专题1 第二单元 课时1 原电池的工作原理-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修1（苏教版2019)

第二单元 化学能与电能的转化 课时1 原电池的工作原理 白题 基础出过美 很时：25min 题型1原电池的工作原理 B.K+从a极经阳离子交换膜移向b极 1.(2025·福建三明高二月考)下列装置可以构 C.工作一段时间后，a极附近的pH减小 成原电池的是 ( D.该装置的总反应为H2+CL2=2HCI 4.(2024·江苏徐州高二 ,盐桥 检测)某同学欲用如图 Co B 所示的装置实现反 应2Fe3++Cu— 甘油 AgNO (ag) 2Fe2++Cu2,将化学能 0溶液 P溶液 G G 0.1mol·L50.1mol+L- 转化为电能，下列关于此装置的几种构成中， 能实现此转化的是 ( ) 选项 X Q 稀H,SO 稀HS) A Fe FeCl CuSO 2.(2025·黑龙江大庆高二月考)关于如图所示 B 石墨 FeCl; CuSOa 的原电池，下列说法正确的是 ( C Cu FeCL, CuSOa D Fe FeCl2 H2S04 盐桥 铜片 重难聚焦 硫酸得 硫酸钢 溶液 溶液 题型原电池正负极判断及电极反应式书写 A.盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移 5.依据氧化还原反应：2Fe3+(aq)+ B.可以用铜导线替代图中的盐桥 Cu(s)=2Fe2(aq)+Cu2*(aq) C.铜电极发生氧化反应，其电极反应是 设计的原电池如图所示。 Cu2*+2e"-Cu 电流计 D.取出盐桥后，电流表仍会偏转，锌电极在反 应后质量减少 CsS0,溶液 题型2原电池工作原理的应用 3.(2025·北京高三 G 请回答下列问题： 期中)用如图所 (1)电极X的材料是 :电解质溶液 示装置进行实验， Y是 H,- 电流计指针偏转。 (石) h(石墨) (2)银电极为原电池的 极，发生的 下列说法不正确 电极反应为 KOH溶液 KOH溶液 的是() X电极上发生的电极反应为 阳离子交换膜 A.该装置将化学 (3)外电路中的电子是从 电极流向 能转化为电能 电极。 专题1黑白题013 黑题 应用提优 限时：35min 1.理论上下列能用于设计成原电池的反应有 a、c分别为AgC/Ag、Ag/Ag电极。实验发 ( 现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c ①HCl+NaOH—NaCl+H,O △H<0 电极质量增大。下列说法错误的是() ②2CH,0H(1)+30,(g)—2C0,(g)+4H,0(1) 负 △H<0 桥 桥2 ③4Fe(0H)2(s)+2H0(1)+02(g)— 4Fe(0H)3(s) △H<0 ④2H,(g)+02(g)=2H,0(1) △H<0 A.1个 B.2个 1mL-KC溶液1mL,-HC溶液1mwLI溶液 C.3个 D.4个 A.图中1与2相连，电池反应为H2+2AgCl 2.(2025·上海高二期中)把a、b、c、d四块金属 =2Ag+2CI+2H* 片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以 B.图中2与3相连，c电极发生氧化反应 组成原电池。a、b相连时，a为负极；c、d相连 C.图中1与3相连，盐桥1中的阳离子向a电 时电流方向为d→c;a、c相连时c极上产生大 极移动 量气泡；b、d相连时，d极发生氧化反应。四 D.图中1与2或2与3相连时构成的两个原 种金属的还原性由强到弱的顺序为( 电池装置中，b电极均为电子流出极 A.a>c>d>b B.a>d>c>b 5.火星大气中含有大量C02,一种有C02参加 反应的新型全固态电池有望为火星探测器 C.c>a>d>b D.c>a>b>d 3.(2025·福建漳州高二期中)某电源装置如图 供电（原理如图）。