化学反应能量转化的重要应用——化学电池 课件-2026届高三化学一轮复习

化学反应能量转化的重要 应用——化学电池 1 学习任务一 原电池及工作原理 【课前自主预习】 1.原电池的概念 利用氧化还原反应将化学能直接转化成______的装置。 电能 新 课 探 究 2 2.初识氢氧燃料电池 (1)两电极的反应类型 还原剂氢气在负极上______电子，是负极 反应物，发生______反应；氧化剂氧气在 正极上______电子，氧气是正极反应物， 发生______反应。 失去 氧化 得到 还原 (2) 产生电流的原因 燃料电池产生电流的原因是在两个石墨电极上有__________能力不 同的物质——氢气和氧气，当形成__________时，便会产生电流。 得失电子 闭合回路 新 课 探 究 3 3.原电池的工作原理 还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应， 并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。 新 课 探 究 4 4.构成电池的四要素 电极反应物（包括负极和正极）；电极材料（包括正极和负极）； 离子导体（一般为传导电荷的电解质）；电子导体（一般为能传导 电子的导线）。 新 课 探 究 5 【情境问题思考】 2022年2月4日晚8点北京冬奥会在国家体育场开幕，为实现“绿 色冬奥”的承诺，北京冬奥会大规模使用氢氧燃料电池汽车，有效促 进了降碳减排。据介绍，在北京、延庆和张家口三大赛区，共有816 辆氢氧燃料电池汽车作为主运力开展示范运营服务，其中北京、延 庆两大赛区312辆，张家口赛区504辆。 新 课 探 究 6 问题一： 简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的？ 提示：燃料电池通过装置将氧化反应和还原反应分开，两个石墨电 极上有得失电子能力不同的物质——氢气和氧气，当形成闭合回路 时，氧化还原反应中转移的电子便会定向移动形成电流。 问题二： 在铜-锌-稀硫酸原电池中,电子是怎样移动的?电子能否通 过电解质溶液?如果不能,电流是如何形成的? 提示:由于金属锌比金属铜活泼,锌失去电子,电子通过导线流向铜片。 电子不能通过电解质溶液。在稀硫酸中移向铜片, 移向锌片, 阴、阳离子定向移动形成电流。 新 课 探 究 7 问题三： 构成原电池的各要素的功能是什么？ 提示：负极反应物失去电子，正极反应物得到电子；电极材料、电 子导体起传导电子的作用，离子导体传导电荷，电极材料、电子导 体、离子导体形成闭合回路。 新 课 探 究 8 【核心知识讲解】 1.原电池的工作原理 工作过程中电解质溶液中阳离子向正极移动（如 向铜片定向移 动），阴离子向负极移动（如 向锌片定向移动）；与外电路构 成闭合回路。 新 课 探 究 9 2.原电池正、负极判断（从5个角度思考判断） 新 课 探 究 10 【知识迁移应用】 例1 下图是氢氧燃料电池驱动 发光的一种装置示意图。下列说 法正确的是( ) A.放电过程中移向 电极 B. 为负极，通入的是氢气 C.正极的电极反应式为 D.导线中每通过，需要消耗 气体 √ 新 课 探 究 11 [解析] 由图中电子移动方向可以判断电极 是负极，电极反应式为 ，电极 是正极，电极反应式为 。 放电过程中移向正极，应该是移向 电极， A错误； 由分析知，为正极，通入的是氧气，B错误； 电极 是正极，电极反应式为 ，C正确； 结合电极反应式进行计算，导线中每通过 ，负极消耗氢气的物质的量为 ，正极消耗氧气的物质的量为 ，需要消耗气体的质量为 ，D错误。 新 课 探 究 12 例2 用如图所示装置探究原电池的工作原理，下列说法不正确的是( ) A.乙图与丙图中锌片的质量均减轻 B.乙图中铜电极上的电极反应式为 C.丙图中片上发生氧化反应，溶液中的 向铜电极移动 D.甲图中锌片质量减轻，铜片上有气体产生 √ 新 课 探 究 13 [解析] 乙图与丙图装置均形成原电池，锌均作负极，发生氧化反应 生成 ，故其质量均减轻，A正确； 乙图中铜电极作正极，电解质溶液为稀硫酸， 电极反应式为 ，B正确； 丙图中锌电极为负极，发生氧化反应，溶液中 的 向正极铜电极移动，C正确； 甲图中没有形成闭合电路，不能构成原电池，反应中锌片质量减轻且 锌表面有气体产生，D错误。 新 课 探 究 14 [易错警示] (1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,电极材料可以为导电的 非金属,如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。 (2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不 一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。 (3)在判断原电池正、负极时,既要考虑金属活泼性的强弱也要考虑电 解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg,正极为 Al;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。 新 课 探 究 15 学习任务二 原电池原理的应用 【课前自主预习】 1.设计原电池 工作原理（以锌铜原电池为例） 实验 装置 ______________________________________________ 新 课 探 究 16 现象 锌片不断　　　　,铜片上有　　　　产生,灯泡　　　　  结论 导线中有　　　通过,　　　能转化为　　　能  解释 锌失电子发生　 反应形成Zn2+进入 溶液:　　　　　 . (填电极反应式),锌片上的电子沿导线流向铜片  溶液中的H+从铜片上得电子发生  反应生成H2而逸出: 　　　　　　　　　　(填电极反应式)  溶解 气泡 发光 电流 化学 电 氧化 还原 续表 新 课 探 究 17 2.常见的化学电池 (1)干电池:如锌锰干电池。 (2)充电电池:又称　 　　　电池,如铅蓄电池。   (3)燃料电池:能量转化率高,无污染。 二次 新 课 探 究 18 【情境问题思考】 问题一： 如图，苹果插上两个不同电极可以构成原电池，那么怎样 设计原电池呢？ 提示：如题图所示，找一个铁棒和铜棒，插入苹果中，用导线连接 电流表，形成闭合回路，即可构成原电池。 新 课 探 究 19 问题二： 设计原电池的基本思路是什么？ 提示：步骤一：确定一个自发的氧化还原反应的还原剂和氧化剂， 还原剂作负极反应物，氧化剂作正极反应物，把氧化还原反应分为 两个半反应。 步骤二：选择两极材料，正极材料最好选择不与正极反应物和离子 导体发生反应且导电的固体，如石墨等。 步骤三：选择离子导体（电解质溶液）和电子导体（导线）并形成 闭合回路。 新 课 探 究 20 问题三： 请利用反应 ，设计一个能产生电流的 装置并画出简单的装置示意图，标明电极材料及电极名称。 可选用物品：铜片、锌片、铁片、石墨棒、溶液、 溶液、 溶液、 溶液、导线、滤纸、烧杯、电流表。 提示： 新 课 探 究 21 【核心知识讲解】 1.设计原电池的基本思路 新 课 探 究 22 2.设计原电池的基本步骤 (1)定:确定一个能够自发进行的氧化还原反应。 (2)拆:将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应,分别作 为负极和正极的电极反应。 还原剂-ne- = 氧化产物(负极电极反应); 氧化剂+ne- = 还原产物(正极电极反应)。 (3)找:根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电 解质溶液,正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 (4)画:连接电路形成闭合回路,画出原电池示意图。 新 课 探 究 23 【知识迁移应用】 例3 某同学设计了如图所示原电池，闭合电路电流计 发生偏转，同 时A极逐渐变细，B极逐渐变粗，C为电解质溶液，则A、B、C应是 下列各组中的( ) A.A是、B是 、C为稀硫酸 B.A是、B是 、C为稀硫酸 C.A是、B是、C为 溶液 D.A是、B是、C为 溶液 √ 新 课 探 究 24 [解析] A极逐渐变细，B极逐渐变粗，说明A是负极、B是正极，正 极有金属单质析出。A是、B是 、C为稀硫酸，两个电极相同， 不能构成原电池，故不选A；A是、B是、C为稀硫酸，、 和稀硫酸均不反应，不能构成原电池，故不选B； A是、B是 、C为溶液，的活泼性大于，作负极、 作正极，负极：，负极变细；正极： ，正极变粗，故选C； A是、B是、C为溶液， 的活泼性大于， 作负极、 作正极，故不选D。 新 课 探 究 25 例4 锌-空气电池（如图所示）适宜用作城市电动车的动力电源，该 电池放电时转化为 。则该电池工作时，下列说法正确的是( ) A. 电极是该电池的正极 B. 电极的电极反应式为 C. 向石墨电极移动 D.氧气在石墨电极上发生还原反应 √ 新 课 探 究 26 [解析] 氧气得电子发生还原反应，石墨电极是正极，锌电极是负极， A项错误，D项正确； 锌作负极，碱性条件下，负极的电极反应式为 ，B项错误； 原电池工作时，溶液中的阴离子向负极移动，即向 极移动， C项错误。 新 课 探 究 27 [方法规律] 电极反应式的书写方法 (1)负极反应式的书写 ①活泼金属作负极(电极材料本身反应) 生成的阳离子与电解质溶液不反应时:M-ne- = Mn+。 若生成的阳离子与电解质溶液反应,应将“金属失电子的反应式”与“阳 离子和电解质溶液反应的反应式”叠加写出。 ②燃料电池(电极材料本身不反应) H2-O2(H2SO4)燃料电池负极反应式:H2-2e- = 2H+。 H2-O2(KOH)燃料电池负极反应式:H2-2e-+2OH- = 2H2O。 新 课 探 究 28 (2)正极反应式的书写 ①首先判断在正极反应的物质 当负极材料与电解质溶液能反应时,在正极上发生电极反应的物质是电解质 溶液中的某种粒子。 