2026届高三化学一轮复习 原电池

该高中化学高考复习课件聚焦“原电池与常见化学电源”专题，依据高考评价体系梳理了原电池构成、工作原理、电极反应式书写及化学电源分类三大核心考点，通过近5年真题分析明确“电极反应式书写”占45%、“正负极判断”占30%的高频考点分布，归纳出判断、设计、计算等典型题型。 课件亮点在于“真题溯源+技巧建模+素养落地”，如以2024北京卷锌锰电池真题为例，提炼“正负极判断五法”和“电极反应式书写三步法”，培养科学思维中的模型建构与证据推理能力。设“易错警示”专栏纠正电解质影响电极反应等误区，教师可依托此课件实施精准复习，助力学生高效突破高考重难点。

原电池 常见化学电源 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　原电池的构成及工作原理 考点二　常见化学电源 3 考点一 原电池的构成及工作原理 1.原电池的概念和反应实质 原电池是将　　　能转化为　　能的装置，其反应的实质是自发进行的氧化还原反应。 2.构建原电池模型(以锌铜原电池为例) 整合必备知识 注　离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。 化学 电 (1)原电池构成条件 ①两种不同活性的电极(燃料电池两极都为石墨电极) ②电解质溶液或熔融电解质 ③形成闭合回路 (2)盐桥(含KCl饱和溶液的琼脂)作用 ①连接内电路，形成闭合回路； ②平衡电荷，Cl－移向　　　，K＋移向　　　； ③减少能量损耗。 负极 正极 (3)三个流向 ①外电路电子的流向：电子由负极出发经导线流向正极(电子不入水)。 ②溶液中离子的流向：阳离子向正极迁移；阴离子向负极迁移。 ③电流流向：电流由正极出发经导线流向负极，再由负极出发经溶液流向正极，形成闭合回路。 3.原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性，在原电池中，一般较活泼的金属作负极(注意电解质溶液对电极反应的影响)。 (2)加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(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。 1.原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正极 (　　) 2.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 (　　) √ √ √ × 3.图1能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移(　　) 4.图2能实现Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑(　　) 提升关键能力 一、原电池的构成及工作原理 1.如图所示原电池的反应原理为2N＋Zn===Zn2+＋2NH3↑＋H2↑。下列说法正确的是 A.石墨为电池的负极 B.电池工作时Zn逐渐被消耗 C.电子由石墨电极经外电路流向Zn电极 D.反应2N＋Zn===Zn2+＋2NH3↑＋H2↑在负极上发生 √ 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：　 　　　；甲池中发生　　　(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，则乙中的石墨作　　(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为______ 　 。 负极 氧化反应 还原 ＋e－===Fe2+ 正 Fe3+ I2＋ 2e－===2I－ 判断原电池正、负极的五种方法 二、设计原电池 3.根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式： ①不含盐桥 ②含盐桥     负极：　　　　　　　　  正极：　　　　　　　　  Cu－2e－===Cu2+ Fe3++e－===Fe2+ 返回 贰 常见化学电源   负极反应式：_____________________________； 正极反应式：________________________________； 总反应：Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2   负极反应式：___________________________； 正极反应式：_____________________________； 总反应：Zn+Ag2O===ZnO+2Ag Zn+2OH－－2e－===Zn(OH)2 MnO2+H2O+e－===MnO(OH)+OH－ Zn+2OH－－2e－===ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e－===2Ag+2OH－ 1.一次电池 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：_________________________； 正极反应式：__________________________________。 放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，溶液中消耗H2SO4 mol。 Pb+S－2e－=PbSO4 PbO2+4H++S+2e－=PbSO4+2H2O 2 (2)充电时： 阴极反应式： ； 阳极反应式：_____________________________ ________。 充电一段时间电解质溶液的pH 　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 提醒　充电时电极的连接：负接负作阴极，正接正作阳极。 PbSO4+2e－===Pb+S PbSO4+2H2O－2e－===PbO2+4H+ +S 减小 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。 (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： ___________________________________ 。 O2+4e－+4H+===2H2O CH3OH－6e－+H2O===CO2+6H+ O2+4e－+2H2O===4OH－ CH3OH－6e－+8OH－===C+6H2O 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： _________________________________ 。 ④熔融碳酸盐(C) 正极(通入CO2)： ______________________ ， 负极： __________________________________ 。 O2+4e－===2O2－ CH3OH－6e－+3O2－=CO2+2H2O O2+4e－+2CO2===2C CH3OH－6e－+3C===4CO2+2H2O 1.干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池(　　) 2.铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加(　　) 3.二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应(　　) 4.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应(　　) 5.