2026届高三化学一轮复习 之原电池原理应用 课件

该高中化学高考复习课件聚焦“原电池原理应用”专题，覆盖新型化学电源设计、电极反应式书写、离子交换膜选择等五大核心考点，依据高考评价体系分析近五年真题，明确电极判断、反应式书写等高频考点权重，归纳选择、填空等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+思维建模”策略，如全国卷Ⅰ真题通过电子守恒突破Fe²⁺浓度计算，培养科学思维与证据推理素养。提供“反应-环境-守恒”电极反应式书写模板，帮助学生掌握得分技巧，教师可据此优化复习方案，提升备考效率。

电化学原理应用专题 ------之原电池原理应用专题 学习目标 1．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单原电池。 2．能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 3．能利用相关信息进行相关计算。 学习内容 思维提升 前置作业 原电池思维模型 原电池原理应用 应用1.新型化学电源的设计 例1．(天津)熔融钠—硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na＋xS=Na2Sx(x＝3～5，难溶于熔融硫)。下列说法错误的是(　　) A．Na为电池的负极 B．放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na2Sx C．Na2Sx为电池的正极 D．该电池是以Na-β-Al2O3为隔膜的二次电池 应用2.电极反应式的书写 例2.用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如右图所示。电极1发生的电极反应 为 。 磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳 (碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜为阳离子交换膜，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4=LiFePO4＋6C。 M电极电极反应式 ， N电极电极反应式 。 应用3.离子交换膜的选择 例3．NaBH4（H为-1价）燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列说法不正确的是(　　) A．离子交换膜应为阳离子交换膜 B．该燃料电池的负极反应式为BH4-＋8OH－－8e－=BO2-＋6H2O C．在电池反应中，每消耗1 L 6 mol·L－1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA D．放电过程中OH-透过交换膜移向左侧电极 应用4.原电池相关计算 例4.最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法中正确的是(　　) A．氧化银电极上的反应为Ag2O＋2e－=2Ag＋O2－ B．石墨电极上的反应为C6H12O6＋6H2O＋24e－=6CO2↑＋24H＋ C．每转移4 mol电子，氧化银电极质量减少16g D．每30 g C6H12O6参与反应，有4 mol H＋经质子交换膜进入正极区(C6H12O6的相对分子质量为180) 应用5.原电池与可逆反应 例5.原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验： ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。 ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。 （1）实验ⅰ中银作________极。石墨电极电极反应式为 。 （2）综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是________________。 应用6：原电池的工作原理综合考查 例6．(全国卷Ⅰ)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题： (1)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________作为电解质。 阳离子 u∞×108/ (m2·s－1·V－1) 阴离子 u∞×108/ (m2·s－1·V－1) Li＋ 4.07 HCO3- 4.61 Na＋ 5.19 NO3- 7.40 Ca2＋ 6.59 Cl－ 7.91 K＋ 7.62 SO42- 8.27 (2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 (3) 石墨电极的电极反应式为__________ ___，铁电极的电极反应式为__________________________。两侧溶液体积相等，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝________。 (4)根据(2)、(3)实验结果，可知因此，验证了Fe2＋氧化性小于________、还原性小于________。 归纳总结 巩固练习： 1．(海南)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法正确的是(　　) A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低 B．电池工作过程中，电解液中OH－向正极迁移 C．负极发生反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 D．正极发生反应：Ag2O＋2H＋＋2e－===Ag＋H2O 2．查汽车酒驾的一种酸性燃料电池酒精检测仪工作原理如图所示，它适合现场吹气进行酒精检测。下列说法正确的是(　　) A．电流由呼气所在的铂电极流出 B．O2所在的铂电极处发生还原反应 C.O2得电子与H2O结合生成OH－ D．该电池的负极反应式为CH3CH2OH＋3H2O－12e－===CO2↑＋12H＋ 3.微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，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，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是(　　) A．负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋ B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C．当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1 4．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。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电极b移向电极a B．电极a附近发生的电极反应为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋ C．电极b附近发生的电极反应为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 5.一种碳纳米管新型二次电池的装置如图所示。下列说法中正确的是(　　) A．离子交换膜选用阳离子交换膜 B．正极的电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ C．导线中通过1 mol电子时，理论上负极区溶液质量增加1 g D．充电时，碳电极与电源的正极相连 6．某学习小组的同学查阅相关资料得到氧化性：Cr2O72->Fe3＋，设计了如图所示的盐桥原电池。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b极到a极 C．电池工作时，盐桥中的SO42-移向乙烧杯 D．