当负极材料与电解质溶液不反应时,在正极上发生电极反应的是溶解在电解 质溶液中的O2。 燃料电池中正极反应的物质是作氧化剂的物质。 ②根据具体情况书写正极反应式(也要考虑是否与电解质溶液反应) H2-O2(H2SO4)的正极反应式:O2+4e-+4H+ = 2H2O。 H2-O2(KOH)的正极反应式:O2+4e-+2H2O = 4OH-。 新 课 探 究 29 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）原电池是电能转化为化学能的装置( ) × [解析] 原电池是利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 （2）将铜片和锌片用导线连接插入任何溶液中，电流表指针都会偏 转( ) × [解析] 只有溶液为电解质溶液时，才能形成闭合回路，电流表指针 才会偏转。 课 堂 评 价 30 （3）氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置( ) √ （4）原电池外电路中电子的流向是由正极流向负极( ) × [解析] 外电路中电子由负极经导线流向正极。 （5）原电池工作时，在负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应 ( ) √ （6）锌锰干电池工作一段时间后，锌外壳逐渐变薄( ) √ 课 堂 评 价 31 2.下列装置能构成原电池的是（连接两个电极的均是金属导线） ( ) A. B. C. D. [解析] A中两极金属活泼性相同，无法构成原电池；B中无电解质溶 液；C中没构成闭合回路。 √ 课 堂 评 价 32 3.瓦斯分析仪(如图甲所示)的工作原理类似燃料电池的工作原理,其装 置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移 动,下列有关叙述中正确的是 (　) A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极a流向电极b B.电极a的反应式为CH4+4O2-+8e- = CO2+2H2O C.O2-由电极b流向电极a D.消耗33.6 L(标准状况)O2时, 转移4 mol电子 √ 课 堂 评 价 33 [解析] 图乙为原电池装置,空气中氧气得到电子发生还原反应生成氧离子: O2+4e- = 2O2-,电极b为正极,则电极a为负极,负极甲烷失去电子发生氧化反应 生成二氧化碳和水:CH4+4O2--8e- = CO2+2H2O。电子不能在电池内电路中流 动,只能在外电路中流动,且电子由负极经导线流向正极,A错误; 电极a为负极,负极甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水: CH4+4O2--8e- = CO2+2H2O,B错误; 由分析知,电极b为正极,电极a为负极,原电池中阴离子向负极移动,故O2-由电 极b流向电极a ,C正确; O2~4e-,若消耗的O2为33.6 L(标准状况),转移×4=6 mol电子,D错误。 课 堂 评 价 34 4. 电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电 解质溶液，装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是( ) A.电子经电解质溶液从 电极移向石墨电极 B. 在石墨电极上发生氧化反应 C.电极反应式为 D.溶液中 向石墨电极移动 √ 课 堂 评 价 35 [解析] 电池中 作负极，发生氧化反应，负极电极反应 式为 ,则石墨电极为正极，正极电极反应式为 。电子不能经过电解质溶液，电子从负极即 电极经导线移向石墨电极，故A错误； 石墨电极为正极， 在石墨电极上发生还原反应，故B错误； 据分析可知， 电极反应式为，故C正确； 溶液中 向负极移动，而石墨电极 为正极，故D错误。 课 堂 评 价 36 5.如图所示，在银锌原电池中，以硫酸铜溶液为电 解质溶液，锌为____极，该电极上发生的是______ （填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式为_____ _____________，锌片上观察到的现象为_________ _______；银为____极，电极上发生的是______（填“氧化”或“还原”） 反应，电极反应式是___________________，银片上观察到的现象是 ________________ 。 负 氧化 片逐渐溶解 正 还原 有红色物质析出 [解析] 在银、锌及溶液形成的原电池中，由于活泼性 ， 所以作负极：，片逐渐溶解； 作正极： ，析出的沉积在 片上。 课 堂 评 价 37 1.一种锂水电池以锂和钢板为电极， 为电解质，使用时加入水 即可放电，总反应为 。下列有关该电 池的说法错误的是( ) A.锂极为负极 B. 移向正极 C. 为正极产物 D.