电池以金属钠为负极， 所示，电池总反应为2Ag+CL2—2AgCl。下 碳纳米管为正极。放电时，下列说法正确 的是 列说法正确的是 ( 阳离子交换膜 (只允许阳离子通过) A.负极上发生还原反应 B.C0,在正极上得电子 ImaL'盐酸 C.工作时电子由碳纳米管经外电路流向金 A.正极反应为AgCl-e=Ag+Cl 属钠 B.Pt电极为负极，发生氧化反应 D.将电能转化为化学能 C.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉 6.(2025·云南昆明高三月考)某化学小组探究 淀生成 Cu-Fe-浓硝酸原电池中硝酸浓度对“电极反 D.当电路中转移0.01mole时，交换膜左侧 转”的影响，将规格完全相同的Cu片和Fe片 溶液中约减少H、C共0.02mol 分别插入9.4mol·L、13.3mol·L1、 4.(2025·辽宁鞍山高二月考)如图，b为H/H 13.4mol·L1、13.7mol·L、15.0mol·L的 标准氢电极，可发生还原反应(2H*+2e 硝酸溶液中，组成原电池测试电流变化如图 —H2↑)或氧化反应(H2-2e一2H), 所示。下列说法正确的是 ( 选择性必修第一册：S黑白题014 A.M点时Cu电 0.4 M13.3 mol-L 高，其氧化型物质的氧化性越强：电极电势越 极发生氧化 0.3 0.2 9.4-L 低，其还原型物质的还原性越强」 反应 0.1 13.4wl-L- 0 t/s 电对（氧化型/还原型）》 Fe/Fe2 B.任意时刻，在 0.1 -0.2 0.771 0.536 不同浓度的硝 -0.3 13.7 mol-L 电极电势p/V 15.0mo-L1 酸中，正极的电极反应均相同 用可逆反应2Fe3*+2I一2Fe2*+L2设计电 C.N点负极的电极反应式为3Fe-8e+4H20 池，按图a装置进行实验，测得电压E(E= =fe0,+8H P正极P负袋)随时间1的变化如图b所示： D.将Fe换为Al后，测得“Cu-Al-硝酸”原电 惰性 电压 惰性 电极 传感器 ☐电 池电极反转的硝酸溶液浓度的临界值较 “Cu-e-硝酸”原电池低，说明工业上用铝 1ml·Ll mol·L- FeCl溶液 KI溶液 罐储存硝酸更合适 压轴挑战 烧杯A 烧杯B 盐桥 图 7.(2024·广东广州高二月考节选) (3)电池初始工作时，正极的电极反应 I.某小组同学采用电化学装置 式为 验证“Ag+Fe2+一Fe3+Ag↓” (4)某小组从还原型物 EN 为可逆反应。 质的浓度、氧化性变化 (1)按照下图的装置图，组装好仪器后，分别 的角度分析图b,提出 t/s 在两烧杯中加入一定浓度的a、b两电解质 以下猜想： 图b 溶液，闭合开关K,观察到的现象为：Ag电极 猜想1：c(Fe24)增大， 上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段 F·的氧化性减弱，正极的电极电势降低。 时间后指针归零，说明此时反应达到平衡。 猜想2：c(I)减小，L,的氧化性增强，负极的 则a为 溶液，b为 溶液（写 电极电势升高。 a、b化学式)。 ①儿，s后，按图a装置探究，验证上述猜想的 合理性，补全表中内容。 实验 实验操作 电压E/V 结论 盐桥 向烧杯A中 E 0 猜想1成立 加入适量Fe 石墨电极 Ag电极 向烧杯B中 E<0 猜想2成立 加人适量 (2)再向左侧烧杯中滴加较浓的 溶 液，产生的现象为 ②有同学认为，上述实验不足以证明猜想1 表明“Ag+Fe2一Fe3+Ag↓”为可逆反应。 成立。利用上述反应，从化学平衡移动的角 Ⅱ利用电极反应可探究物质氧化性、还原性 度解释猜想1不足以成立的理由： 的变化规律。已知：酸性介质中，1mol·L 不同电对的电极电势见下表。电极电势越 进阶实破拔高练P04 专题1黑白题015量196.64kJ:放出235.968kJ热量，参加反应的二氧化硫的物质的 量为微器2m24副，所以二氧化德的转化常为之二 4 mol 100%=60%。 