第5板块 大主题整合2 微课时突破1 基础知识一课过（零散知识系统化，为深化学习奠基）（课件）-【创新方案】2026年高考化学一轮复习Ⅰ

大主题整合 （二） 原电池 化学电源 |课|标|要|求| 1．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 2．能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 3．能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如新型电池的开发等。 微课时突破 1　 基础知识一课过 （零散知识系统化，为深化学习奠基） 一、 二、 逐点清(一) 原电池的工作原理 三、 目 录 逐点清(二) 化学电源 课时跟踪检测 逐点清(一) 原电池的工作原理 (一)原电池的定义和原理 1．原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是 反应。 2．构成条件 输入你的标题 系统知识 氧化还原 一看反应 看是否有能 的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极(金属或 ) 三看闭合回路 形成需三个条件：① ；②两电极直接或间接接触；③两电极插入 中 自发进行 石墨 电解质溶液 电解质溶液 名称 单液原电池 双液原电池 装置 总反应 Zn+Cu2+ === Zn2++Cu 电极 负极： 电子，发生 反应； 正极： 电子，发生 反应 失去 得到 氧化 3．单液原电池和双液原电池的工作原理 还原 续表 微粒移动方向 电子：从负极流出经外电路流入 极； 电流：从正极流出经外电路流入 极； 离子：阴离子向 极移动(如S)，阳离子向 极移动 相同点 正、负极电极反应，总反应式，电极现象 不同点 还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 Zn与氧化剂Cu2+不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 正 负 负 正 [注意]　①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。②盐桥的作用：a．连接内电路，形成闭合回路；b．平衡电荷，使原电池不断产生电流。 (二)原电池中正、负极的确定方法 (三)原电池电极反应式的书写 (四)原电池原理的应用 1．比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 2．加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 3．用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 4．设计制作化学电源 (1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。 (2)根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。 输入你的标题 基点查清 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O === ZnO+ 2MnOOH，电池工作时，MnO2发生氧化反应 ( ) (2)(鲁科版教材习题)碱性Zn-Ag2O电池中锌为负极，发生还原反应 ( ) (3)锌铜原电池中，有电子通过电解质溶液形成闭合回路，因此有电流产生 ( ) (4)因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁为负极、铜为正极 ( ) (5)Mg-Al形成的原电池中，Mg一定作负极 ( ) × × × × × 2．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是 (　 ) A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e- === 6OH-+3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e- === Fe2+ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e- === H2↑ √ 解析：②中Mg作正极，③中Fe作正极，A错误；③中 Cu作负极，电极反应式为Cu-2e- === Cu2+，C错误；④中Cu作正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O === 4OH-，D错误。 3．海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂—海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是 (　 ) A．海水起电解质溶液作用 B．N极发生的电极反应： 2H2O+2e- === 2OH-+H2↑ C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D．该锂—海水电池属于一次电池 √ 解析：锂—海水电池的总反应为2Li+2H2O === 2LiOH+H2↑，M极上Li失去电子发生氧化反应，则M极为负极，电极反应式为Li-e- === Li+，N极为正极，电极反应式为2H2O+2e- === 2OH-+H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e- === 4OH-。海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；由上述分析可知，N极为正极，电极反应式为2H2O+2e- === 2OH-+H2↑和O2+2H2O+4e- === 4OH-，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。 4．(2025·河北保定一模)某化学兴趣小组设计的一个简易的原电池装置如图，室温下进行了四组实验。