1.2.1 原电池的工作原理讲义-2025--2026学年高二上学期化学苏教版选择性必修一

本讲义聚焦原电池工作原理核心知识点，系统梳理从定义（化学能转化为电能）、实质（氧化还原反应电子转移）、构成条件（活动性不同电极、电解质等）到工作原理（铜锌原电池电极反应、电子与离子移动、盐桥作用）的脉络，搭建从概念到应用的学习支架。 该资料采用梯度分层设计，基础巩固通过填空回归教材夯实概念，根基训练以原电池构成判断等实例培养科学思维，拔高提升结合总反应设计原电池等综合题提升科学探究能力。课中辅助教师分层教学，课后助力学生针对性练习查漏补缺，体现科学思维与科学探究的核心素养。

1.2.1原电池的工作原理 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 根基训练：轻松练习，关注重点，梳理难点 拔高提升：深度演练，能力提升，高阶练习 基础巩固 1 1.原电池 (1)定义：将　　　　转化为　　　的装置。 (2)实质：将　　　　　反应的　　　　　变成　　　　　　　　。即将　　　　转化成　　　。 (3)简单原电池的构成条件： ①　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　;③　　　　　　　;④　　　　　　　　　　　　　. 2.原电池的工作原理 工作原理：利用　　　　　反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。 以铜锌原电池为例： (1)在CuSO4溶液中，锌片逐渐　　　，即Zn被　　　，锌原子　　电子，形成　　　进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向　　　。 CuSO4溶液中，　　　从铜片上得电子，被还原为　　　　并沉积在铜片上。 锌为　　　，发生　　　反应，电极反应为Zn-2e-Zn2+。 铜为　　　，发生　　　反应，电极反应为Cu2++2e-Cu。 总反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu，反应是自发进行的。 (2)闭合回路的构成 外电路：电子从　　　到　　　，电流从　　　到　　　, 内电路：溶液中的　　离子移向负极，　　离子移向正极。 注意：电子“不下水”，离子“不上岸”。 (3)盐桥 盐桥中通常装有　　　　　　　　　　。当其连通时，随着反应的进行，Zn棒中的Zn原子失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，带正电荷；Cu2+在Cu棒表面获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，S过多，溶液带负电荷；当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的继续进行。盐桥的存在避免了这种情况的发生，其中　　向ZnSO4溶液迁移，　　向CuSO4 溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。 3.请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原电池中电流的方向是负极→导线→正极( ) (2)原电池中负极发生的反应是还原反应( ) (3)铜锌原电池中电子由锌电极经过电解质溶液流向铜电极( ) (4)在原电池中阴离子移向负极( ) (5)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属( ) 根基训练 2 1.下列有关原电池构成要素的说法错误的是( ) A.一般有一个自发的氧化还原反应 B.必须有离子导体 C.必须有两个活性不同的电极 D.必须形成闭合回路 2.选用稀、溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成下图所示的原电池装置（只有两个电极），观察到电流计G的指针均明显偏转，则其可能的组合共有( ) A.6种 B.5种 C.4种 D.3种 3.下列各组装置中能形成原电池的是( ) A. B. C. D. 4.下列装置能构成原电池的是( ) A. B. C. D. 5.M、N、P、E四种金属，已知：①；②M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式分别为，。则这四种金属的还原性的强弱顺序是 A. B. C. D. 6.如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是( ) A.其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能” B.