专题探究1化学反应过程与能量变化图像分析 题 专题强化 题号123 答案CAC 1.C解析：锌和稀硫酸反应是放热反应，而(a)图所示是吸热反 应，A错误：金刚石的能量高于石墨，能量越低越稳定，B错误：此反 应是吸热反应.△H>0,因此2S03(g)一2S02(g)+02(g)△H=(a- b)kJ·mol,C正确：反应A+C,△H=(E1-E2)+(E3-E,)=E1+E, E2-E4,D错误。 2.A解析：由图知：0(g)、0(g)的能量为E1,0(g)、0(g)、C1(g)的 能量为E2,C(g)的相对能量为0，则C,(g)一C(g)+C(g)的 △H=+2(E2-E,)kJ·mo1,A正确：由图可知，C0在历程Ⅱ中作中 间产物，B错误：催化剂不影响平衡，相同条件下，0，的平衡转化率： 历程Ⅱ=历程I,C错误：活化能最小的反应速率最快，由图知， C10(g)+0(g)02(g)+C1(g)活化能最小，则历程Ⅱ中速率最快 的一步反应的热化学方程式为C0(g)+0(g)一02(g)+C1(g) △H=(E,-E4)kJ·mo1,D错误 3.C解析：燃烧反应都是放热反应，所以AH,燃烧是放热反应， A项错误：其他条件相同时，A1(s)具有的能量比A(g)小，所以等物 质的量的A(s)燃烧放热小于A(g)燃烧放热，B项错误：在反应过 程中，a点时温度最高，则放出的热量最多，生成物所具有的总能量 比前面反应中的都低，C项正确：令反应①为2AH3(s) 2AH()+3H,(8)△H.②为H(B)+20,(g）H,0(g)A、 ③为N()一AN(8)A4④为A(g+子0，(g）一2A仙，0() △H4,利用盖斯定律，将①+②×3+③×2+④×2得：2AH(s)+ 302(g》—=A120,(s)+3H20(g)△H=△H1+3△H2+2AH3+2△H, D项错误。 第二单元化学能与电能的转化 课时1原电池的工作原理 白题 基础过关 题号1234 答案CADB 1C解析：甘油为非电解质，甘油不能导电，不能构成原电池，A错误： 没有自发的氧化还原反应，不能构成原电池，B错误：满足原电池的 形成条件，Z比铜活泼，Z作负极，铜作正极，C正确：没有形成闭合 回路，不能构成原电池，D错误。 2.A解析：原电池中，较活被金属作负极，Z作负极，失去电子，发生 氧化反应，Cu作正极，得到电子，发生还原反应，负极电极反应为 Zn-2e=Zn2*,正极电极反应为Cu2+2e=Cu,电子从负极沿 导线流向正极，盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。盐桥 中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移，A正确：盐桥中是离子导体，采用 离子导体连通2个烧杯构成闭合回路，铜是金属导体，不能用钥导线 替代图中的盐桥，B错误：C▣作正极，发生还原反应，其电极反应是 Cu2+2e= 一C山，C错误；取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产 生，电流表不会偏转，D错误。 3.D解析：对于H2、C2、KOH燃料电池，通人H2的a电极失电子，作 负极：通入C2的b电极得电子，作正极。该装置是燃料电池，为原 电池，将化学能转化为电能，A正确：在原电池中，阳离子向正极移 动，则K从a极经阳离子交换膜移向b极，B正确：原电池工作时，n 极发生反应H,+20H-2。—2H20,则工作一段时间后，a极附近 的pH减小，C正确：负极反应为H2+20H-2e一2H20,正极反应 正本参考答案 为C2+2e—2C,则该装置的总反应为H2+C2+20H 2C+2H20,D不正确 四归纳总结 愿电泡工作时，外电路通过电子的定向移动形成电流，内电 路（电解质落液）通过高子的定向迁移形成电流。 (1)电子流向：电子从负极流出，经外电路流向正极。 (2)电流方向：电流方向与电子流向相反，从正极经外电路流向负板。 (3)离子移动方向：电解质溶液中阳离子向正授移动，阴离子向 负极移动。 