第38讲 原电池 常见化学电源-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版）

优化探究 大单元四　化学反应原理 专题10　化学反应与能量 第38讲　原电池　常见化学电源　 1 [导航·复习目标]　1.理解原电池的工作原理。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.能够书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。 2 考点一　原电池的工作原理 考点二　常见化学电源 练真题 明考向 课时作业38　原电池　常见化学电源 3 考点一　原电池的工作原理 4 1.概念 原电池是把________能转化为________能的装置。 2.构成条件 梳理 必备知识 化学 电 5 3.原电池的工作原理(以锌铜原电池为例) 6 盐桥的组成和作用 (1)盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。 (2)盐桥的作用：a.连接内电路，________________； b. ___________，使原电池不断产生电流。 (3)盐桥中离子移向：阴离子移向________，阳离子移向________。 形成闭合回路 平衡电荷 负极 正极 7 (1)锌铜原电池中，盐桥可以换成导线。(　　) (2)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正 极移动。(　　) (3)构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不同的金属。(　　) (4)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定是负极。 (　　) (5)原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数。(　　) × × × × √ 8 (6)图1能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移。(　　) (7)图2能实现Cu＋H2SO4====CuSO4＋H2↑。(　　) √ × 9 一、原电池的构成及工作原理 1.(2025·江苏盐城模拟)利用电化学原理，可将H2、CO2转化为C2H5OH，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.电极2是电源的负极 B.H＋由右侧通过质子膜移向左侧 C.该装置工作时电能转化为化学能 D.电极1上电极反应式为2CO2＋12e－ ＋12H＋====C2H5OH＋3H2O 提升 关键能力 C 10 解析：原电池负极发生氧化反应， 右侧氢气失电子为负极，则电极2为 负极，左侧二氧化碳得电子转化为 乙醇，则电极1为正极，原电池工作 时，阳离子向正极移动，即氢离子 从右侧通过质子膜移向左侧，据此分析。由分析可知，电极2为负极，A正确；由图可知，该原电池工作时，H＋由右侧通过质子膜移向左侧，B正确；由图可知，该装置为原电池，工作中是化学能转化为电能， C错误；由图知CO2在电极1上得到电子转化为乙醇，电极反应式为2CO2＋12e－＋12H＋====C2H5OH＋3H2O，D正确。 11 2.控制合适的条件，可使反应2Fe3＋＋ 2I－⥫⥬2Fe2＋＋I2向不同的方向进行， 改变电极反应。 (1)反应开始时，乙中石墨电极的名称： ________，反应类型：________；甲中 发生________(填“氧化”或“还原”) 反应，电极反应式为__________________。  (2)一段时间后，电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨为________(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_________________。  负极　 氧化反应　 还原 Fe3＋＋e－====Fe2＋ 正　 I2＋2e－====2I－ 12 二、电极的判断与电极反应式的书写 3.有如图所示的四个装置，回答相关问题： (1)图①中，Mg为________极。  负　 13 (2)图②中，Mg为_______极，写出负极反应式：  _______________________________________，  正极反应式：_________________________________________，  总反应的离子方程式：_____________________________________。  正 2Al＋8OH－－6e－====2Al＋4H2O 6H2O＋6e－====6OH－＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O====2Al＋3H2↑ 14 (3)图③中，Fe为_______极，写出负极反应式：_________________，  正极反应式：______________________________________，  总反应的化学方程式：_________________________________________。  正 Cu－2e－====Cu2＋ 2N＋4H＋＋2e－====2NO2↑＋2H2O Cu＋4HNO3(浓)====Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 15 (4)图④装置能否构成原电池?________(填“能”或“否”)，若能构成原电池，正极为________，电极反应式为_________________________ (若不能构成原电池，后两问不用回答)。  能 Cu O2＋2H2O＋4e－====4OH－ 16 三、原电池原理的应用 4.根据下图，可判断下列离子方程式错误的是(　　) A.2Ag(s)＋Cd2＋(aq)====2Ag＋(aq)＋Cd(s) B.Co2＋(aq)＋Cd(s)====Co(s)＋Cd2＋(aq) C.2Ag＋(aq)＋Cd(s)====2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D.2Ag＋(aq)＋Co(s)====2Ag(s)＋Co2＋(aq) A 17 解析：由第一个原电池装置中正、负极的标注可知，该装置在反应过程中Cd失去电子为负极，发生氧化反应，则Co电极在反应过程中发生还原反应，由上可知，Cd的金属性强于Co；由第二个原电池装置中正、负极的标注可知，Co在反应过程中失去电子，则Ag电极在反应过程中得电子，说明Co的金属性强于Ag；综上可知三者的金属性强弱顺序为Cd＞Co＞Ag。