如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将改变 C.铜片为正极，其附近的溶液变蓝，溶液中有产生 D.如果将稀硫酸换成苹果汁，LED灯将不会发光 7.下列关于实验现象的描述不正确的是( ) A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B.用锌片作负极，铜片作正极，在溶液中，铜片质量增加 C.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴溶液，产生气泡的速率加快 D.把铜片插入溶液中，在铜片表面出现一层铁 8.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是( ) A.①③②④ B.①③④② C.③④②① D.③①②④ 9.现代生活离不开方便实用的化学电源，下列装置能产生电流的是( ) A. B. C. D. 10.下列说法正确的是( ) A.构成原电池正极和负极的材料必须是金属 B.在原电池中，电子流出的一极是正极，该电极上发生还原反应 C.原电池是将化学能转变为电能的装置 D.原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能 拔高提升 3 1.某原电池的总反应的离子方程式为：，能实现该反应的原电池组成是( ) A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为溶液 B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为NaCl溶液 C.正极为铁，负极为铁，电解质溶液为溶液 D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为溶液 2.比较X、Y、Z、W四种金属的活动性，方案及相关现象如下： ①将四种金属各自浸入稀硫酸中，只有W表面无气泡产生； ②将X、Y用导线连接浸入稀硫酸中，X上产生气泡； ③将Y、Z用导线连接浸入稀硫酸中，Z极质量减轻。 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为( ) A. B. C. D. 3.W、X、Y三种金属按如下装置进行实验，下列说法错误的是( ) 装置 现象 金属X上冒气泡 金属Y表面有红色固体生成 A.上述装置均可将化学能转化为电能 B.装置甲中电子流向：W极→导线→X极→稀硫酸→W极 C.装置乙中Y电极上的反应式为： D.金属活动性强弱顺序为：W>X>Y 4.如图所示进行实验，下列说法不正确的是( ) A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D.装置乙中负极的电极反应式： 5.原电池原理的发现是化学对人类的一项重大贡献。关于如图所示原电池（盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液）的说法正确的是( ) A.正极上的反应为 B.铜电极为负极 C.盐桥中移向铜极 D.银电极区的通过盐桥移向铜电极区 6.下图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( ) A.电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极 B.电极Ⅱ的电极反应式为 C.该原电池的总反应为 D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子 7.下列关于如图装置的说法正确的是( ) A.该装置将锌置换铜的反应中化学能转变为电能，属于电解池 B.盐桥的存在使内电路离子流动不畅，因此灯泡忽明忽暗 C.相比于单池单液原电池，该装置电流更持续和稳定 D.盐桥中向左侧烧杯移动，因为左侧是负极区 8.用铜片、银片、溶液、溶液、导线和盐桥（装有琼脂的U形管）构成一个原电池如图所示。下列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 ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A.①② B.②④ C.③④ D.②③ 9.为了探究镁、铝在NaOH溶液中的放电情况，某研究小组设计了如图1所示的实验装置，反应过程中装置的电压变化如图2所示。下列相关说法错误的是( ) A.正极产生的气体始终为氢气 B.50s后，原电池中电子流动方向发生改变 C.50s后，负极的电极反应为 D.依据金属活动性顺序即可判断原电池的正、负极，与电解质溶液无关 10.现有A、B、C、D和Fe五种金属片，将其分别用导线连接后浸入稀硫酸中（如图），每次实验时，通过灵敏电流计测出电子流动方向如下。 