专题1 第2单元 第1课时 原电池的工作原理-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

0 专题1　化学反应与 能量变化 第二单元　化学能与电能的转化 第1课时　原电池的 工作原理 能力作业 02 目录 CONTENTS 基础作业 01 基础作业 (建议用时：10分钟) 考点一　原电池的工作原理 1．下列关于原电池的叙述正确的是(　　) A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转化为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极上发生还原反应 D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极 解析：构成原电池的正、负极可以用金属电极与非金属电极(如石墨作电极)，A错误；原电池中电子流出的一极发生氧化反应，C错误；电流的方向是从正极经外电路流向负极，与电子流动的方向相反，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 4 2．根据原电池形成的条件分析下图所示各装置，其中有电流通过的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 5 3.在如图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y 流向电极X。若X为铅电极，则Y可能是(　　) A．锌 B．银 C．石墨 D．铜 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 6 4．如图所示，两电极分别为碳棒和铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡产生，则下列叙述正确的是(　　) A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为稀硫酸 B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为稀硫酸 D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 7 考点二　原电池原理的应用 5．将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。如图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 8 6．有A、B、D、E四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B；当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋，则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为(　　) A．A>B>E>D B．A>B>D>E C．D>E>A>B D．D>A>B>E 解析：根据“当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B”可知金属性：A>B；根据“当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极”可知金属性：D>A；根据“当B、E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋”可知金属性：B>E，综上可知金属性由强到弱的顺序为D>A>B>E。 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 9 7．某原电池的总反应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是(　　) 解析：根据题述原电池的总反应可知，Cu的化合价升高，Cu作负极，电解质溶液应含有Fe3＋，另一个电极应为比Cu不活泼的金属或导电非金属，则A能实现。 A B C D 电极材料 Cu、C Cu、Ag Cu、Zn Fe、Zn 电解质溶液 Fe(NO3)3(aq) FeSO4(aq) FeCl3(aq) CuSO4(aq) 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 10 能力作业 (建议用时：40分钟) 解析：两个装置都为原电池装置，均为化学能转化为电能的装置，A正确；根据原电池的工作原理，锌比铜活泼，锌作负极、铜作正极，铜本身不是反应物，B错误；锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，C正确；图乙装置产生的电流在一段时间内变化不大，但图甲装置产生的电流在较短时间内就会衰减，D正确。 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列有关图甲和图乙两个装置的叙述不正确的是(　　) A．甲、乙均为化学能转化为电能的装置 B．Zn和Cu既是电极材料又是反应物 C．工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu D．相同条件下，图乙比图甲的能量利用率高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 12 [归纳总结]　盐桥作用 (1)连接内电路形成闭合回路。 (2)维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流。 (3)提高能量转化的效率。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 13 2．在探究柠檬电池的工作原理时，某课外小组同学发现：当按图1所示连接一个柠檬时，二极管不发光；按图2所示连接几个柠檬时，二极管发光。下列说法不正确的是(　　) A．图1中二极管不发光，说明该装置不构成原电池 B．图2中铁环为负极、铜线为正极，负极的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋ C．图1中二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小 D．图2中所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 14 解析：图1中铁环、铜线与柠檬酸构成原电池，二极管不发光是因为单个柠檬电池提供的电压较小，A错误，C正确；图2中活泼金属铁作负极，不活泼金属铜作正极，负极的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，B正确；图2中四个柠檬电池为串联关系，所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 15 3．某电池总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列与此电池总反应不符的原电池是(　　) A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池 B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 D．银片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 16 4.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是(　　) A．