答案：B
2．随着人们生活质量的不断提高，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( )
A ．利用电池外壳的金属材料
B ．防止电池中汞、镉和铅等金属离子对土壤和水源的污染
C ．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他的物品
D ．回收其中的石墨电极
解析：废电池中的汞、镉和铅等重金属离子对环境污染严重，因而必须回收。
答案：B
3．铅蓄电池的两极分别为Pb 、PbO 2，电解液为硫酸，工作时反应为：Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO4＋2H 2O ，下列结论正确的是
( )
A ．Pb 为正极被氧化
B ． SO 42－只向PbO 2极移动
C ．电解液浓度不断减小
D ．溶液的pH 不断减小
答案：C
4．(双选题) 燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是：
1X 极：2(g)＋H 2O(l)＋2e －===2OH－； 2
Y 极：H 2(g)＋2OH －－2e －===2H2O(l)。
下列说法正确的是( )
A ．X 是正极 B ．Y 是正极
C ．Y 极发生还原反应 D ．Y 极发生氧化反应
答案：AD
5．日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽) 和锌皮，以糊状NH 4Cl 和ZnCl 2作电解质(其中加入MnO 2吸收H 2) ，电极反应式可简化为：Zn －2e －===Zn2＋，2NH 4＋＋2e －===2NH3↑＋H 2↑(NH3与Zn 2＋能生成一种稳定的物质) 。根据上述判断，下列结论正确的是( )
①锌为正极，石墨为负极 ②锌为负极，石墨为正极 ③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极 ④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器
A ．①③ B ．②③ C ．③④ D ．②④
解析：由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼(指金属性) 的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出①错②对。在外电路，电子从负极流向正极，故③不正确。长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO 2不断吸收H 2而产生H 2O ，糊状物也越来越稀，故其容易流出而腐蚀用电器。
答案：D
6．我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式：
(1)________是负极，电极反应式为_______________________________________________________。
(2)________是正极，电极反应式为______________________________________________________。
答案：(1)铝 4Al －12e －===4Al3＋
(2)碳或铁 3O 2＋6H 2O ＋12e －===12OH－
能力提升
能力
提升
7．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )
A ．该系统中只存在3种形式的能量转化
B ．装置Y 中负极的电极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH－
C ．装置X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D ．装置X 、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
答案：C
8．以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )
A ．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气
B ．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C ．锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气
D ．电解质溶液pH 不变
解析：锌片、铜片和稀硫酸构成原电池时，锌为负极，铜为正极，负极锌片溶解，正极析出H 2；根据电子守恒原理，溶解1 mol锌，就有2 mol 电子转移，则析出的H 2为1 mol ，A 项正确；溶解的锌和析出的H 2物质的量相等，但质量不相等，B 项不正确；溶解的锌和析出的H 2质量比应为65∶2，C 项不正确；H ＋得电子变成H 2，H 2SO 4被消耗，溶液pH 变大，D 项不正确。
答案：A
9．燃料电池是利用燃料(如CO 、H 2、CH 4等) 与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4) 燃料电池的填空：
(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH 4＋2O 2＋2KOH===K2CO 3＋3H 2O ，电池中有一极的电极反应为CH 4＋10OH －－8e －===CO32－＋7H 2O ，这个电极是燃料电池的________(选填“正极”或“负极”) ，另一电极上的电极反应式为____________________________________________________________
____________。
(3)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性________(选填“增大”、“减小”或“不变”) 。
(4)通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率________(选填“大于”、“小于”或“等于”) 甲烷燃烧的能量利用率。
答案：(1)CH4＋2O 2===CO2＋2H 2O
(2)负极 2O 2＋4H 2O ＋8e －===8OH－
(3)减小 (4)大于
10．如下图所示，组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适) ：
(1)若电解质溶液为稀H 2SO 4时，灯泡________(选填“亮”或“不亮”) 。若灯泡亮，则Mg 电极上发生的电极反应为：__________________；Al 电极上发生的电极反应为：__________________。
(2)若电解质溶液为NaOH 溶液时，灯泡________(选填“亮”或“不亮”) 。若灯泡亮，则Al 电极上发生的电极反应为：__________________；
Mg 电极上发生的电极反应为：__________________。
答案：(1)亮 Mg －2e －===Mg2＋ 2H ＋＋2e －===H2↑
(2)亮 2Al －6e －＋8OH －===2AlO2－＋
4H 2O
6H ＋＋6e －===3H2↑