电子由锂经导线流向钢板 [解析] 由电池总反应可知，发生氧化反应生成，则 极为负 极，A正确；原电池中阴离子向负极移动，则 移向负极，B错误； 钢板作正极，表面发生还原反应生成 ，C正确；原电池中电子由 负极经导线流向正极，故电子由锂经导线流向钢板，D正确。 √ 备 用 习 题 38 2.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能 长时间保持稳定的放电电压。高铁电池总反应为 。下列叙 述不正确的是( ) A.放电时负极反应为 B.放电时正极反应为 C.放电时每转移电子，正极有 被氧化 D.放电时正极附近溶液的碱性增强 √ 备 用 习 题 39 [解析] 高铁电池放电时为原电池，依据原电池工作原理，放电时负 极反应式为 ，正极反应式为 ，放电时每转移 电子， 正极有 被还原，且正极附近溶液的碱性增强。 备 用 习 题 40 3.如图是某课外活动小组设计的用化学电池使 灯发光的装置。下 列说法错误的是( ) A.铜片表面有气泡生成 B.装置中存在“化学能 电能 光能”的转换 C.溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 D.如果将铜片换成铁片，电路中的电流方向将改变 √ 备 用 习 题 41 [解析] 铜锌原电池中， 作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子 生成氢气，所以铜片表面有气泡生成，故A正确； 原电池中化学能转化为电能， 灯发光时，电能转化为光能，故B 正确； 原电池工作时阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C正确； 如果将铜片换成铁片，锌仍然是负极，所以电路中的电流方向不变， 故D错误。 备 用 习 题 42 练 习 册 知识点一 原电池及工作原理 1.［2025·广东潮州松昌中学高一期中］某学生根据所学知识，设计 了四个原电池，如图所示，你认为不可行的是( ) A. B. C. D. √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 44 [解析] 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁、铜和稀硫酸能组 成原电池装置，A不符合题意； 铜或银和稀硫酸都不反应，无法组成原电池，该实验不可行，B符 合题意； 镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，镁、铜和稀硫酸能组成原电池， C不符合题意； 锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，锌、铜和稀硫酸能组成原电池， D不符合题意。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 45 2.［2025·山东聊城高一期中］某小组进行了如下两组对比实验，下 列说法正确的是( ) A.甲烧杯中的电子由锌流向铜，然后经稀硫酸回 到锌 B.都能够观察到锌片溶解，铜片表面产生气泡 C.乙中产生气泡的速率比甲快 D.两烧杯中溶液的 均增大 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 46 [解析] 图甲中锌、铜和稀硫酸形成了原电池；图乙中锌与稀硫酸反 应生成硫酸锌和氢气，铜不反应。 甲烧杯中外电路的电子由负极 流向正极 ，溶液中没有电子， 只有离子的定向移动，故A错误； 都能够观察到锌片溶解，甲中铜片表面产生气泡，乙中铜片无现象、 锌片表面有气泡，故B错误； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 47 甲为原电池，能加快反应速率，因此甲中产生气泡的速率比乙快， 故C错误； 两烧杯中氢离子均变为氢气，溶液中氢离子浓度降低，则溶液的 均增大，故D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 48 3.［2025·福建福州四中高一期中］理论上讲，任 何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某 同学利用反应“ ”设计了 一个化学电池，其装置如图所示。该电池的外电 路中，电流从极流向 极。 下列说法正确的是( ) A.装置放电时主要将电能转化为化学能 B.电极的电极材料可以为 ，也可以是石墨或铁 C.电极的电极材料为铜，电极反应式为 D.溶液为溶液，放电时向 极移动 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 49 [解析] 利用反应“ ”设计化学电池，该电池 的外电路中，电流从极流向 极，则为正极、 为负极；负极铜失 去电子被氧化为铜离子、正极银离子得到电子被还原为银单质，溶 液为 溶液。 