乙烧杯中的电极反应式为2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O72-＋14H＋ 7．控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ） A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极 学科网（北京）股份有限公司 $电化学原理应用专题 ------之原电池原理应用 学习目标 1．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单原电池。 2．能利用相关信息分析化学电源的工作原理及相关计算。 3．掌握原电池问题的解题思路、解题方法、培养核心素养和化学思想。 2 前置作业 内电路 外电路 思维模型（原电池必备知识） 1.一个反应 2.两个电极、两个半反应 3.电解质的环境 4.守衡思想 思维模型（原电池必备知识） 1.一个反应 2.两个电极、两个半反应 3.电解质的环境 4.守衡思想 如何运用？ 思维模型（原电池必备知识） 1.一个反应 2.两个电极、两个半反应 3.电解质的环境 4.守衡思想 如何运用？ 结合模型 挖掘信息 证据推理 例1.(天津)熔融钠—硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na＋xS=Na2Sx(x＝3～5，难溶于熔融硫)。下列说法错误的是(　　) 原电池原理应用 A．Na为电池的负极 B．放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na2Sx C．Na2Sx为电池的正极 D．该电池是以Na-­β-­Al2O3为隔膜的二次电池 应用1.新型化学电源的设计 例1.(天津)熔融钠—硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为 2Na＋xS=Na2Sx(x＝3～5，难溶于熔融硫)。 下列说法错误的是(　　) 考点二　原电池原理应用 A．Na为电池的负极 B．放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na2Sx C．Na2Sx为电池的正极 D．该电池是以Na-­β-­Al2O3为隔膜的二次电池 应用1.新型化学电源的设计 【概括归理】结合原电池反应式和装置图分析电极材料、电极名称 信息--证据 8 知识点二　原电池原理应用 例2.用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如右图所示。电极1发生的电极反应为 。 应用2.电极反应式的书写 磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳 (碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜为阳离子交换膜，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4=LiFePO4＋6C。 M电极电极反应式 ， N电极电极反应式 。 知识点二　原电池原理应用 例2.用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如右图所示。电极1发生的电极反应为 。 应用2.电极反应式的书写 磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳 (碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能 传导Li＋的高分子材料，隔膜为阳离子交换膜，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4=LiFePO4＋6C。 M电极电极反应式 ， N电极电极反应式 。 信息 信息 知识点二　原电池原理应用 例2.用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如右图所示。电极1发生的电极反应为 。 应用2.电极反应式的书写 磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳 (碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能 传导Li＋的高分子材料，隔膜为阳离子交换膜，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4=LiFePO4＋6C。 M电极电极反应式 ， N电极电极反应式 。 【概括归理】反应是基础，环境是关键。结合具体环境分析电极反应式书写。 信息 信息 应用3.离子交换膜的选择 例3. NaBH4（H为-1价）新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列说法不正确的是(　　) A．离子交换膜应为阳离子交换膜 B．该燃料电池的负极反应式为BH4-＋8OH－－8e－=BO2-＋6H2O C．在电池反应中，每消耗1 L 6 mol·L－1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA D．放电过程中OH-透过交换膜移向左侧电极 应用3.离子交换膜的选择 例3. NaBH4（H为-1价）新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列说法不正确的是(　　) A．离子交换膜应为阳离子交换膜 B．该燃料电池的负极反应式为BH4-＋8OH－－8e－=BO2-＋6H2O C．在电池反应中，每消耗1 L 6 mol·L－1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA D．放电过程中OH-透过交换膜移向左侧电极 OH-、Na+浓度如何增大 离子交换膜的作用： 构成闭合电路； 交换某些特定离子（保持电荷守恒，溶液酸碱性、防止副反应等） 应用3.离子交换膜的选择 例3. NaBH4（H为-1价）新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列说法不正确的是(　　) A．离子交换膜应为阳离子交换膜 B．该燃料电池的负极反应式为BH4-＋8OH－－8e－=BO2-＋6H2O C．在电池反应中，每消耗1 L 6 mol·L－1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA D．放电过程中OH-透过交换膜移向左侧电极 OH-、Na+浓度如何增大 【概括归理】判断交换膜种类，分析两极溶液浓度变化，电荷守恒是关键。 应用4.原电池相关计算 例4.最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法中正确的是(　 　) A．氧化银电极上的反应为Ag2O＋2e－=2Ag＋O2－ B．石墨电极上的反应为C6H12O6＋6H2O＋24e－=6CO2↑＋24H＋ C．每转移4 mol电子，氧化银电极质量减少16g D．每30 g C6H12O6参与反应，有4 mol H＋经质子交换膜进入正极区(C6H12O6的相对分子质量为180) 　 应用4.原电池相关计算 例4.最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法中正确的是(　 　) A．氧化银电极上的反应为Ag2O＋2e－=2Ag＋O2－ B．石墨电极上的反应为C6H12O6＋6H2O＋24e－=6CO2↑＋24H＋ C．每转移4 mol电子，氧化银电极质量减少16g D．每30 g C6H12O6参与反应，有4 mol H＋经质子交换膜进入正极区(C6H12O6的相对分子质量为180) 　 【概括归理】物质变化是基础，反应式是重点，电子（电荷）守恒是突破口 应用4.原电池相关计算 例4.最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法中正确的是(　 　) A．氧化银电极上的反应为Ag2O＋2e－=2Ag＋O2－ B．石墨电极上的反应为C6H12O6＋6H2O＋24e－=6CO2↑＋24H＋ C．每转移4 mol电子，氧化银电极质量减少16g D．