电子通过盐桥从乙池流向甲池 B．盐桥中的电解质溶液为KCl溶液 C．开始时，银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋ D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 17 解析：电子不能通过电解质溶液，A错误；乙烧杯 中的电解质溶液为AgNO3溶液，能和KCl反应生成AgCl 沉淀，堵塞盐桥，B错误；铜片是负极，银片是正极，在 银片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，C错误；该原电池 的负极反应为Cu－2e－===Cu2＋，正极反应为2Ag＋＋2e－===2Ag，两极的反应相加得到总反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，与将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应相同，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 18 [易错警示]　 电子在导线中流动而不能在溶液中通过，自由移动的离子在溶液中迁移而不能在导线中通过，即“电子不下水，离子不上岸”。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 19 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 5．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如图： 实验装置 部分现象 a极质量减小； b极质量增加 b极有气体产生； c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极 流向d极 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 20 解析：由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性：a>b；根据第二个装置的现象，依据还原性规律知，金属活动性：b>c；由第三个装置的现象知金属活动性：d>c；第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性：d>a。综上所述，金属活动性顺序是d>a>b>c。 实验装置 部分现象 a极质量减小； b极质量增加 b极有气体产生； c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极 流向d极 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 21 6．用如图装置进行实验，电流计指针偏转。下列 说法不正确的是(　　) A．该装置将化学能转化为电能 B．K＋从a极经阳离子交换膜移向b极 C．工作一段时间，a极附近溶液pH会减小 D．该装置的总反应为H2＋Cl2===2HCl 解析：a极H2发生氧化反应，为负极；b极Cl2发生还原反应，为正极。因为H2在a极放电后消耗了OH－，K＋从a极经阳离子交换膜移向b极，与生成的Cl－形成KCl，因此总反应不是H2＋Cl2===2HCl，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 22 7．分析如图所示的三个原电池装置，其中结论 正确的是(　　) A．装置①中Mg作负极，装置②③中Fe作负极 B．装置①中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋ 6e－===6OH－＋3H2↑ C．装置②中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．装置③中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 23 解析：装置①中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应，Al失去电子作负极，装置②中Fe在浓硝酸中会发生钝化，Cu和浓硝酸反应时，Cu失去电子作负极，A、C错误；装置③中Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 24 [方法技巧]　原电池正、负极的判断方法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 29 10．从NaHPbO2溶液中回收Pb的原电池装置如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．a极为原电池的正极 B．溶液中Na＋从b极区迁移至a极区 C．b极区的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O D．该原电池工作一段时间后，a极区溶液的pH减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 31 11．图甲和图乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法中错误的是(　　) A．图甲电池反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．当图乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 32 解析：根据图甲可知，原电池中Cd为负 极，Cd失电子，Co2＋得电子，所以图甲电池 反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s) ＋Cd2＋(aq)，金属活动性：Cd>Co，A正确； 根据图乙可知，原电池中Co为负极，Co失电 子，Ag＋得电子，所以图乙电池反应的离子方程式为Co(s)＋2Ag＋(aq)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)，金属活动性：Co>Ag，则结合A中分析可知金属活动性：Cd>Co>Ag，因此反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)不能发生，B错误；原电池放电时，盐桥中的阴、阳离子定向移动使原电池内部形成通路，从而形成闭合回路，且盐桥可以使两个烧杯中的溶液保持电中性，C正确；根据Co(s)＋2Ag＋(aq)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)可知，当有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 33 12．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 以下说法正确的是(　　) A．实验1、2中Al电极的 作用相同 B．实验3中正极反应式为Al－3e－===Al3＋ C．实验4中Al电极为正极，反应过程中表面冒气泡 D．由以上实验可知，在原电池中相对活泼的金属作正极还是负极受到多种因素影响 实验编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu 3 Al、石墨 稀盐酸 偏向石墨 4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 35 二、非选择题 13．