实验分组 所用金属 电子流向 ① A、Fe ② C、D ③ A、C ④ B、Fe ⑤ …… …… 根据上述情况，回答下列问题： （1）上述五种金属的活动性顺序：__________。 （2）在①中，Fe片上观察到的现象是__________。 （3）在②中，溶液中向金属片__________（填“C”或“D”）移动。 （4）如果实验⑤用B、D，则导线中电流方向为_________（填“B→D”或“D→B”）。 （5）已知反应：。请用下列试剂和材料，用上图所示装置，将此反应设计成原电池。 试剂：溶液、溶液、溶液、KSCN溶液、溶液、双氧水、NaOH溶液。 材料：Cu片、Fe片、石墨棒。 设计原电池应选用的试剂和材料是__________。 答案以及解析 1、 基础巩固 1. (1)化学能　电能　(2)氧化还原　电子转移　电子的定向移动　化学能　电能　 (3) 活动性不同的两个电极 电解质溶液或熔融电解质　形成闭合回路　能自发进行的氧化还原反应　 2.氧化还原　(1)溶解　氧化　失　Zn2+　铜片 Cu2+　金属铜　负极　氧化　正极　还原　 (2) 负极　正极　正极　负极　阴　阳　 (3)含饱和KCl溶液的琼脂　Cl-　K+ 3.(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 　(5)×　 2、 根基训练 1.答案：C 解析：A.根据原电池构成条件可知，自发进行的氧化还原反应理论上均可设计成原电池，A正确； B.要形成原电池，必须形成闭合回路，所以必须有电解质溶液或离子导体，B正确； C.要形成原电池，必须有两个电极，两个电极的活性可以不同，但也可以相同，如燃料电池，C错误； D.要形成原电池，必须形成闭合回路，电路中才能产生电流，才能对外提供电能，D正确；故答案选C。 2.答案：B 解析：符合条件的原电池组合有：①铁棒、铜棒、稀；②铁棒、铜棒、溶液；③铁棒、铂棒、稀；④铁棒、铂棒、溶液；⑤铜棒、铂棒、溶液。 3.答案：A 解析：两电极活泼性不同，能自发地发生氧化还原反应，且形成了闭合回路，符合原电池的构成条件，A符合题意；乙醇和蔗糖均不是电解质，乙醇和蔗糖溶液均不能导电，不能形成原电池，B、C不符合题意；铂和碳都不能和NaOH溶液发生反应，不能形成原电池，D不符合题意。 4.答案：C 解析：A.A装置没有形成闭合电路，不能构成原电池，故不选A； B.B装置中两个电极材料相同，不能构成原电池，故不选B； C.铁和稀硫酸反应，铁失电子发生氧化反应，铁为负极，氢离子在碳棒表面得电子生成氢气，碳棒为正极，能构成原电池，故选C； D.乙醇是非电解质，不能构成原电池，故不选D； 选C。 5.答案：A 解析：金属的活动性越强，其还原性越强，由①可知，金属活动性：；M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：；由③可知，N作原电池的负极，故金属活动性：，综上所述，金属的还原性：； 故选A。 6.答案：A 解析：A.原电池的能量变化为化学能→电能，所以电路中能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”，A正确； B.稀硫酸原电池中，如果将锌片换成铁片，Cu仍为正极，即电流方向不变，B错误； C.稀硫酸原电池中，Cu片为正极，C错误； D.苹果汁呈弱酸性，则与仍然形成原电池，D错误； 7.答案：D 解析：铜片、铁片和稀硫酸构成原电池，铜片作正极，表面发生得电子的还原反应，A正确；铜片作正极，其电极反应式为，生成的Cu在铜片上析出，使其质量增加，B正确；锌粒和溶液发生反应，置换出的Cu与剩余的Zn和盐酸构成原电池，使反应加速，C正确；铜片和溶液发生反应，无铁析出，D错误。 8.答案：B 解析：组成原电池时，负极金属较为活泼，①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极，活泼性①>②；①③相连时，③为正极，活泼性①>③；②④相连时，②上有气海逸出，应为原电池的正极，活泼性④>②；③④相连时，③的质量减少，③为负极，活泼性③>④。综上分析可知活泼性：①>③>④>②。 9.答案：C 解析：A.没有形成闭合回路且不会发生氧化还原反应，A项不符合题意； B.两电极未区分活动性，B项不符合题意； C.如图装置有两个不同的电极，且形成闭合回路，可以发生氧化还原反应，C项符合题意； D.无水乙醇不是电解质溶液，D项不符合题意； 故选C。 10.答案：C 解析：A.燃料电池属于原电池，正负极的材料也可以选用石墨做电极，故A错误； B.原电池中负极失电子被氧化，电子由此极流出，流向正极，正极得电子被还原，故B错误； C.原电池是将化学能转化为电能的装置，故C正确； D.原电池中化学能除转化为电能外，还有部分转化为热能，原电池的能量转化率小于100%，故D错误； 故答案选C。 3、 拔高提升 1.答案：A 解析：A.