再根据在氧化还原反应中，活泼性强的金属能将活泼性较弱的金属从其盐溶液中置换出来的规律可知，A项是错误的。 18 5.有M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋====N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－====E，N－2e－====N2＋。四种金属的还原性由强到弱的顺序是_____________。  P＞M＞N＞E 解析：①M置换出N，故M的还原性比N的强；②M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡，故M是正极，P的还原性比M的强；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，N发生氧化反应生成N2＋，故N的还原性比E的强。综上所述，还原性由强到弱的顺序为P＞M＞N＞E。 19 四、原电池的设计 6.设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋的强。 (1)写出能说明氧化性Fe3＋比Cu2＋强的离子方程式： _______________________________。  (2)若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是： ①负极：_______________________。  ②正极：_______________________。  2Fe3＋＋Cu====2Fe2＋＋Cu2＋ Cu－2e－====Cu2＋ 2Fe3＋＋2e－====2Fe2＋ 20 (3)在下表中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液。 ①不含盐桥 ②含盐桥         (答案合理即可) 21 原电池原理的四大应用 (1)比较金属的活动性，在原电池中，一般较活泼的金属为负极 (注意电解质溶液对电极反应的影响)。 (2)增大化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可增大反应(腐蚀)速率。 (3)应用于金属防护。 (4)设计原电池。 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 22 考点二　常见化学电源 23 1.一次电池 梳理 必备知识   负极反应式：Zn＋2OH－－2e－====Zn(OH)2； 正极反应式：MnO2＋H2O＋e－====MnOOH＋OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O====2MnOOH＋Zn(OH)2 24   负极反应式：Zn＋2OH－－2e－====ZnO＋H2O； 正极反应式：Ag2O＋H2O＋2e－====2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O====ZnO＋2Ag 25 2.二次电池 铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 (1)放电时： 负极反应式：Pb＋S－2e－====PbSO4； 正极反应式：PbO2＋4H＋＋S＋2e－==== PbSO4＋2H2O。 放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，溶液中消耗H2SO4 _______ mol。 2 26 (2)充电时： 阴极反应式：PbSO4＋2e－====Pb＋S； 阳极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－====PbO2＋4H＋＋S。 充电一段时间电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 [特别提醒]　充电时电极的连接，负接负为阴极，正接正为阳极。 减小 27 3.燃料电池 (1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除H2外，还有CO、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。 (2)燃料电池的电解质常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响。 28 (3)以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。 ①酸性溶液(或含质子交换膜) 正极：__________________________， 负极：_________________________________。 ②碱性溶液 正极：_________________________， 负极：CH3OH－6e－＋8OH－====C＋6H2O。 O2＋4e－＋4H＋====2H2O CH3OH－6e－＋H2O====CO2＋6H＋ O2＋4e－＋2H2O====4OH－ 29 ③固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动) 正极：___________________， 负极：CH3OH－6e－＋3O2－====CO2＋2H2O。 ④熔融碳酸盐(C) 正极(通入CO2)：O2＋4e－＋2CO2====2C， 负极：CH3OH－6e－＋3C====4CO2＋2H2O。 O2＋4e－====2O2－ 30 (1)MnO2是碱性锌锰电池中的催化剂，可使锌锰电池的比能量更高。 (　　) (2)碱性锌锰电池中，1 mol Zn和1 mol MnO2放电转移电子数相等。 (　　) (3)铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增大。(　　) (4)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。(　　) (5)可充电电池充电时，电池的正极应连接外接电源的负极。(　　) (6)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应。(　　) × × × × × √ 31 一、“一池多变”的燃料电池 1.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 提升 关键能力 C 32 解析：气体所处的状况未知，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，正极反应式为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。 