某同学在做原电池原理的实验时，有如下实验步骤： ①用导线将灵敏电流表的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图1)； ②把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中； ③把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中； ④用导线把锌片和铜片连接起来后，再平行地插入 盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 36 回答下列问题： (1)实验步骤①中观察到的现象是____________________。 (2)实验步骤②中观察到的现象是_____________________________。 (3)实验步骤③中观察到的现象是_____________。 (4)实验步骤④中观察到的现象是______________________________________ ________________________。 电流表指针不偏转 锌片溶解，锌片上有气泡产生 无明显现象 铜片上有大量气泡产生，锌片上没有气泡 或有少量气泡，锌片溶解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 37 (5)通过实验步骤④的现象该同学有了一个猜想，该猜想是________________ __________________。 (6)为了证实该猜想，该同学又设计了第⑤步实验，请简要画出第⑤步实验的装置示意图。 有电子从锌片 经导线向铜片移动 答案：如图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 38 14．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，设计一个最简单的原电池。 (1)在下边方框内画出实验装置图，正极为_____，电极反应式为___________ _________；负极为_____，电极反应式为____________________________。 Pt 答案：如图所示 2Ag＋＋2e－ ===2Ag Cu Cu－2e－===Cu2＋(合理即可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 39 (2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如图所示： 请回答下列问题： ①电极X的材料是______，Y的材料是______， 电解质溶液Z是_____________。 ②盐桥的作用是__________________________ ________________________。 ③外电路中的电流是从______电极流向______电极。 Cu Ag AgNO3溶液 将两个隔离的电解质溶液连接 起来，可使电流持续传导 Ag Cu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 40 解析：根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应)：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag；然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极要保证Ag＋得到负极失去的电子，一般用不能还原Ag＋的材料，可用Pt或碳棒等，电解质溶液只能用含Ag＋的电解质溶液如AgNO3溶液。在带盐桥的原电池中组成半电池时，注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如Cu/Cu2＋或Ag/Ag＋。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 能力作业 41 　　　　　　　　　　　　　 R 8．某学习小组的同学查阅相关资料得到氧化性：Cr2Oeq \o\al(2－,7)>Fe3＋，设计了如图所示的双液原电池。盐桥中装有含琼脂的饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是(　　) A．甲烧杯的溶液中发生还原反应 B．外电路的电流方向是从a极到b极 C．电池工作时，盐桥中的SOeq \o\al(2－,4)移向甲烧杯 D．乙烧杯中的电极反应式为2Cr3＋＋7H2O－6e－ ===Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋14H＋ 　解析：由于氧化性：Cr2Oeq \o\al(2－,7)>Fe3＋，即Cr2Oeq \o\al(2－,7)可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，故在原电池中，Fe2＋失电子被氧化，则a极为负极；Cr2Oeq \o\al(2－,7)得电子被还原，则b极为正极。Fe2＋失电子被氧化，即甲烧杯的溶液中发生氧化反应，A错误；外电路中电流由正极流向负极，即由b极流向a极，B错误；原电池中，阴离子移向负极，则SOeq \o\al(2－,4)移向甲烧杯，C正确；乙烧杯中Cr2Oeq \o\al(2－,7)得电子被还原，则电极反应式为Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，D错误。 9．依据Cd＋Hg2SO4===2Hg＋Cd2＋＋SOeq \o\al(2－,4)反应原理，设计出韦斯顿标准电池，其简易装置如图。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A．电池工作时Cd2＋向电极B移动 B．电极A上发生的反应为Hg2SO4＋2e－===2Hg＋SOeq \o\al(2－,4) C．电极B上发生还原反应 D．反应中每生成a mol Hg转移2a mol电子 解析：依据反应Cd＋Hg2SO4===2Hg＋Cd2＋＋SOeq \o\al(2－,4)可知，Cd失去电子发生氧化反应，电极B为负极，电极A为正极。电池工作时Cd2＋向正极移动，即向电极A移动，A错误；电极A是原电池的正极，该电极上发生的反应为Hg2SO4＋2e－===2Hg＋SOeq \o\al(2－,4)，B正确；电极B是原电池的负极，该电极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为Cd－2e－===Cd2＋，C错误；反应中每生成a mol Hg转移a mol电子，D错误。 　解析：a极为正极，A正确；在原电池中，阳离子由负极向正极移动，则溶液中Na＋从b极区迁移至a极区，B正确；b极为负极，b极区H2失电子生成水，C正确；a极区发生的反应为HPbOeq \o\al(－,2)＋2e－＋H2O===Pb＋3OH－，故一段时间后，a极区溶液的pH增大，D错误。 解析：实验1中，氧化还原反应发生在金属镁和稀盐酸之间，失电子的是金属镁，为负极，Al为正极，实验2中，氧化还原反应发生在金属铝和稀盐酸之间，失电子的是金属铝，为负极，所以实验1、2中Al电极的作用不相同，故A错误；Al、石墨、稀盐酸构成的原电池中，较活泼的金属铝作负极，电极反应为Al－3e－===Al3＋；石墨为正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；实验4中，金属铝和氢氧化钠可以发生自发的氧化还原反应，失电子的是金属铝，为原电池的负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlOeq \o\al(－,2)＋2H2O，故C错误；根据表中实验结果可知，在原电池中相对活泼的金属作正极还是负极，与两个电极的相对活泼性有关，也与电解质溶液有关，故D正确。 $$