原电池装置放电时主要将化学能转化为电能，A错误； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 50 为正极，电极 的电极材料可以为 ，也可以是石墨，铁的金属活 动性大于铜，不能为铁，B错误； 为负极，电极材料为铜，发生氧化反应，电极反应式为 ，C正确； 原电池中阳离子向正极移动，故放电时向 极移动， D错误。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 51 4.由下列各组材料和电解质溶液能组成原电池的是( ) 两极材料 、 、 金刚石、 、 电解质溶液 稀 乙醇 浓 稀盐酸 选项 A B C D [解析] 两个电极都为 时外电路不能产生电流，不能形成原电池， A项错误； 乙醇不是电解质，不能形成原电池，B项错误； √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 52 4.由下列各组材料和电解质溶液能组成原电池的是( ) 两极材料 、 、 金刚石、 、 电解质溶液 稀 乙醇 浓 稀盐酸 选项 A B C D 金刚石不是导体，且与浓 反应需加热，不能形成原电池， C项错误； 、 、稀盐酸组合具备构成原电池的条件，D项正确。 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 53 5.［2025·广东深圳盐田高级中学高一月考］氨价格低廉，运输和储 存方便，因此作为燃料电池具有很大的发展潜力。一种新型 燃料电池构造示意图如图所示，关于该电池的说法正确的 是( ) A.通入的电极 为电池的负极 B.电流由电极通过导线流向电极 C.该电池工作时将化学能转化为电能 D.转移电子时消耗和 物质的量 之比为 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 54 [解析] 电极上被氧化生成 ，则电极为负极， 溶液作电 解质溶液，负极的电极反应为； 电极为正极， 被还原生成 ，正极的电极反应为 ，据此解答。 由分析可知，通入的电极 为电池的正极， A错误； 由分析可知，电极为负极，电极 为正极， 原 电池中电流方向：正极 导线 负极， 则电流由电极 通过导线流向电极 ，B错误； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 55 该新型 燃料电池属于原电池，则该电池工作时将化学能转化为电能，C正确； 由分析可知，负极反应为 ，正极反应为 ， 则转移 电子时，负极消耗 ，正极消耗 ，消耗 和物质的量之比为 ，D错误。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6.图甲是铜锌原电池示意图。图乙中 轴表示实验时流入正极的电子 的物质的量，则 轴表示( ) A.溶液的质量 B. C. D.锌棒的质量 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 57 [解析] 图示装置为原电池，由于金属活动性：，所以 为 负极，失去电子，发生氧化反应；为正极，溶液中的 得到电子 被还原为，总反应的化学方程式为 。 反应前为溶液，反应后变为溶液，每有 反应， 溶液质量增加， 轴表示实验时流入正极的电子的 物质的量，则 轴可以表示溶液的 质量，A符合题意； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 58 在原电池反应开始前，溶液中无，则轴不能表示 ， B不符合题意； 在原电池反应中，为正极，不参加反应，溶液中无， 始终为0，故轴不能表示 ，C不符合题意； 在原电池反应中，由于金属活动性： ，所以 为负极，失去电子， 被氧化变为进入溶液，导致锌 棒的质量减少，故 轴不能表示锌 棒的质量变化，D不符合题意。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 知识点二 原电池原理的应用 7.［2024·黑龙江大庆高一期末］由、、、 四种金属按下列装置 进行实验。下列说法不正确的是( ) 装置 _______________ _______________ _______________ 现象 金属 不断溶解 的质量增加 上有气体产生 A.装置甲中 作原电池负极 B.装置乙中电极上的反应式为 C.装置丙溶液中电子由流向 D.四种金属的活动性强弱顺序为 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 60 [解析] 装置甲中不断溶解，则 作原电池负极，A正确； 装置乙中，的质量增加，则为正极，电极反应式为 ，B正确； 装置丙中，上有气体产生，则 为原电池的正极，电子从负极经导 线流向正极，电子不经过溶液，C错误； 装置甲中， 为负极，为正极，活泼性为，装置乙中，为负 极， 为正极，活泼性为，装置丙中，为负极，为正极，活 泼性为 ，综合可得，四种金属的活动性强弱顺序为 ，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 61 8.