第1章 学案3 原电池的工作原理-【智学校本学案】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

时放出热量1400kJ热量，A正确；该反应为可逆反应，1mol (4)1molH2和1 mol CH。完全燃烧放出的热量分别为：286 SO2和0.5molO2反应生成的SO3小于1mol,故2SO2(g)+ kJ、890kJ,则1gH2和1gCH4完全燃烧放出的热量分别 O2(g)一2S03(g)△H<-158.4kJ·mol1,B错误； 水合氨为弱电解质，不完全电离，电离时吸热，故稀氨水与稀 为：286M×号-143灯，890灯×6=5.6，甲等质量的 盐酸反应生成1mol水放出的热量小于57.3kJ,C错误；氢 H2和CH4完全燃烧放出的热量，H2放出的热量多。 氧化钠固体溶于水时放热，其与稀硫酸反应生成1mol水时 [答案]（①CH,0HW+20:(g)一C0.(g)+2H0(D 放出的热量大于57.3kJ,D错误。] 课堂达标 △H=-764.7k·mol1E1-E2(2)2△H2-△H (3)-93 (4)H2 1.A[根据盖斯定律，2×③一①一②得目标方程式2N2H(I)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),则△H=2△Hg-△H1 学案3原电池的工作原理 △H2,故选A。] 课堂活动 2.B[反应①H2S(g)完全燃烧生成SO2(g),反应②、③HS 活动一 (g)不完全燃烧生成S(s),等量H2S(g)反应时，反应①放出 新知导学 热量更多，则△H1最小。等量H2O(g)具有的能量高于 (2)减小增加减小增加(3)锌片铜片氧化还原 H2O(1),则等量H2S(g)燃烧生成H2O(1)放出热量更多，故 锌铜正负(4)化学电 有△H2<△H3,从而可得：△H,>△H2>△H1] 问题探究 3.D[乙炔的摩尔燃烧焓为lmol乙炔完全燃烧生成二氧化碳 1.提示：部分Cu+直接在锌电极上得电子被还原，部分化学能 和液态水放出的热量，由热化学方程式可知，乙炔的摩尔燃 转化成热能。 烧*△H=(-259·mol)×号=-129.5灯： 2.提示：①构成闭合回路，形成原电池。 ②避免电极与电解质溶液直接反应，有利于最大程度地将化学 mol,故A错误；气态水的能量高于液态水，则1mol氢气 能转化为电能。 完全燃烧生成气态水的反应热△H>一571.6kJ·mol1× ③盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使电解质溶液保持电中性，反 1 =-285.8d灯·mol1,故B错误；1mol02(g)和2molH, 应持续进行，能长时间稳定放电。 新知应用 (g)反应生成2molH2O(1)表示“1mol反应②”，则1mol反 1.[答案](1)×(2)×(3)×(4)×(5)× 应②放出的热量应为571.6kJ,故C错误；由盖斯定律可知， 2.B[因为b为含有碳杂质的Al,C、Al、稀硫酸可构成原电池， 反应①×2+@×号-③×号得到反应2C(s,石墨)+，(g) 溶液中的H在C极上获得电子而产生H2,所以在b极上可 观察到气泡产生，A项错误；Cu与稀硫酸不反应，不能产生连 -C2H2(g),则反应△H=(-393.5kJ·mol1)×2+( 续的稳定电流，B项正确；由于Al可与NaOH溶液反应，所 571.6J·molr)×号-(-259·mo)×7 =1 以A1为原电池的负极，实际上，Mg的活动性强于A1的活动 性，故不能据此判断A1的活动性强于Mg的活动性，C项错 226.7kJ·mol-1,故D正确。] 误；Cu能与FeCl3发生氧化还原反应，可形成原电池而产生 4.[解析](1)1 mol CH3OH(1)完全燃烧生成液态水的化学方 电流，D项错误。] 复式CH,oH(①+号0：(g)一C0,(g)+2H,0(D, 活动二 问题探究 ①2H2(g)+O2(g)—2H20(1)△H1=-571.8kJ· 3.提示：(1)2Fe3++Cu -2Fe2++Cu2+ mol1,②CH3OH(I)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H2 =一192.9kJ·mol-1,根据盖斯定律①十②计算CHOH(1) Cu +0,(g)一C0.