2022年高中化学必修2同步巩固练习（含解析）：2-2-2化学能与电能

第2章  第2节  第2课时

一、选择题

1．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

2．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须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、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C．防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品

D．回收其中的石墨电极

【答案】　B

【点拨】　主要原因是对环境的污染，尤其是重金属带来的污染。这也体现了社会物质文明的发展、精神文明的进步、我们的政府对人民的人文关怀。

3．以下现象与电化学无关的是(　　)

A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿

B．生铁(铁炭合金)比软铁心(几乎是纯铁)易生锈

C．铁质器件配有铜制配件，在接触处易生铁锈

D．银质奖牌久置后表面会变黑

【答案】　D

【点拨】　银质奖牌变黑的原因是与空气中的硫化物反应生成硫化银。

4．如右图所示为普通锌锰电池(即“干电池”)的组成和结构示意图，其中MnO2的作用是吸收正极放出的H2，下列说法正确的是(　　)

A．锌是正极，MnO2是负极

B．锌是负极，MnO2是正极

C．锌是正极，石墨是负极

D．锌是负极，石墨是正极

【答案】　D

5．下列说法中正确的是(　　)

①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部

②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池

③锂电池是新一代可充电电池

④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功

A．②③④　　 B．①②③④

C．①②③    D．①③④

【答案】　B

6．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电，电池负极反应为(　　)

A．H2＋2OH－===2H2O＋2e－

B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O

C．H2===2H＋＋2e－

D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－

【答案】　C

【点拨】　燃料电池的负极是H2失电子，在酸性电解质中产生H＋，故C正确。

7．下列叙述正确的是(　　)

A．纯锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4深液，可使反应速率加快

B．甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新型燃烧电池中，其负极上发生的反应为：CH3OH＋6OH－＋6e－===CO2＋5H2O

C．在铁件上镀铜时，金属铜作阴极

D．电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度保持不变

【答案】　A

【点拨】　锌置换出少量铜后形成锌原电池，使反应速度加快，A项正确；负极上应发生失去电子的氧化反应，并且CO2在碱性环境中要生成CO，B项错；电镀池中，镀层金属作阳极，C项错；电解精炼铜时，溶液中铜离子浓度降低，D项错。

8．Ni－Cd充电电池，可以发生如下反应：

Cd(OH)2＋2NiO(OH)Cd＋2Ni(OH)2＋2H2O，

由此可知，该电池的负极材料是(　　)

A．Cd     B．NiO(OH)

C．Cd(OH)2   D．Ni(OH)2

【答案】　A

【点拨】　发生原电池反应即放电反应时，一定是较活泼的金属作负极，发生氧化反应，故Cd是负极材料。

9．汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4↓＋2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是(　　)

A．PbO2是电池的负极

B．负极的电极反应式为：

Pb＋SO－2e－===PbSO4↓

C．PbO2得电子，被氧化

D．电池放电时，溶液酸性增强

【答案】　B

【点拨】　根据电极反应知铅失电子被氧化，铅作负极，PbO2被还原作正极。放电过程中消耗了硫酸，溶液的酸性减弱。

10．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：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。下列说法不正确的是(　　)

A．正极反应式：2H2O＋O2＋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

【答案】　B

【点拨】　该电池的负极反应式：4Al－12e－===4Al3＋正极反应式：6H2O＋3O2＋12e－===12OH－电池工作时电子由负极(铝电极)流向正极(铂电极)。

11．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　)

①在外电路中，电流由铜电极流向银电极

②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag

③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作

④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

A．①②　　　 B．②③　　　

C．②④　　　 D．③④

【答案】　C

【点拨】　①Cu为负极，电子由Cu电极流向Ag电极；③取出盐桥，电池不能形成闭合回路，不能继续工作。

12．一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是(　　)

A．CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－

B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)

C．CH3OH(g)＋H2O(l)===CO2(g)＋6H＋(aq)＋6e－

D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－(aq)

【答案】　C

【点拨】　甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，故B、D错误；A项不是电极反应式。

13．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　)

A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细

B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能

C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化

D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅

【答案】　C

【点拨】　锌锰干电池工作过程中不会消耗碳棒，所以碳棒不会变细；氢氧燃料电池是把化学能转化为电能；太阳能电池的主要材料是硅，而不是二氧化硅。

14．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe2＋＋4OH－。以下说法正确的是(　　)