4.B解析：根据反应的离子方程式为2Fe+Cu一2Fe2+Cu2+,可知 C山为负极，铁离子为电解液中的阳离子。铁作负极，正极是铜离子 得到电子变为铜单质，A不符合题意：石墨作正极，铜作负极，Q溶液 中铁离子得到电子，B符合题意：电极都为铜，不能形成原电池，C不 符合题意：铁作负极，失去电子，正极是氢离子得到电子变为氢气， D不符合题意。 重难聚焦 5.(1)铜FeCl[或Fe2(S04)]溶液(2)正Fe3++e=Fe2+ Cu-2eCu24(3)铜银 解析：(1)由反应2Fe3*(am)+Cu(s)一2Fe2(q)+Cu2(胸)可知 在反应中，C被氧化，失电子，应为原电池的负极，因此电极X为铜： F在正极上得电子被还原，电极反应为Fe3·+e一下e2“,电解质 溶液为FeC,[表Fe2(S0,)3]溶液。(2)银为原电池的正极，Fe 在正极上得电子被还原，电极反应为Fe++e一F。2+:X为负极，电 极反应为Cu-2e一Ca2#。(3)原电池中，电子从负极经外电路流 向正极，本题中电子由Cu极经外电路流向Ag极 黑题 应用提优 题号123456 答案CADDBD 1,C解析：自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池，有电子 转移的化学反应是氧化还原反应。①不是氧化还原反应，不能设计 成原电池；②2CH,0H(1)+302(g)一2C02(g)+4H20(I)△H<0 是自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池： ③4Fc(0H)2(s)+2H20(1)+0,(g)4Fe(0H)3(s)△H<0是自 发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池；④2H2(g)+02(g) 一2H,0(1)△H<0是自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成 原电池。 2。A解析：在原电池中一般较活泼的金属一极为负极，较不活泼的一 极为正极，故把a,b、c、d四块金属片浸人稀硫酸中，分别用导线两两 相连可以组成原电池，a、b相连时，a为负极，可知活泼性：a>b:c、d 相连时电范方向为dc即d为正极，c为负极，放活泼性：c>d:、c 相连时e极上产生大量气泡，即c电极上发生还原反应：2H+2e 一H2↑，即c为正极，则a为负极，即活泼性：a>c:b、d相连时，d极 发生氧化反应，则d为负极，b为正极，故活泼性：d>b,故四种金属的 还原性由强到弱的顺序为>c>d>b。 3.D解析：根据电池总反应为2Ag+C2=2AgC可知，Ag失电子作 负极，氯气在正极上得电子生成氯离子，负极反应式为Ag-e+C 一AC1.正极反应式为CL,+2e一2C。正极上氯气得电子生成 氯离子，其电极反应为C2+2e =2C,A错误：由分析可知，Ag电 极为负极，Ag失去电子发生氧化反应，B错误：由分析可知，放电时， 交换膜左侧溶液中生成银离子，银离子与氯离子反应生成氯化银沉 淀，所以交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成，C错误：放电时，当 电路中转移0.01mle时，交换膜左侧会有0.01malH通过阳离子 交换膜向正极移动，同时会有0.01 mol Ag失去0.01mal电子生 成Ag,Ag会与C反应生成氯化银沉淀，所以C会减少0.01ml, 则交换膜左侧溶液中约减少H*,C共0.02m@l,D正确。 4.D解析：1与2相连，左侧两池构成原电池，b电极为负极，a电极 为正极，b电极的反应为H2-2e一2H,a电极上AgCl转化为Ag 电池反应为H2+2AC1一2Ag+2C+2H',因此a电被质量减小： 2与3相连，右侧两池构成原电池，e电极质量增大，Ag转化为Ag, 黑白题05 说明©电极为负极，发生氧化反应，b电极为正极：图中1与3相连 a电极为正极，c电极为负极，电泡反应为AgC1(s)+「(g) Ag(s)+C(q),所以盐桥1中的阳离子向a电极移动。