(g)+2H,0(0的△H=-764.7· (2) mol厂1，故甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式为CH3OH(I)十 FeCl 溶液 202(g)-C02(g)+2H20(I)△H=-764.7k· CuCl,溶液FeCl,溶液 2Fe3++2e =2Fe2+ Cu-2e =Cu2+ mol1。焓变△H2=反应产物的总能量一反应物的总能量= 新知应用 E1-E2。 1.C[由第一个装置的a极质量减小，可知a极是负极，金属活 (2)反应I:2NH3(1)+H2O(1)+CO2(g)=(NH4)2CO3 动性：a>b;对于第二个装置，依据还原性规律知，金属活动 (aq)△H1 性：b>C;第三个装置的金属活动性：d>c;由第四个装置电流 反应Ⅱ：NH(I)+H2O(I)+CO2(g)=→NH4HCO3(aq) 从a→d,知金属活动性：d>a] △H2 2.B[根据电池总反应可知，电池工作时Cd失电子发生氧化 根据盖斯定律：反应ⅡX2-反应I计算反应Ⅲ：(NH4)2CO3 反应，故B为负极，电极反应为Cd-2e一Cd+,生成的 (ag)+H2O(1)+CO2(g)一2NH,HCO3(aq)的捻变△H3= Cd+移向A极，A、C项错误；Hg2SO4在正极上得电子生成 2△H2-△H1。 Hg,电极反应为Hg2SO4十2e一2Hg+SO子，当生成a (3)反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=(N=N的 mol Hg时，转移amol电子，B项正确，D项错误。] 键能+3×H一H的键能)一N一H的键能×6=(945+436× 课堂达标 3)k灯·mol1-391kJ·mol1×6=-93k·mol1, 1.C[Zn作负极失电子发生氧化反应，电子从锌电极经过导线 即a=-93。 移向铜电极，A错误；铜离子在C表面得电子发生还原反 31 应，电极上发生反应Cu2+十2e一Cu,B错误；铜电极上发2.提示：放电时，消耗硫酸，pH增大；充电时，生成硫酸，pH 生反应Cu2+十2e一Cu,电池工作一段时间后，乙池的 减小。 c(Cu+)减小，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子 3.提示：由负极反应：Pb十SO2一2e—PbSO4、正极反应： 通过，甲池电极反应为Zn一2e—Zn2+,甲池中锌离子通过 PbO2+4H+SO十2e—PbSO4十2H2O知，两极的质量 阳离子交换膜移向乙池，结合电荷守恒，c(Z如2+)不变，D 均增加。 错误。] 新知生成 2.D[原电池是将化学能转化为电能的装置，该装置中锌片、 2.(1)氧化还原(2)负极正极 石墨片和食盐水构成了原电池，A说法正确；在锌片、石墨片 新知应用 和食盐水构成的原电池中，Z较活泼，失电子发生氧化反应， 1.[答案](1)/(2)×(3)×(4)×(5)X 则锌片为电池的负极，石墨片为电池的正极，B说法正确；该 2.[解析](1)原电池中电流方向是由正极b流向负极a。 原电池中，石墨片为正极，氧气在正极上发生得电子的还原 (2)由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以 反应，正极反应式为2H20+O2十4e一4OH,C说法正 不可用水代替电池中的混合有机溶剂。 确；原电池工作时，阳离子移向正极，即Na向石墨片方向移 [答案](1)ba(2)否电极Li是活泼金属，能与水反应 动，D说法错误。] (3)MnO2+e+Li=LiMnO2 3.D[甲中石墨电极为正极，乙中石墨电极为负极，盐桥中阳 活动三 离子向正极移动，所以K+向氯化铁溶液中迁移，A正确；反 新知导学 应开始时，因乙中失去电子放电，元素的化合价升高，则发 提示：(1)氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，则a极为负 生氧化反应，B正确；当电流计为零时，说明没有电子发生转 极。(2)b极上，O2得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应为 移，则反应达到平衡，C正确；当加入FCl2固体，导致平衡逆 向移动，则Fe+失去电子生成Fe3+,而乙中石墨成为正极，D O2十2H2O十4e一4OH。(3)该原电池负极反应为H2 错误。] 2e十2OH—2H2O,标准状况下消耗11.2LH2时，转移电 4.B[根据电子转移，M极为负极，N极为正极，A1-Cu作电 子数为6.02×1023。 极，NaOH溶液作电解质溶液，则Al为负极，Cu作正极。M 新知应用 为负极，电极材料为Al,A错误；正极反应为2H2O十2e 1.