铁作负极，铜作正极，电解质为可溶性的，能实现该反应，故A正确； B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为NaCl溶液，不能实现该反应，故B错误； C.正极为铁，负极为铁，不能构成原电池，故C错误； D.铁作负极，银作正极，电解质为溶液，负极铁失去电子生成二价铁，正极铜离子得到电子生成铜单质，不能实现该反应，故D错误； 故答案选A。 2.答案：A 解析：金属活动性不同的金属与稀硫酸形成原电池时，活泼金属做负极，发生氧化反应，金属质量减轻；不活泼金属做正极，在该极发生还原反应，产生气泡；电子由活泼性强的一极移动到活泼性弱的一极。①中W表面无气泡，说明金属活动性W最弱，②中X上产生气泡，说明金属活动性：；③中Z极质量减轻，Z为负极，说明金属活动性：，A项符合题意。 3.答案：B 解析：A.根据分析，甲和乙两种装置均为原电池装置，均可将化学能转化为电能，A正确； B.甲装置中X为正极，W为负极，电子由W极流出，沿导线流向X极，电子不能通过电解质溶液，B错误； C.乙装置中Y表面有红色固体生成，Y为正极，电极反应为：，C正确； D.根据分析，金属活动性强弱顺序为：，D正确； 4.答案：B 解析：装置甲中锌片与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，装置乙中锌片、铜片和稀硫酸构成原电池，锌的活泼性大于铜的活泼性，所以锌片作负极，铜片作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，所以装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生，故A正确；装置甲中没有形成原电池，故B错误；装置乙中锌片、铜片和稀硫酸构成原电池，所以锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转，故C正确；由A项分析可知，锌片作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为，故D正确。 5.答案：B 解析：A.Ag为正极，正极上的反应为，故A错误； B.Cu的活泼性大于Ag，则Cu为负极、Ag为正极，故B正确； C.原电池中阳离子移向正极，则盐桥中移向Ag极，故C错误； D.Cu为负极、Ag为正极，阴离子移向负极，盐桥中的移向铜电极区，故D错误； 选B。 6.答案：答案：C 解析：该原电池的总反应为。电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，电极反应式为，电极Ⅱ为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。 7.答案：C 解析：由图可知，该装置将锌置换铜的反应中化学能转变为电能，属于原电池，A错误；盐桥内的和可以自由移动，故盐桥的存在使内电路离子流动顺畅，因此灯泡不会出现忽明忽暗的现象，B错误；在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，盐桥中向右侧烧杯移动，因为右侧是正极区，D错误。 8.答案：B 解析：本题考查原电池的构成及工作原理。铜比银更活泼，形成原电池时，铜作负极，银作正极，故外电路中电流由银电极（正极）流向铜电极（负极），①错误；溶液中在正极得电子，被还原生成Ag，②正确；取出盐桥，不能形成闭合回路，故原电池不能继续工作，③错误；将铜片浸入溶液中发生置换反应：，该反应与上述原电池反应相同，④正确，故选B。 9.答案：D 解析：经过分析，刚开始Mg比Al活泼，Mg作负极，Al作正极，当反应生成的氢氧化镁附着在Mg表面时，Al作负极，水在正极得电子放出氢气，整个过程正极反应式不变，为，A正确； 从图2可以看出，0到50秒，电压为正，50s以后电压为负，说明此时电子流向发生了改变，B正确； Al与氢氧化钠溶液反应，故Al作负极，Mg作正极；负极的电极反应为，C正确； 判断正负极时不光要考虑金属活泼性，更要考虑电解质溶液，能与电解质溶液反应的一极作负极，若均能反应，则活泼性强的一极作负极，D错误。 10、 （1）答案：D>C>A>Fe>B 解析：原电池工作时，电子从负极经导线流向正极，以稀硫酸为电解质溶液时负极较活泼，由电子流向可知金属活动性：A>Fe、D>C、C>A、Fe>B，则金属活动性：D>C>A>Fe>B。 （2）答案：有无色气泡生成 解析：在①中，Fe为正极，氢离子得电子生成氢气，可观察到Fe片上有无色气泡生成。 （3）答案：C 解析：在②中，溶液中向正极移动，即向C移动。 （4）答案：B→D 解析：如果实验⑤用B、D，因活泼性B<D，则电流方向为B→D。 （5）答案：溶液、Cu片、石墨棒 解析：根据反应设计原电池，Cu被氧化，应为负极，正极可为石墨棒，电解质溶液为氯化铁溶液。 学科网（北京）股份有限公司 $