33 2.(2025·江苏盐城模拟)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH－O2、 N2H4－O2、(CH3)2NNH2－O2清洁燃料电池，下列说法正确的是(　　) A.放电过程中，K＋均向负极移动 B.放电过程中，KOH的物质的量均减小 C.消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2－O2燃料电池的理论放电量最大 D.消耗1 mol O2时，理论上N2H4－O2燃料电池气体产物的体积在标准状 况下为11.2 L C 34 解析：碱性环境下，CH3OH－O2燃料电池总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH====2K2CO3＋6H2O，N2H4－O2燃料电池总反应为N2H4＋O2 ====N2＋2H2O，(CH3)2NNH2中C和N元素的化合价均为－2价，H元素的化合价为＋1价，根据氧化还原反应原理可推知，(CH3)2NNH2－O2燃料电池总反应为(CH3)2NNH2＋4O2＋4KOH====2K2CO3＋N2＋6H2O。 A.放电过程为原电池工作原理，所以K＋均向正极移动，A错误；B.根据上述分析可知，N2H4－O2燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，另外两种燃料电池均消耗KOH，所以KOH的物质的量减小，B错误；C.理论放电量与燃料的物质 35 的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为m g，甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量(物质的量表达式)分别是×6、×4、×16，通过比较可知，(CH3)2NNH2－O2燃料电池的理论放电量最大，C正确；D.根据得失电子守恒和总反应式可知，消耗1 mol O2，理论上N2H4－O2燃料电池生成1 mol氮气，在标准状况下的体积为22.4 L，D错误。 36 二、“二次电池”的充、放电分析 3.(2025·八省联考河南卷)我国科学家 设计了一种水系S－MnO2可充电电池， 其工作原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.充电时，电极b为阳极 B.充电时，阳极附近溶液的pH增大 C.放电时，负极的电极反应：Cu2S－4e－====S＋2Cu2＋ D.放电时，溶液中 Cu2＋向电极b方向迁移 C 37 解析：由题图可知，放电时，电极a上 MnO2转化为Mn2＋，发生还原反应，电 极b上Cu2S转化为S和Cu2＋，发生氧化 反应，则电极a为正极，电极b为负极； 充电时，电极a上Mn2＋转化为MnO2， 发生氧化反应，电极b上S和Cu2＋转化 为Cu2S，发生还原反应，此时电极a为 阳极，电极b为阴极。充电时，S和Cu2＋ 转化为Cu2S，发生还原反应，则电极b为阴极，A错误；根据分析，充电时，电极b为阴极，则电极a为阳极，电极a的电极反应为Mn2＋＋2H2O－2e－====MnO2＋4H＋，阳极附近溶液的pH减小，B错误；放电时，电极b为负极，负极的电极反应为Cu2S－4e－====S＋2Cu2＋，C正确；放电时，溶液中Cu2＋向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误。 38 4.(2021·浙江1月选考)镍镉电池是二 次电池，其工作原理示意图如下(L为 小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流 电源的两极)。 下列说法不正确的是(　　) A.断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能 B.断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应 C.电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变 D.镍镉二次电池的总反应式：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋ 2Ni(OH)2 C 39 解析：根据图示，电极A充电时为阴极， 则放电时电极A为负极，负极上Cd失电 子发生氧化反应生成Cd(OH)2，负极反 应式为Cd－2e－＋2OH－====Cd(OH)2， 电极B充电时为阳极，则放电时电极B为 正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH＋2e－＋2H2O====2Ni(OH)2＋2OH－，放电时总反应为Cd＋2NiOOH＋2H2O====Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。A项，断开K2、合上K1，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能，A正确；B项，断 40 开K1、合上K2，为充电过程，电极A与 直流电源的负极相连，电极A为阴极， 发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2＋ 2e－====Cd＋2OH－，B正确；C项，电 极B发生氧化反应的电极反应式为 2Ni(OH)2－2e－＋2OH－====2NiOOH＋ 2H2O，则电极A发生还原反应的电极反 应式为Cd(OH)2＋2e－====Cd＋2OH－，此时为充电过程，总反应为 Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiOOH＋2H2O，溶液中KOH浓度减小， C错误；D项，根据分析，放电时总反应为Cd＋2NiOOH＋2H2O==== Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式为Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，D正确。 41 二次电池原理分析的思维模型 42 三、常见电池中电极反应式的书写 5.根据电池反应书写电极反应式。 (1)碱性铁电池的电池反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O====3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。 负极反应式：________________________________，  正极反应式：________________________________________。  