下列说法正确的是 (　 ) 实验标号 ① ② ③ ④ a电极材料 石墨 石墨 铁单质 铁单质 b溶液(足量) FeCl3溶液 浓硝酸 CuSO4溶液 稀硫酸 A．实验①中正极的电极反应式为Fe3++3e- === Fe B．实验②中电流表的指针会发生偏转，N向a电极移动 C．当实验③中外电路通过0.1 mol电子时，理论上Cu电极的质量增加3.2 g D．实验④放电过程中，a电极质量减少，b溶液的酸性增强 √ 解析：实验①中Cu能与FeCl3发生Cu+2FeCl3 === CuCl2+2FeCl2，根据原电池工作原理，Cu为负极，石墨为正极，正极上得电子，即电极反应式为Fe3++e- === Fe2+，故A错误；实验②中Cu能与浓硝酸发生Cu+4HNO3(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，该反应为氧化还原反应，符合原电池构成条件，电流表的指针会偏转，N向负极移动，即向Cu电极移动，故B错误；实验③中发生的反应为Fe+CuSO4 === FeSO4+Cu，a电极为负极，Cu电极为正极，正极反应式为Cu2++2e- === Cu，电路中通过0.1 mol电子，Cu电极上质量增大3.2 g，故C正确；实验④中发生的反应为Fe+H2SO4 === FeSO4+H2↑，根据原电池工作原理，Fe为负极，失去电子，a极质量减少，硫酸参与反应生成H2，溶液的酸性减弱，故D错误。 [归纳总结]　根据电池反应设计原电池的模板 拆分反应 将氧化还原反应分成两个“半反应”(电极反应) 选择 电极材料 将还原剂(一般为较活泼金属)作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极 构成 闭合回路 如果两个“半反应”分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子 画出 装置图 结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等 逐点清(二) 化学电源 输入你的标题 系统知识 (一)一次电池 1．碱性锌锰干电池   材料 电极反应 负极 Zn _________________________ 正极 碳棒 _______________________________ 总反应 Zn+2MnO2+2H2O === 2MnOOH+Zn(OH)2 Zn+2OH--2e-=== Zn(OH)2 MnO2+H2O+e- ===MnOOH+OH-   材料 电极反应 负极 Zn ___________________________ 正极 Ag2O ____________________________ 电解质溶液 KOH溶液 总反应 Zn+Ag2O+H2O === Zn(OH)2+2Ag 2．纽扣式锌银电池 Zn+2OH--2e- ===Zn(OH)2 Ag2O+H2O+2e- === 2Ag+2OH- 3．锂电池 Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。   材料 电极反应 负极 Li _________________ 正极 碳棒 ____________________________ 电解质溶液 LiAlCl4-SOCl2 总反应 8Li+3SOCl2 === 6LiCl+Li2SO3+2S 8Li-8e- === 8Li+ 3SOCl2+8e- === 2S+S+6Cl- (二)二次电池 1．铅酸蓄电池 总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)。 (1)放电时——原电池 负极反应：______________________________； 正极反应：_______________________________________________ 。 (2)充电时——电解池 阴极反应：_____________________________； 阳极反应：_______________________________________________。 Pb(s)+S(aq)-2e- === PbSO4(s) PbO2(s)+4H+(aq)+S(aq)+2e- === PbSO4(s)+2H2O(l) PbSO4(s)+2e- === Pb(s)+S(aq) PbSO4(s)+2H2O(l)-2e- === PbO2(s)+4H+(aq)+S(aq) 2．图解二次电池的充、放电原理 (1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为“负接负后作阴极，正接正后作阳极”。 (2)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的(保证电子得失要写在前面)；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。 (三)燃料电池 1．氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2-4e- === 4H+ _______________________ 正极反应式 O2+4e-+4H+ === 2H2O _____________________ 电池总反应式 2H2+O2 === 2H2O 备注 燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用 2H2+4OH--4e- === 4H2O O2+2H2O+4e- === 4OH- 2．燃料电池电极反应式的书写 第一步 写出燃料电池的总反应式： 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。 