[答案](1)√(2)×(3)√(4)/(5)X H2个十2OH,有H2产生，B正确；溶液中的阴离子移向负 2.C[根据NO和水变为硝酸，可知N元素化合价升高，说明 极，M极为负极，C错误；负极的电极反应为A1一3e十 Pt电极为负极，因此P电极的电势高于Pt电极的电势， 4OH—[A1(OH)4],D错误。] 故A正确；根据正极反应和负极反应得到燃料电池总反应为 5.[解析](1)①电池的正极得电子，A错误；结合该电池的装 4NO十3O2十2H2O=4HNO3,故B正确；Pt1电极NO变 置图可知，该过程中的氧化还原反应为Fe十Cu+一Fe++ 为硝酸，则负极附近发生的反应为NO十2H2O一3e一 C,B正确；外电路中，电子从负极流向正极，C正确；右烧杯 NO十4H,故C错误；原电池工作时，阳离子移向正极，则 中由于Fe失去电子形成Fe+,使得该烧杯中正电荷的离子 该电池放电时H十从P电极通过质子交换膜向P,电极移 增加，为维持电中性，盐桥中的阴离子应流向FeSO4溶液，D 动，故D正确。门 错误。②现象是看到有红色物质析出。(2)①不含盐桥的原 课堂达标 电池中，正极材料是比负极金属活泼性差的金属或导电的非 1.D[锌作负极，铜作正极，负极的反应为Zn一2e一Zn2+， 金属，故此时正极可以是铜或石墨，但负极只能是铁。②电 A正确；正极的氧化银得到电子发生还原反应生成银，电极 解质溶液是含不活泼金属离子的盐溶液，可为硫酸铜、氯化 反应式为Ag20+2e+H20—2Ag十2OH,B正确；碱性 铜或硝酸铜溶液。 锌锰千电池，石墨棒作正极，Z为负极，发生氧化反应，C正 [答案](1)①BC②有红色物质析出 确；铅蓄电池放电时，总反应方程式为Pb十PbO2十2H2SO4 (2)①bc②bc 一2PbSO4十2H2O,使用一段时间后电解质溶液的酸性减 学案4 化学电源 弱，D错误。] 2.D[放电时，负极发生反应Pb-2e+SO一PbSO4,正 课堂活动 极发生反应Fe3+十e一Fe2+;充电时阴极反应为PbSO,十 活动一 2e—Pb+SO,阳极反应为Fe2+一e一Fe3+。放电 新知导学 时，负极由Pb变为PbSO4,电极质量增加，A错误；储能过程 [答案]略 中电能转变为化学能，B错误；放电时，阳离子向电池正极移 新知生成 2.锌石墨棒锌粉二氧化锰氯化铵和氯化锌混合液 动，故放电时左侧H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；根 据以上分析可知充电总反应：PbS0,十2Fe+一Pb十SO?十 氢氧化钾溶液Zn+2OH一2e一ZnO+H2O 新知应用 2Fe3+,D正确。] 1.[答案](1)×(2)/(3)×(4)×(5)/ 3.B[铅蓄电池放电工作一段时间后，负极电极反应为Pb十 2.[答案](1)Ca氧化Ca-2e-Ca+(2)PbS04还 SO一2e—PbSO4,电极质量增大，故A错误；由Mg、A1、 原PbSO4+2e一Pb+SO?(3)正极（或硫酸铅电极） NaOH溶液组成的原电池，A1作负极，其电极反应为Al一3e+ (4)常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生 4OH—[A1(OH)4],故B正确；锂是活泼金属，能与水反 电流 应，所以锂离子电池不能以水溶液为电解质溶液，故C错误； 活动二 反应H2SO4(aq)+2KOH(aq)-K2SO4(aq)+2H2O(1)是 问题探究 非氧化还原反应，不能设计为原电池，故D错误。] 1.提示：二次电池的充电反应和放电反应是两个相反的过 4.D[放电时，1 mol FeS2完全反应时得到4mol电子，由图示 程，但反应条件不同，不是可逆反应。 可知，LiAl极为负极，FS2极为正极，负极锂比铝活泼，放电 14原电池的工作原理 学案3 学案3原电池的工作原理 课 记 学可年务 1.理解原电池的工作原理，能根据电极反应、电流方向或离子的移动方向判断原电池的正极和负极。 2.能设计简单的原电池并能理解原电池工作原理的应用。 2.盐桥的作用有哪些？ ●课堂活动 活动一原电池工作原理 D新知生成 D新知导学 1.原电池的工作原理简图 实验探究一—铜锌原电池工作原理 (1)实验装置 1 te 盐桥（装有琼脂凝胶， a 还原 内含氯化钾或硝酸铵) 正极反应 阳离子一 检流计国 阴离子 电解质溶液 电子移 从负极流出，沿导线流入正极，电子 CuSO,溶液 ZnS0,溶液CuSO,溶液 动方向 不能通过电解质溶液 a 6 阴离子向负极移动，阳离子向正极 (2)实验现象 离子移动 移动，离子只能在电解质溶液中移 方向 装置检流计指针 电极表面变化情况 动，不能在导线上移动 8 发生偏转 锌片质量 ,铜片质量 盐桥中的阴离子移向负极区，阳离 若有盐桥 6 发生偏转 锌片质量 ,铜片质量 子移向正极区 若有 离子可选择性通过交换膜，如阳离 (3)分析上述原电池的工作原理 交换膜 子可通过阳离子交换膜移向正极 电极 负极 正极 2.