Zn－2e－＋2OH－====Zn(OH)2 Fe＋4H2O＋3e－====Fe(OH)3＋5OH－ 43 (2)Mg－AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式：2AgCl＋Mg====Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。 负极反应式：_____________________________，  正极反应式：_____________________________。  Mg－2e－====Mg2＋ AgCl＋e－====Ag＋Cl－ 44 (3)潜艇中使用的液氨液氧燃料电池工作原理如图所示： 电极a的电极反应式为___________________________________。  2NH3－6e－＋6OH－====N2＋6H2O 45 电极反应式书写的一般方法 46 练真题 明考向 47 1.(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2×6.02×10－23 C 48 解析：Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋ 2OH－====ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极 反应式为MnO2＋e－＋H2O====MnOOH＋ OH－。A项，电池工作时，MnO2为正极，得 到电子，发生还原反应，故A错误；B项，电 池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，故B 错误；C项，环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故 C正确；D项，由电极反应式MnO2＋e－＋H2O====MnOOH＋OH－可知， 反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×10－23，故D错误。 49 2.(2024·北京卷)酸性锌锰干电池的构 造示意图如图。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＋ D 50 解析：A项，酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误；B项，原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误；C项，MnO2发生得电子的还原反应，故C错误；D项，锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应：Zn－2e－====Zn2＋，故D正确。 51 3.(2023·辽宁卷)某低成本 储能电池原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.放电时负极质量减小 B.储能过程中电能转变为化学能 C.放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧 D.充电总反应：Pb＋S＋2Fe3＋====PbSO4＋2Fe2＋ B 52 解析：A.放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；B.储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；C.放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H＋通过质子交换膜移向右侧，C错误；D.充电时，总反应为PbSO4＋2Fe2＋====Pb＋S＋2Fe3＋，D错误。 53 4.(2023·海南卷)利用金属Al、海水及其中的溶 解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的 是(　　) A.b电极为电池正极 B.电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动 C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D.每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量 A 54 解析：电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的Na＋向b电极移动，B错误；电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子：Al－3e－====Al3＋，铝离子水解使紧邻a电极区域的海水呈酸性，C错误；每消耗1 kg Al，电池最多向外提供 mol×3= mol电子的电量，D错误。 55 5.(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭， 可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作 原理如图。下列说法正确的是(　　) A.Ag作原电池正极 B.电子由Ag经活性炭流向Pt C.Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－====4OH－ D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ B 56 解析：由题图分析可知，Ag电极失去电子发生氧化反应生成Ag＋，再与Cl－结合，Ag为负极，A错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt， B正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－==== 2H2O，C错误；每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移2 mol电子，最多去除2 mol Cl－，D错误。 57 6.(2023·河北卷)我国科学家发明了一种以 和MnO2为电 极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电 解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料 转化为 。 58 下列说法错误的是(　　) A.充电时，b电极上发生还原反应 B.充电时，外电源的正极连接b电极 C.放电时，①区溶液中的向②区迁移 D.