在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定发生氧化反应(　　) √ √ × √ × 提升关键能力 一、多样化的燃料电池 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 √ 2.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700~900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是 A.电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B.电池总反应为N2H4+2O2===2NO+2H2O C.当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有 　22.4 L O2参与反应 D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 √ 二、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作　 极。 (2)图②中，Mg作　 极，写出负极反应式：　　　 　，正极反应式：　　 　　，总反应的离子方程式： 　　　　　　 　。 负 正 Al+4OH－－3e－===[Al(OH)4]－ 2H2O+2e－===2OH－+H2↑ 2Al+2OH－+6H2O===2[Al(OH)4]－+3H2↑ (3)图③中，Fe作　　　极，写出负极反应式：__________________，正极反应式：　　　 　，总反应的化学方程式： 　　　 　 。 (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)。 正 Cu－2e－=Cu2+ N+2H++e－=NO2↑+H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 能 Cu O2+4e－+2H2O===4OH－ 4.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：___________　　　　 _____________________________。 (2)一种锂电池的反应为CoO2+LiC6=LiCoO2+C6，Li原子嵌入电池负极材料碳(C6)中。 负极反应式：　 　　　，正极反应式：__________________　　　　 _________。 Zn－2e－+2OH－=Zn(OH)2 Fe+ 4H2O+3e－=Fe(OH)3+5OH－ LiC6－e－=Li++C6 CoO2+Li++e－= LiCoO2 (3)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－ (1)电极反应式书写的一般方法 (2)已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法 ①首先写出较简单的电极反应式。 ②复杂电极反应式=总反应式－简单电极反应式。 ③注意电子守恒。 返回 叁 练真题　明考向 1.(2024·北京，3)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，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+ √ 2.(2023·海南，8)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 √ 3.(2023·广东，6)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－ √ 4.(2021·重庆，13)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是 A.C迁移方向为界面X—→电极b B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的 　物质的量之比为1∶1 C.电极b为负极，发生的电极反应为2C－ 　4e－=O2↑+2CO2↑ D.电池总反应为Li2CO3=Li2O+CO2↑ √ 5.(2024·新课标卷，12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A.电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转 　变起催化作用 C.消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入 D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a √ 肆 课时精练 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B A D C C C B 题号 9 10 11 12 　13 　14 答案 D B C C D 　C 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15. (1)Zn　NH4Cl　MnO2+N+e-=MnO(OH)+NH3 (2)废锌皮　废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，产生氢气速率较快　AC 16. (1)SO2-2e-+2H2O=4H++S　(2)2 mol 1.下列与甲、乙两套装置有关的说法正确的是 A.甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应 B.甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，故甲生成气泡的速率更快 C.甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移 D.乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 √ 2.(2024·河北模拟预测)某锂锰一次电池的结构如图所示，电池工作时MnO2转化为LiMnO2，下列说法错误的是 A.电极a为电池的负极 B.电极b的反应式为MnO2－e－+Li+=LiMnO2 C.电池中的有机溶剂不能使用乙酸 D.电池工作时Li+移向电极b √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 3.铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是 A.电池放电时，负极质量减轻 B.电池放电时，c(H+)减小 C.电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O= 　Pb+PbO2+2H2SO4 D.铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 4.(2025·厦门高三模拟)NaBH4⁃H2O2燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A.b为正极 B.负极反应为B+8OH－－8e－=B 　+6H2O C.该燃料电池中的离子交换膜为阳离子交换膜 D.高温条件下可以提高工作效率 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 5.