原电池中正、负极的判断方法 电极材料 判断依据 负极 正极 电极反应 Zn-2e-Zn2+ Cu2++2e -Cu 电子流动方向 电子流出极 电子流入极 反应类型 反应 反应 电解质溶液中 电池总反应 Zn+Cu2+ -Cu+Zn2+ 阴离子移向的阳离子移向的 阴、阳离子定向 电极 电极 电子流向 由 极通过导线流向 极 移动的方向 离子移向 阳离子移向 极，阴离子移向 极 电流方向 电流流入极 电流流出极 (4)能量转化： 能转化为 能 失电子，发生氧得电子，发生还 两极发生的反应 [问题探究] 化反应 原反应 1.用温度计测量a中溶液的温度，其变化是溶液 活动性较弱的金 般是活动性 的温度略有升高，原因是？ 电极材料 属或能导电的非 较强的金属 金属 1310 鲁科版化学选择性必修1 听 3. 一般电极反应式的书写方法 (2)原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与 课 列物质 负极发生氧化反应 参加反应的微粒和得 电解质溶液的性质有关。活泼金属一般作负极， 标得失 正极发生还原反应 「失电子数 但不是活泼金属一定作负极，如Mg一A1一稀硫 记 在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极 看环境 酸构成的原电池中，Mg为负极，而在Mg一A1一 配守恒 产物，即H、OH、H,0等是否参加反应 NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极，因为Al 遵守电荷守恒、元素守恒、得失电子守恒 可与NaOH溶液反应，而Mg与NaOH溶液不反应。 两式加 验总式 两电极反应式相加， 与总反应式对照验证 活动二原电池原理的应用 >新知应用 D新知导学 1.正误判断 探究原电池原理在化学及工、农业生产中的应用。 (1)构成原电池的正极和负极必须是两种不同 [问题探究] 的金属。 ( ) 1.比较金属活动性强弱 (2)在原电池中，电子流出的一极是负极，该电 a和b两种金属，用导线连接后插入稀硫酸中， 极被还原。 观察到a极溶解，b极上有气泡产生，则a为负 (3)原电池放电时，电流从负极流向正极。 极，b为正极，金属活动性：a>b。 2.加快氧化还原反应的速率 (4)铜锌原电池中电子由锌电极经过电解质溶 实验室制取氢气时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应 液流向铜电极。 ( (5)某原电池总反应为：Cu+2AgNO3 速率快；或向溶液中滴入几滴硫酸铜溶液，产生 Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有 氢气的速率加快。 含KCI饱和溶液的琼脂。 ( 3.设计化学电池 2.下列关于如图所示原电池的说法正确的是 铁及铁的化合物应用广泛，如FCl,可用作催 化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 A.当a为Cu,b为含有碳杂质的Al,c为稀硫 酸时，b极上观察不到气泡产生 (1)写出FeCl?溶液腐蚀印刷电路铜板的离子 B.当a为石墨，b为Cu,c为稀硫酸时，不能产 方程式： 生连续的稳定电流 C.当a为Mg,b为Al,c为NaOH溶液时，根 (2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框 据现象可推知A1的活动性强于Mg的 内画出装置图，指出电极材料和电解质溶液： D.当a为石墨，b为Cu,c为FeCl3溶液时，a、b ①不含盐桥 ②含盐桥 之间没有电流通过 [归纳总结] (1)原电池的构成条件 两极为导体且存在活泼性差异 原 电极 (金属和金属或金属和非金属) 电 溶液一两极插入电解质溶液中 正极反应： 构 回路一形成闭合回路或两极直接接触 负极反应： 成 本质 有氧化还原反应发生 14 原电池的工作原理 学案3 D新知生成 听 饱和CdSO,溶液 1.比较金属活动性强弱 课 Hg+Hg2SO 对于酸性电解质，一般负极金属的活动性较强， 记 正极金属的活动性较弱。 99A 2.加快氧化还原反应的速率 A.