A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋

B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－

C．原电池是将电能转变为化学能的装置

D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

【答案】　A

【点拨】　从原电池反应式可知，Fe失电子转变为Fe2＋，Fe作负极，A正确；正极电极反应式应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C错；水面O2浓度较水下浓度高，水面更易被腐蚀，D错。

15．将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSO4溶液里。当电池中有0.2mol电子通过时，负极质量的变化是(　　)

A．增加5.6g   B．减少0.1g

C．减少6.5g   D．增加6.4g

【答案】　C

【点拨】　在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，并且电极失去电子总数等于正极得到电子总数。不能正确判断负极反应及用电子守恒解决问题是本题易出现的错误。

负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋

故负极质量减少6.5g·mol－1×＝6.5g。

二、非选择题

16．有A、B两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质，分别设计了如图所示的原电池，

请回答：

(1)指出各池中的负极材料并写出其电极反应式。

①负极材料：A池________，B池________。

②电极反应式：

A池：正极：

________________________________________________________________________，

负极：

________________________________________________________________________。

B池：正极

________________________________________________________________________，

负极：

________________________________________________________________________。

(2)B池的总反应的离子方程式为

________________________________________________________________________。

(3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池正负极”，这种作法________(填“可靠”或“不可靠”)，如不可靠请你提出另一种判断原电池正负极的可行的方案______________。(若你认为可靠，此空可不做答)

(4)从构成原电池的几个组成部分来看，判断原电池负极，除了要考虑金属的活泼性外，还要考虑

________________________________________________________________________。

【答案】　(1)①Mg　Al

②A：正：2H＋＋2e－===H2↑

负：Mg－2e－===Mg2＋

B：正：6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑

负：2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O

(2)2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑

(3)不可靠：两个电极相比较，容易与电解质溶液反应的作负极

(4)电解质溶液性质

17．市场上出售的“热敷袋”其中的主要成分为铁粉、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋用塑料袋密封，使用时从袋中取出轻轻揉搓就会放出热量，用完后袋内有大量铁锈生成，

回答下列各问：

(1)热敷袋放出的热是来自

_______________________________________________________________________。

(2)炭粉和氯化钠的作用分别是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)写出有关的电极反应式和化学方程式：

________________________________________________________________________

__________________、____________________、

________________________________________________________________________。

【答案】　(1)原电池中的氧化还原反应

(2)炭粉构成原电池正极，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化

(3)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋

正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O

18．一般来说，根据某个氧化还原反应便可设计一个原电池。例如某种燃料电池的总反应式是：

CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。在此燃料电池中，向正极通入的物质是________，负极发生反应的电极反应式是______________________，可选择的电解质溶液是__________。

【答案】　O2

CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O　KOH或NaOH

19．现代社会对耗电量高的便携式电器需求越来越大。化学家又研制出新型封闭式体积小的充电电池——镍镉电池。它以镉(Cd)为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，其寿命比铅蓄电池长，广泛应用于收录机，无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。

(1)试写出这种电池放电时正负极反应和总反应方程式；

(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物。有资料表示一节废镍隔电池可以使面积为1平方米的耕地失去使用价值。对于酸性土壤尤为严重，这是因为

________________________________________________________________________；

(3)下图是废弃的镍镉电池的重金属渗入水体后，进入人体的一条途径：

A―→B―→C―→D―→人

生物体D中重金属物质的量浓度__________(选填“大于”“小于”或“等于”)生物体A中重金属物质的量浓度。这是通过食物链的富集作用引起的。除了上述途径外，被污染水体中重金属还可以直接通过__________________途径进入人体。

【答案】　(1)负极：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2

正极：2NiO(OH)＋2e－＋2H2O===2Ni(OH)2＋2OH－

总反应：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2

(2)Ni(OH)2、Cd(OH)2溶于酸

(3)大于　饮水

【点拨】　(1)Cd为负极，失去电子成为Cd2＋，电解质为KOH，放电后，它与Cd2＋反应生成Cd(OH)2。NiO(OH)为正极，得到电子成为Ni2＋，放电后，与KOH反应生成Ni(OH)2。

(2)Ni(OH)2、Cd(OH)2难溶于水，但Ni(OH)2、Cd(OH)2易溶于酸生成Cd2＋和Ni2＋，造成严重污染。

(3)通过食物链的富集作用，生物体内重金属物质的量浓度按A、B、C、D、人逐渐增大。