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 6.(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ⁃MnO2研制了一种MnO2⁃Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2===ZnMn2O4 C.放电时，正极反应有MnO2+H2O+e－= 　MnOOH+OH－ D.放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 7.(2021·山东，10)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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 8.(2024·河北模拟)MCFC(熔融碳酸盐燃料电池，装置如图所示)以多孔陶瓷基质中悬浮的熔融碳酸盐作为电解质，甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气Y由两种常见的可燃性气体组成。下列说法错误的是 A.负极的电极反应式为H2－2e－+C= 　H2O+CO2 B.装置甲中放置碱石灰，除去电极反应中产 　生的水和二氧化碳 C.电池工作时，电子由电极A经负载流向电极B，C由电极B移向电极A D.长期在高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，从而降低电池的寿命 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 9.(2024·北京模拟预测)我国科学家在可充放电式锌⁃空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH－+2H2O=2[Zn(OH)4]2－。下列有关说法不正确的是 A.放电时电解质溶液中K+向正极移动 B.放电时锌电池负极反应为Zn－2e－+4OH－ 　=[Zn(OH)4]2－ C.充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能 D.充电时阴极生成6.5 g Zn的同时阳极产生2.24 L O2(标准状况) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 10.(2023·辽宁，11)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+ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 11.某科研机构研发的NO⁃空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是 A.a电极为电池负极 B.电池工作时H+透过质子交换膜从右向 　左移动 C.b电极的电极反应：NO－3e－+2H2O=4H++ D.当外电路中通过0.2 mol电子时，a电极处消耗O2 1.12 L √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 12.用如图所示装置探究某浓度的浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产生了红棕色气泡，一段时间后停止；装置②为在装置①中插入Cu并连接导线，一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；再过一段时间后又产生红棕色气泡，而后停止……如此往复多次，Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是 A.装置①中现象说明浓硝酸具有强氧 　化性，能将Fe钝化为Fe2O3 B.装置②中插入Cu并连接导线后，体系形成了原电池，Cu始终为负极 C.装置②中Fe表面产生红棕色气泡时，Fe为负极 D.Cu表面发生的反应只有Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、 　N+2H++e－=NO2↑+H2O √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 13.二氧化硫⁃空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是 A.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移 　向Pt1电极 B.Pt1电极附近发生的反应为SO2+2H2O－2e－ 　=H2SO4+2H+ C.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e－+2H2O=4OH－ D.相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 14.(2024·山东模拟预测)锂离子电池的能量密度高，在生产生活中具有广泛的应用。科学家研发的一种锂离子电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A.该电池充电或放电时，高电势端均发 　生氧化反应 B.该电池充电时，石墨端与外电源的正 　极相连，电能转化为化学能 C.该电池放电时，正极反应为Li1－xCoO2+xLi++xe－=LiCoO2 D.该电池放电时，电路中每通过1 mol电子，负极质量减少7x g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 √ 15.(1)普通锌锰电池放电时的主要反应为Zn+ 2NH4Cl+2MnO2===Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，其结构如图所示。 该电池中，负极材料主要是　　，电解质的主要成分是　　　　　，正极发生的主要反应是　　　　　　　　　　　　 　　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 Zn NH4Cl MnO2+N+e－===MnO(OH)+NH3 (2)表面积相同的废锌皮(杂质不与硫酸反应)和纯锌片分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较快的是　　　　，原因是________________ 。若用过量的纯锌片与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是　 　(填字母)。 A.微热 B.加入适量氧化铜 C.加入少量硫酸铜溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 废锌皮 废锌皮在稀硫酸 中可构成原电池，产生氢气速率较快 AC 16.通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S+H2SO4===SO2↑+S↓+2H2O、S+O2===SO2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 (1)电极a上发生的电极反应为　 　　　。 SO2－2e－+2H2O=4H++S 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 (2)理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为　　　　。 2 mol $