电池工作时Cd+向电极B移动 构成原电池的反应速率比直接接触的反应速 B.电极A上发生反应：HgSO,+2e—2g十SO 率快。 3.设计原电池的一般思路 C.电极B上发生还原反应 (1)首先将氧化还原反应拆分成氧化反应和还 D.反应中每生成a mol Hg转移3amol电子 原反应两个半反应。 [归纳总结] (2)其次确定正、负极选择电极材料，还原剂（一 设计原电池的方法思路 般为比较活泼的金属)为负极，比较不活泼的金 电极 氧化还 电极 负极反应 负极 属或惰性电极为正极。最后用导线连接两个电 原反应 材料H 反应 正极反应 正极 极并插入电解质溶液中形成闭合回路，如果两 电解质溶液 装置图 个半反应分别在两个容器中进行，中间应用盐 桥连接。 课堂小结 (3)确定电解质溶液 一般来说，电解质溶液中的阳离子要在正极发 概念、形 概念 成条件 形成条件 生还原反应，而阴离子一般不参与反应。若设 失e,沿导线传递 计的原电池中含有盐桥，需保证每个半电池中 有电流产生 电极与电解质溶液均不能发生反应。设计原电 铜锌 正极 还原 工作原理 氧化负极 反 原电池 反应 池时，若氧化还原反应中无明显的电解质溶液， 池 不断阴离 阳离 溶解子移 离子 可用水作为电解质溶液，但为了增强其导电能 导体 向 向 力，往往向其中加入少量强碱或强酸。 加快氧化还原反应的速率 (4)画出装置图。 原理应用 设计原电池 判断金属的活性 >新知应用 1.有a、b、c、d四个金属电极，相关的实验装置及 课堂达标 部分实验现象如下： 1.(2025·湖南长沙明德中学期中)铜锌原电池装 bE④ A 实验 置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子： 装置 和水分子通过。下列有关叙述正确的是( CuSO4溶液 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 部分 a极质量b极有气d极溶解；电流从 实验 减小；b极体产生；cc极有气a极流 Zn Cu 1mol·L- mol·L- 现象 质量增加 极无变化 体产生 向d极 ZnSO(ag) CuSO (aq) 由此可判断这四种金属的活动性顺序是( 阳离子 交换膜 A.abc>d B.bc>d>a A.电流从锌极经过导线移向铜极 C.d>a>b>c D.a>bdc 2.依据Cd+Hg2SO4—2Hg+Cd++SO?反 B.铜电极上发生反应Cu-2eCu+ 应原理，设计出一种标准电池，其简易装置如图 C.电池工作一段时间后，乙池的c(Cu+)减小 所示。下列有关该电池的说法正确的是( D.电池工作一段时间后，甲池的c(Zn+)增加 1510 鲁科版化学选择性必修1 听 2.盐水小汽车是一款神奇的玩具，只要在小汽车 课 尾部动力部位加几滴NaCI溶液，小汽车就可 以跑起来，其电池结构如图所示，有关该电池的 记 说法中不正确的是 ( NaOH溶液 NaC A.M的电极材料为Cu 溶液 B.N极上有气泡产生 C.电池工作时，溶液中的OH向N极移动 D.负极的电极反应式为A1十3e一A13+ 石墨片滤纸锌片 5.某研究性小组设计的铜铁原电池如图所示。 A.该电池工作时，化学能转化为电能 A B.锌片为电池的负极，石墨片为电极的正极 电流计 C.正极的电极反应式为O2+4e+H2O 盐桥 40H Y溶液 D.电解质溶液中Na向锌片方向移动 Cus0,溶液FeSO,溶液 3.将反应2Fe3++2I一2Fe++I2设计成如下 图所示的原电池。 (1)若原电池装置为图甲： 灵敏电流计 ①原电池工作时，下列叙述正确的是 (填字母)。 石墨、 石墨 A.正极反应为Fe一2e—Fe2+ 盐桥 B.电池反应为Fe十Cu2+-Fe2++Cu FeCl KI C.在外电路中，电子从负极流向正极 溶液 溶液 D.盐桥中的K+移向FeSO4溶液 甲 ②A电极观察到的现象是 下列说法不正确的是 A.盐桥中的K+移向FeCL溶液 (2)若原电池装置为图乙： B.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 ①电极材料X可以是 (填字母，下 C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 同)。 D.电流计读数为零后，在甲中溶人FeCL2固体， a.铁b.铜c.石墨 乙中石墨电极为负极 ②Y溶液可以是 4.(2025·辽宁抚顺六校协作体高二期中)A1-Cu a.FeSO4溶液 b.CuSO4溶液 原电池的装置如图，下列说法正确的是() c.CuCL2溶液 课后反思 116