如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)， CH4+2O2 ===CO2+2H2O　① CO2+2NaOH === Na2CO3+H2O　② ①式+②式得电池总反应式为CH4+2O2+2NaOH === Na2CO3+ 3H2O 续表 第二步 写出电池的正极反应式： 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况： ①酸性电解质溶液环境下的电极反应式： O2+4H++4e- === 2H2O； ②碱性电解质溶液环境下的电极反应式： O2+2H2O+4e- === 4OH-； ③固体电解质(高温下能传导O2-)环境下的电极反应式：O2+4e- === 2O2-； ④熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下的电极反应式：O2+2CO2+4e- === 2C 续表 第三步 根据电池总反应式和正极反应式，写出负极反应式：电池反应的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2 输入你的标题 发掘教材 [科学史话·人教版选择性必修一P99] 伏打电堆的发明，促进了新元素的 发现、研究及电学的进一步发展，也为 电化学的创建开辟了道路。 图中各数字分别表示：1．铜片； 2．锌片；3．湿布片；4．金属片。 有关伏打电池的说法正确的是 (　 ) A．为减轻电池的重量，金属片可以用塑料片代替 B．锌片作电池的负极，发生氧化反应 C．铜片作电极的正极，发生的电极反应为Cu2++2e- === Cu D．如果铜片和锌片中间用浸有氯化钠的溶液的布料隔开，电池不能提供电流 解析：电极材料要导电，A错误；锌的活泼性比铜强，作电源负极失电子发生氧化反应，B正确；铜作正极，不参与电极反应，C错误；加入电解质溶液仍然构成原电池，D错误。 √ 输入你的标题 基点查清 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加，电池发生了放电反应 ( ) (2)铅酸蓄电池的正极质量增加3.2 g时，电路中通过的电子数目为0.1NA ( ) (3)铅蓄电池放电时的正极反应：Pb-2e-+S === PbSO4 ( ) (4)(人教版教材习题)甲醇酸性电池负极发生的反应为CH3OH+6e-+H2O === CO2+6H+ ( ) × × √ √ 2．(2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O === ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　 ) A．电池工作时，MnO2发生氧化反应 B．电池工作时，OH-通过隔膜向正极 移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 √ 解析：MnO2转化为MnOOH，Mn由+4价降为+3价，MnO2作氧化剂，发生还原反应，A错误；原电池工作时阴离子向负极移动，B错误；温度较低时，反应速率会降低，C正确；MnO2转化为MnOOH，Mn由+4价降为+3价，每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×1023，D错误。 3．(2024·北京卷)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 (　 ) A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，N向负极方向 移动 C．MnO2发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为Zn-2e- === Zn2+ √ 解析：酸性锌锰干电池的锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误；原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误；MnO2发生得电子的还原反应，故C错误；锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应：Zn-2e- === Zn2+，故D正确。 4．燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4、C2H6等)与氧气(或空气)反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下列关于乙烷(C2H6)燃料电池的说法正确的是 (　 ) A．通入5.6 L O2完全反应后，有1 mol电子发生转移 B．负极反应式：C2H6+18OH-+14e- === 2C+12H2O C．该电池工作时，正极附近溶液的碱性增强 D．燃料电池的优点之一是燃料反应时化学能全部转化为电能 √ 解析：气体所处的状态未知，不能计算5.6 L O2的物质的量，故A错误；乙烷燃料电池中，负极上乙烷失去电子发生氧化反应，电解质溶液呈碱性，则其电极反应式为C2H6+18OH--14e- === 2C+ 12H2O，故B错误；该电池工作时，正极反应为O2+4e-+2H2O === 4OH-，生成OH-，正极附近溶液的碱性增强，故C正确；燃料的化学能不能全部转化为电能，还转化为热能等其他形式的能量，故D错误。 [归纳总结]　燃料电池电极反应的书写(以甲烷为例) (1)酸性介质(如H2SO4)或传导质子(H+)的固体介质 负极反应式 CH4+2H2O-8e- === CO2+8H+ 正极反应式 O2+4H++4e- === 2H2O 总反应式 CH4+2O2 === CO2+2H2O (2)碱性介质(如KOH) (3)熔融盐介质(如K2CO3) 负极反应式 CH4+10OH--8e- === C+7H2O 正极反应式 O2+2H2O+4e- === 4OH- 总反应式 CH4+2O2+2OH- === C+3H2O 负极反应式 CH4+4C-8e- === 5CO2+2H2O 正极反应式 O2+2CO2+4e- === 2C 总反应式 CH4+2O2 === CO2+2H2O (4)用能传导氧离子(O2-)的固体作介质 负极反应式 CH4+4O2--8e- === CO2+2H2O 正极反应式 O2+4e- === 2O2- 总反应式 CH4+2O2 === CO2+2H2O |大|概|念|知|识|体|系|构|建| 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