1与2相 连，左侧两池构成原电池，b电极的反应为H2-2e一2H”,b电极 为负极，a电极上AgC转化为Ag,电极为正极，电池反应为H +2AgC一2Ag+2C+2H',A正确：2与3相连，右侧两池构成原电 池，c电极质量增大，Ag转化为Agl,说明e电极为负极，发生氧化反 应，B正确：图中1与3相连，电池反应为AC1(s)+(q) Ag(s)+C(aq),a电极为正极，所以盐桥1中的阳离子向a电极移 动，C正确：1与2相连，b电极为负极，为电子流出极，2与3相连，b 电极为正极，为电子流入极，D错误。 5.B解析：原电池负极上发生氧化反应，A错误：由图可知，Na在负极 失电子发生氧化反应，C0,在正极得电子被还原，B正确：电池工作 时，电子从负极经外电路流向正极，因此工作时电子由金属钠经外电 路流向碳纳米管，C错误：该装置是原电池，可将化学能转化为电能 供火星探测器使用，D错误。 6.D解析：根据图像可知初始阶段电流的方向均是一致的，这说明M 点时铁均作负极，发生氧化反应，A错误：硝酸较浓时，正极电极反应 为NO+e+2H一NO2↑+H20,随著时间的推移，硝酸浓度降 低，正极电极反应变为N0)+3e+4H'N0↑+2H20,B错误；铁在 浓硝酸中钝化，铁被完全钝化后会发生电极反转，电流方向发生反 转，N点时C山为负极，C错误：原电池电极反转的硝酸蒂液浓度的临 界值越低，越有利于储存硝酸，D正确。 压轴挑战 7.(1)FeS0a[或feS0a与Fe2(S0,)混合]AgN0 (2)Fe2(S0,)3Ag电极上固体逐渐诚少，指针向左偏转，一段时间 后指针归零(3)Fe++e=Fe2”(4)①<AgN01周体②加 人铁粉后，同时造成c(Fe2)增大，e(Fe+)减小，都能使2Fe”+2I 一2Fe2*+12平衡逆向移动，使E<0 解析：(1)利用原电池原理来证明反应Ag+Fe2一Fe3++Ag↓为可 逆反应，两电极反应分别为Fe2-e“=Fe、Ag+e=Ag↓，则 个电极必须是与下。+不反应的材料，可用石墨或铂电极，左侧烧杯中 电解质溶液必须含有Fe”或者Fe2+,为FeS0,或FeSO4与Fe2(S0,)3 的混合溶液，右侧烧杯中电解质溶液必须含有Ag,为AgNO,溶 液。(2)反应达到平衡后，左侧烧杯的溶液中含有F“,要证明反 应Ag+F02+一F++Ag↓为可逆反应，可加人较浓的F©(S0,)力 溶液，平衡逆向移动，电流方向与原电流方向相反，即电流计指针向 左偏转，固体银溶解，但一段时间后指针归零。(3)根据电极电势可 知电池初始工作时铁离子在正极得到电子，正极的电极反应式为 Fe++e一Fe2。(4)①往烧杯A中加入适量Fe,铁离子被还原为 亚铁离子，c(F。2+)增大，Fe3的氧化性减弱，此时左侧电极电势降 低，若电极电压￡<0，猜想1成立：要证明猜想2成立，只需要降低碘 离子浓度即可，所以往烧杯B中加人适量AgNO固体，使碘离子转 化为碘化银，若E<0,猜想2成立：②由于加入铁粉后，同时造 成c(Fe2+)增大，c(Fe3+)减小，都能使2Fe+2I2Fe2#+L2平衡 逆向移动.使E<0,所以上述实验不足以证明猜想1成立。 课时2化学电源 白题 基础过关 题号1234 答案BBDB 1.B解析：两种电池中，MO2都转化为Mn0OH,Mn元素都由+4价降 低到+3价，所以都是M02作氧化剂，被还原，A正确：反应中，MnO, 都转化为Mn00H,Mn元素都由+4价降低到+3价，则每生成1mo Mm00H,转移电子数为6.02×10.B不正确：原电池工作时，阳离子 向正极移动，则NH向正极移动，C正确：环境温度过低，反成速率过 慢，不利于电池放电，D正确。 2.B解析：由图可知，放电时，：电极为原电池的负极，碱性条件下锌 失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为乙 -2eˉ+40H一[Zn(0H)4]2:b电极为正极，氧气在正极得到电子 选择性必修第一册·SJ 生成0H,电极反应式为02+4+2H,0一40H。