放电时，a电极的电极反应式为MnO2＋4H＋ ＋2e－====Mn2＋＋2H2O B 59 解析：根据题中信息可知，电池放电时，聚合物 电极材料由 转化为 ， 同时释放出K＋，该反应为氧化反应，故可判断出 聚合物为电池的负极材料。结合②区电解质溶液为K2SO4溶液、右侧为 阳离子交换膜等条件，可以确定b电极材料为 ，是电池的 60 负极，则a电极是电池的正极。题中指出，①区、 ②区、③区电解质溶液的酸碱性不同，b电极上反 应释放出K＋，且右侧为阳离子交换膜，可以推测 出③区电解质溶液为KOH溶液，则①区溶液为酸 性溶液。根据以上分析，电池放电时，b电极上发 生氧化反应，为负极，则充电时该电极与外电源 的负极连接，发生还原反应，A正确；充电时， b电极上发生还原反应，则外电源的负极应与b电 极连接，B错误；放电时，a电极为电池的正极，阴离子向负极迁移，因此①区溶液中的S通过阴离子交换膜向②区迁移，C正确；a电极为MnO2电极，是电池的正极，放电时a电极上发生还原反应，且①区溶液为酸性溶液，即MnO2在酸性条件下得电子转化为Mn2＋，电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－====Mn2＋＋2H2O，D正确。 61 课时作业38　原电池　常见化学电源 62 一、选择题(每小题3分) 1.关于如图所示装置的叙述，正确的是(　　) A.该装置能将电能转化为化学能 B.锌是负极，锌片质量逐渐减小 C.电子由铜片经导线流向锌片 D.负极反应式为Cu2＋＋2e－====Cu 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 63 解析：A.该装置为将化学能转化为电能的原电池， 故A错误；B.金属活泼性强的锌电极为原电池的负极， 锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极质量逐渐 减小，故B正确；C.金属活泼性强的锌电极为原电池 的负极，铜电极为正极，电子由负极锌片经导线流向正极铜片，故C错误；D.金属活泼性强的锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－====Zn2＋，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 64 2.某小组利用下列装置进行电化学实验，下列实验 操作及预期现象正确的是(　　) A.X和Y与电流表连接，电子由Cu极流向Zn极 B.X和Y与电流表连接，将Zn换成Fe测得电流更大 C.X和Y分别与电源“－”“＋”极相连，Cu极质量 减轻 D.X和Y分别与电源“－”“＋”极相连，Zn极质量减轻 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：X和Y与电流表连接，会构成原电池，Zn为负极，电子由Zn极流向Cu极，A错误；Fe、Cu的活动性相差小，测得电流也小，B错误； X和Y分别与电源“－”“＋”极相连，Cu作阳极，Cu极本身失电子发生氧化反应，质量减轻，C正确，D错误。 C 65 3.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A.甲：溶液中Zn2＋向Cu电极方向移动，电子由Zn经导线流向Cu，再由Cu经电解质溶液流向Zn，形成闭合回路 B.乙：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O====2Ag＋2OH－ 66 C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄，后改良为碱性电解质 D.丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 答案：A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 67 解析：A.Zn是负极失电子，电子由锌经导线流向铜电极，但不可以通过 电解质溶液，Cu电极表面有大量电子，溶液中阳离子向Cu电极方向移 动、氢离子在铜电极上得到电子产生氢气，故A错误；B.Ag2O是正极， 电解液是KOH溶液，正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O====2Ag＋ 2OH－，故B正确；C.锌筒作负极，发生失电子的氧化反应，故锌锰干 电池的锌筒会变薄，后改良为碱性电解质，故C正确；D.铅酸蓄电池放 电时总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4====2PbSO4＋2H2O，使用一段时间后， 电解质溶液硫酸的浓度减小，酸性减弱，导电能力下降，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 68 4.“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O====2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是 (　　) A.镁片作为正极 B.食盐水作为电解质溶液 C.电池工作时镁片逐渐被消耗 D.电池工作时实现了化学能向电能的转化 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 69 解析：A.从电池反应看，Mg由0价升高到＋2价，则镁片失电子，作负极，A错误；B.食盐水中含有Na＋和Cl－，具有导电性，可作为电解质溶液，B正确；C.电池工作时，镁片不断失电子生成Mg2＋进入溶液，所以镁片逐渐被消耗，C正确；D.电池工作时，通过发生化学反应产生电流，从而实现化学能向电能的转化，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 70 5.(2025·江苏无锡模拟)利用微生物处理 有机废水获得电能，同时可实现海水淡 化，现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性 电极，用如图所示装置处理有机废水(以 含CH3COO－的溶液为例)。下列说法正 确的是(　　) A.a极发生还原反应 B.为了实现海水的淡化，隔膜1为阳离子交换膜 C.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比约为2∶1 D.该装置内工作温度越高，海水淡化效果越好 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 71 解析：据图可知a极上CH3COO－转化为 CO2和H＋，C元素被氧化，所以a极为原 电池的负极，发生氧化反应，电极反应 式为CH3COO－＋2H2O－8e－====2CO2↑ ＋7H＋，则b极为正极，发生还原反应， 电极反应式为2H＋＋2e－====H2↑，据此解答。