每30 g C6H12O6参与反应，有4 mol H＋经质子交换膜进入正极区(C6H12O6的相对分子质量为180) 　 【概括归理】电子与各微粒之间的一般关系： 4e-～4H+～4OH-～2O2-～2H2～O2 应用5.原电池与可逆反应 例5.应用原电池反应可以探究可逆反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验： ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小，最后回到零点。 ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的逆向偏移。 （1）实验ⅰ中银作________极。石墨电极的电极反应式为 。 （2）综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是_________________。 应用5.原电池与可逆反应 例5.应用原电池反应可以探究可逆反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验： ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小，最后回到零点。 ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的逆向偏移。 （1）实验ⅰ中银作________极。石墨电极的电极反应式为 。 （2）综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是_________________。 应用5.原电池与可逆反应 例5.应用原电池反应可以探究可逆反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验： ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小，最后回到零点。 ⅱ.随后向U形管左侧加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的逆向偏移。 （1）实验ⅰ中银作________极。石墨电极的电极反应式为 。 （2）综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是_________________。 Fe3+的性质 【概括归理】信息是多样的，基础是不变的，信息与基础的结合是答题关键。 应用5.原电池与可逆反应 例5.应用原电池反应可以探究可逆反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验： ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小，最后回到零点。 ⅱ.随后向U形管左侧加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的逆向偏移。 （1）实验ⅰ中银作________极。石墨电极的电极反应式为 。 （2）综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是_________________。 Fe3+的性质 例6.(全国卷Ⅰ)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题： (1) 盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________作为电解质。 考点：原电池的工作原理综合应用 例6.(全国卷Ⅰ)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题： 盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且 电 迁移率(u)应尽可能地相近。 根据下表数据，盐桥中应选择________作为电解质。 信息---证据 (2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 (3)石墨电极的电极反应式为___，铁电极的电极反应式为____。两侧体积均为1L，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝______。 (4)根据(2)、(3)实验结果，可知，验证了Fe2＋氧化性小于________、还原性小于______。 (2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 (3)石墨电极的电极反应式为___，铁电极的电极反应式为____。两侧体积均为1L，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝______。 (4)根据(2)、(3)实验结果，可知，验证了Fe2＋氧化性小于________、还原性小于______。 证据推理 (2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 (3)石墨电极的电极反应式为___，铁电极的电极反应式为____。两侧体积均为1L，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝______。 (4)根据(2)、(3)实验结果，可知，验证了Fe2＋氧化性小于________、还原性小于______。 电子守恒 (2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 (3)石墨电极的电极反应式为___，铁电极的电极反应式为____。两侧体积均为1L，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝______。 (4)根据(2)、(3)实验结果，可知，验证了Fe2＋氧化性小于________、还原性小于______。 【概括归理】利用基础，挖掘信息，分析本质，找出考查点。 原电池考点： 1.正、负极的判断 2.电极反应式的书写与判断 3.交换膜种类的判断 4.计算（离子浓度、电子、质量等） 电化学必备知识（核心内容） 1.一个反应 2.两个电极、两个半反应 3.电解质的环境 4.守衡思想 原电池考点： 1.正、负极的判断 2.电极反应式的书写与判断 3.交换膜种类的判断 4.计算（离子浓度、电子、质量等） 电化学必备知识（核心内容） 1.一个反应 2.两个电极、两个半反应 3.电解质的环境 4.守衡思想 思维模型的建立 运用模型解决问题 原电池考点： 1.正、负极的判断 2.电极反应式的书写与判断 3.交换膜种类的判断 4.计算（离子浓度、电子、质量等） 电化学必备知识（核心内容） 1.一个反应 2.两个电极、两个半反应 3.电解质的环境 4.守衡思想 思维模型的建立 运用模型解决问题 新情景 、新信息 思维模型的建立 运用模型解决问题 信息变、情景变， 考点不变，核心知识不变 挖掘情境中的基础， “以不变应万变” 阳离子 u∞×108/(m2·s－1·V－1) 阴离子 u∞×108/(m2·s－1·V－1) Li＋ 4.07 HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 4.61 Na＋ 5.19 NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 7.40 Ca2＋ 6.59 Cl－ 7.91 K＋ 7.62 SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 8.27 阳离子 u∞×108/(m2·s－1·V－1) 阴离子 u∞×108/(m2·s－1·V－1) Li＋ 4.07 HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 4.61 Na＋ 5.19 NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 7.40 Ca2＋ 6.59 Cl－ 7.91 K＋ 7.62 SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 8.27 $