a电极为原电 池的负极，A错误：放电时，a电极为原电池的负极，电极反应式为 Zn-2c+40H一[Zm(0H),】2,B正确：放电时，阴离子向负极移 动，电极为负极、b电极为正极，OH通过阴离子交换眼从右室移向 左室，C错误：放电过程中，a极电极反应为Za-2。+40H [Zn(OH)4]2,则a电极附近溶液pH减小，b极电极反应为02+ 4e+2H20一40H,0H通过阴离子交换膜从右室移向左室，b极 反应消耗水，导致b电极附近溶液pH增大，D错误 3.D解析：根据原电池总反应式CH2一CH2+02一CH,COOH可知， 通入02的b电极为正极，电极反应式为02+4e+4H*一2H20,通入 CH2=CH2的m电极为负极，电极反应式为CH2=CH2-4e+2H20 =CH,COOH+4H,原电池工作时，电子由负极a电极经过负载流 向正极b电极，阳离子移向正极b、阴离子移向负极a。原电池工作 时，阴离子移向负极a电极，即溶液中的P0向负极移动，A错误： 原电池工作时，电子由负极a电极经过负载流向正极b电极，不能经 过电解质溶液，B错误：负极电极反应式为CH2一CH2-4e+2H20 一CH,C00H+4H,电路中通过0.04mol电子时，0.01 mol CH2 CH2参加反应，标准状况下的体积为224mL,但气体的状态未知，所 以参加反应的CH2一CH2体积不一定为224mL,C错误：通人 CH2=CH2的m电极为负极，电极反应式为CH2=CH2-4e+2H20 =CH,COOH+4H,D正确。 四归纳总结 (1)H2、CH、N2H4、CHOH等均可作为据料电池的憋料。 (2)电解质可以是酸（如H,S0,)、碱（如KOH),也可以是格陆 盐（如1山i2C01N2C03混合物）。(3)燃料电池电极反应式的书写 与电解质溶液有密切关系，一般酸性溶液中电授反应式中不能出现 OH,碱性溶液中电极反应式中不能出现H。 重难聚焦 4.B解析：根据题日介绍，该装置为原电池，是将化学能转变为电 能，A错误：根据正极区物质转化关系图，先发生反应①：02+e 02,然后生成的0；再与C02和A1发生反应②：6C02+2A++602 一山(C,0,)3↓+602，则总反应为反应①x6+反应②得：6C02+ 6e+21一l2(C,04)3↓，B正确：根据装置图可知，该原电池中 金属A!为负极，失去电子，电子经导线流过负载流向0，得电子的电 极（正极），C错误：没有标注是否在标准状况下，所以无法具体计算 消耗CO2的体积，D错误。 黑题 应用提优 题号1 23 4 5 6 7 BD 1.A解析：从图示可以看出电子从极出发，故a极为负极，电极反应 式为Fe2+-e=Fe:b极为正极，电极反应式为2H+2e 一H2↑：除去H,S的过程涉及两个反应步骤，第一步Fe2在电极 上发生反应+-。一下+：第二步，生成的铁离子氧化硫化氧生 成硫单质，离子方程式为2Fe++H,S—2Fe2+2H+S↓，因此 A错误。 2.A解析：由图可知H2S燃料电池的总反应为2H2S+02一S2+ 2H20,电极a上H2S发生失电子的氧化反应生成S2,则电极a为负 极，电极b为正极，正极上02发生得电子的还原反应生成水，正极反 应式为02+4e”+4H一2H20,负极反应式为2H2S-4e=S2+ 4H,电池工作时，电子由负极经过导线流向正极，阴离子移向负极、 阳离子移向正极。该燃料电池中，电极a为负极，电极b为正极，电 子由负极经过导线流向正极b,但不能进入溶液中，即电子不经过 质子膜，A错误：由图可知H,S燃料电池的总反应为2H,S+0,一 4g·mm=0.5dl,会 32g S2+2H20,若有32gS1生成即物质的量为 消耗0.5mml02,标准状况下02的体积为0.5mal×22.4L·mol1= 112L,B正确：电极b为正极，正极上02发生得电子的还原反应生 成水，电极反应式为02+4e+4H”一2H20,C正确：正极反应为 黑白题06