由分析知，a极为原电池的负极，发生氧化反应，A错误；为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，B错误；a为负极，CH3COO－失电子被氧化成CO2和H＋，结合电荷守恒可得电极反应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 72 式为CH3COO－＋2H2O－8e－====2CO2↑ ＋7H＋，b极为正极，水溶液为酸性，所 以氢离子得电子产生氢气，电极反应式 为2H＋＋2e－====H2↑，所以当转移8 mol 电子时，正极产生4 mol气体，根据负极 反应式可知负极产生2 mol气体，正、负极产生气体的物质的量之比约为4∶2=2∶1，C正确；工作温度越高，微生物的催化效果反而会降低，海水淡化效果不一定越好，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 73 6.(2025·湖南益阳模拟)为探究AgNO3与KI溶液能否发生氧化还原反应， 设计了如下装置：闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质 析出。下列说法正确的是(　　) A.Y电极为阴极 B.右侧烧杯中N经盐桥移向左侧烧杯 C.闭合K后右侧烧杯中溶液pH不断升高 D.若将X电极换成Ag，实验现象不变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 74 解析：根据题目信息和装置可知，该 装置为原电池，闭合K一段时间后， 观察到Y电极表面有银白色物质析出， 则Y电极是正极，生成的银白色物质 为银单质，X电极是负极。Y电极的电 极反应式是Ag＋＋e－====Ag，X电极 的电极反应式为2I－－2e－====I2。A.由分析可知，Y电极是正极，A错误；B.原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，盐桥中的硝酸根离子向 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 75 左侧烧杯移动，钾离子向右侧烧杯中 移动，右侧烧杯中N浓度基本不变， B错误；C.闭合K后右侧烧杯中银离子 得电子生成银单质，银离子浓度下降， 溶液pH会升高，C正确；D.之前X电极 发生2I－－2e－====I2，左侧烧杯会显 蓝色，若将X电极换成Ag，X电极是负极，Ag－e－＋I－====AgI↓，左侧烧杯中会产生黄色沉淀，溶液不变蓝，实验现象改变，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 76 7.(2025·河北邯郸模拟)根据光合 作用原理，设计如图原电池装置。 下列说法正确的是(　　) A.a电极为原电池的正极 B.外电路电流方向是a→b C.b电极的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋====H2O2 D.a电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H＋为2 mol 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 77 解析：根据图示可知，a极上H2O转化为H＋和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；a电极上每生成1 mol O2，转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H＋为4 mol，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 78 8.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是(　　) A.该装置是原电池，b极是负极 B.该电池工作时，应选用质子交换膜 C.该电池工作时，电子从a经电流表A 流向b，离子从右经交换膜向左迁移 D.电极a反应：(C6H10O5)n－24e－＋ 7H2O====6CO2↑＋24H＋ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 79 解析：根据图示，右侧O2转化为H2O，发 生还原反应，则b极为正极，电极反应式 为O2＋4H＋＋4e－====2H2O，a极为负极， 发生氧化反应，有机物转化为CO2和H＋， 其电极反应式为(C6H10O5)n＋7nH2O－ 24ne－====6nCO2↑＋24nH＋。A.由分析 可知，该装置是原电池，b极是正极， A错误；B.该电池工作时，氢离子通过交换膜移向正极，故应选用质子交换膜，B正确；C.该电池工作时，电子从负极a经电流表A流向正极b，离子从左经交换膜向右迁移，C错误；D.负极电极反应为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－====6nCO2↑＋24nH＋，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 80 9.(2025·湖南长沙模拟)一种NO－ 空气酸性燃料电池的工作原理如图 所示。电池工作时，下列说法正确 的是(　　) A.H＋通过质子交换膜从右侧向左 侧多孔石墨棒移动 B.若产生1 mol HNO3，则理论上需通入11.2 L O2 C.负极的电极反应式为NO－3e－＋2H2O====N＋4H＋ D.电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 81 解析：A.阳离子H＋通过质子交换 膜向正极定向移动，即从左侧向右 侧多孔石墨棒移动，故A错误； B.题中未明确交代是否为标准状 况，所以无法计算产生1 mol HNO3， 理论上需通入氧气的体积，故B错误；C.负极为NO发生氧化反应生成硝酸，其电极反应式为NO－3e－＋2H2O====N＋4H＋，故C正确； D.电子的流动方向应从负极经导线流入正极，电子不经过电解质溶液，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 82 10.(2025·河北唐山模拟)固态电池能量密度更高，运行更安全。固态燃料电池(如图所示)以固态电解质传递H＋，电池总反应可表示为CH4＋ 2O2====CO2＋2H2O。下列说法错误的是(　　) A.a极发生氧化反应 B.b极上的电极反应为O2＋4e－＋ 4H＋====2H2O C.H＋由a极通过固体酸膜传递到b极 D.a极上的电势比b极上的高 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 83 解析：由总反应CH4＋2O2====CO2 ＋2H2O和图示可知氧气端b极为原 电池正极，发生还原反应：O2＋4e－ ＋4H＋====2H2O，甲烷端a极为原 电池负极，发生氧化反应：CH4－ 8e－＋2H2O====CO2＋8H＋。A.由 上述分析可知a极为负极，发生氧化反应，故A正确；B.由上述分析可知 b极上的电极反应为O2＋4e－＋4H＋====2H2O，故B正确；C.原电池中阳 离子移动向正极，则氢离子由a极过固体酸膜传递到b极，故C正确； D.原电池中正极电势高于负极，则a极上的电势比b极上的低，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 84 二、非选择题 11.(12分)完成下列小题。 (1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的 工作原理示意图如图所示： 正极为__________(填“A电极”或“B电 极”)，H＋移动方向为由__________到_________(填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式：____________________________________ __________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B电极　 A　 B CH3OCH3－12e－＋3H2O====2CO2↑＋ 12H＋ 85 解析：燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，故B电极为正极、A电极为负极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子：CH3OCH3－12e－＋3H2O====2CO2↑＋12H＋；原电池中阳离子向正极迁移，故H＋移动方向为由A到B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 86 (2)VB2－空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2－空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2＋11O2====4B2O3＋2V2O5，VB2极发生的电极反应为_____________________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4VB2－44e－＋44OH－====4B2O3＋2V2O5＋22H2O 87 解析：由题图可知，空气通入的a极为正极，氧气得到电子发生还原反应，则VB2极为负极，VB2失去电子在碱性条件下发生氧化反应生成B2O3、V2O5，电极反应为4VB2－44e－＋44OH－====4B2O3＋2V2O5＋22H2O。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 88 12.(16分)某化学兴趣小组同学，拟在实验室中探究原电池的组成条件，以及影响电流的因素。实验材料：相同大小的铜片、铁片、锌片，导线、电流计、烧杯、1 mol/L硫酸、3 mol/L硫酸、无水乙醇。 探究Ⅰ：探究原电池的组成条件 (1)下列装置中，能使电流计指针发生偏转的有______(填字母)。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 BD 解析：根据形成原电池的条件：①两个活性不同的电极；②形成闭合回路；③电解质溶液，可知B、D装置中有电流产生。 89 探究Ⅱ：探究影响电流大小的因素 (2)实验装置和所得数据如表： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 实验编号 甲 乙 丙 丁 实验装置         电极间距离/cm 2 2 2 3 电流/μA 46.2 x1 65.3 x2 90 ①实验乙和丙，可以研究___________对电流 大小的影响；若x1=54.5 μA，通过对照实验乙 和丙，说明在其他条件相同时，___________ ________________ 形成的电池工作时，电流强度越大。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 电极材料 　两极金属 活泼性差别越大 解析：乙和丙装置其他条件相同，只有电极材料不同，故研究电极材料对电流大小的影响；一般两极金属活泼性差别越大，形成的电流越大。 91 ②实验甲和乙，研究_______________对电流大 小的影响；其中x1的值可能为________(填字母)。  A.36.5　　 B.52.6　　 C.60.8　　 D.70.6 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 电解质溶液浓度　 BC 解析：实验甲和乙的电极材料相同、电极间距离相等，只有电解质溶液的浓度不同，该对比装置研究的是电解质溶液浓度对电流大小的影响；乙的浓度大于甲，故x1＞46.2；并且乙和丙相比，丙中两极金属活泼性差别更大，故x1＜65.3，则x1的值可能为B、C。 92 ③实验丁中测得x2=54.5 μA，由对照实验丙和 丁说明，在其他条件相同时，_____________ _______________________________________； _________________请你再提出一个影响电池电流大小的因素：________________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：丙和丁的电极间距离不同，且x2＜65.3，说明电极间距离越大，电流越小(或电极间距离越小，产生的电流越大)。除上述影响电流大小的因素，还有电极板的表面积大小，以及电解液的温度等。 越大，产生的电流越小(或电极间距离越小， 产生的电流越大) 电极间的距离 电极板的表面积大小(或电解液的温度等) 93 (3)若实验丙中溶液的体积为100 mL，在10 min内收集到 标准状况下224 mL H2，则用硫酸浓度表示的化学反应速 率为_____________________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 0.01 mol·L－1·min－1 解析：实验丙中的反应为Zn＋H2SO4====ZnSO4＋H2↑，根据方程式，可知Δn(H2SO4)=n(H2)==0.01 mol，故v(H2SO4)===0.01 mol·L－1·min－1。 94 $$