将过量的两份锌粉、分别加入相同量的稀硫酸中，同时向 中加 少量溶液，图中产生的体积与时间 的关系正确 的是( ) A. B. C. D. √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 62 [解析] 和反应，加入，会置换出金属 ，形成 、、稀原电池，加快和反应生成 的速率，故 反应速率应为，速率越大，锌和反应所用时间越短，故 所用时间小于所用时间；因为两份都是过量的，产生 的量取 决于的量，因为的量相同，故产生 体积相同，即 ，故选B。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 63 9.［2024·甘肃武威两校高一联考］某化学兴趣小 组利用反应 ，设 计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是 ( ) A. 极为负极，发生氧化反应 B.极的电极反应式为 C.电子流动方向：电极溶液 电极 D.该装置能实现电能与化学能的相互转换 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 64 [解析] 由的移动方向可知， 极为负极，发生氧化反应，根据电 池反应式可知， 发生失电子的氧化反应，即 极的电极反应式为 ，A错误； 结合A选项可知，B正确； 电子不经过溶液，电子的流动方向： 电极 导线 电极，C错误； 该装置是原电池，只能将化学能转换为电能， D错误。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 65 10.现有几种常见的化学电源示意图，下列叙述不正确的是( ) A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B.锌锰干电池在使用过程中，锌筒逐渐被消耗 C.铅酸蓄电池工作时，每通过电子，正极质量增加 D.氢氧燃料电池中负极通入氢气发生氧化反应 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 66 [解析] 干电池是一次电池，铅酸蓄电池是充电电池，属于二次电池， 氢氧燃料电池属于燃料电池，A正确； 在锌锰干电池中， 作负极，发生氧化反应而被腐蚀，锌锰干电池 在使用过程中，锌筒逐渐被消耗，B正确； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 67 铅酸蓄电池放电时，正极的电极反应式为 ， ，即每通过电子，正极增加 的是的质量，为 ，C错误； 氢氧燃料电池中负极通入氢气，氢气失电子发生氧化反应，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 68 11.［2024·四川大学附中高一月考］某化学兴趣小组的同学设计了如 图所示原电池装置。下列说法不正确的是( ) A.该装置反应的能量变化可用如图甲表示 B.电池工作时，片发生的电极反应： C.溶液中向电极移动，向 电极移动 D.电池工作一段时间后，溶液质量增加 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 69 [解析] 原电池是将化学能转化为电能的装置。一般情况下，在原电 池反应中，活动性强的电极为负极，发生失去电子的氧化反应，电 子由负极经外电路流向正极，溶液中的阳离子在正极上发生得到电 子的还原反应，在同一闭合回路中电子转移数目相等。 该装置是原电池，将化学能转化为 电能，反应过程中会释放能量，反 应物的能量比生成物的能量高，因 此可以用图甲表示反应过程的能量 变化，A正确； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 70 由于金属活动性：，所以 为原电池的负极，电极反 应式为，B正确； 在电解质溶液中，阳离子 会向负电荷较多的正极片移动， 向正电荷较多的负极片 方向移动，C错误； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 该电池总反应式为 ，根据反应式可知每有 发生反应，有变为 进入溶液，同时有 变为单质从溶液中析出，溶液质量增加 ，由于在同一闭合回路 中电子转移数目相等，故电池工作一段时间后，溶液质量增加， D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12.［2024·福建泉州永春高一月考］普通水泥在固化过 程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物 理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝 时间。此法的原理如图所示，反应的总化学方程式为 A.负极的电极反应式为 B.测量原理示意图中，电子从经溶液流向 电极 C.电池工作时，向 电极移动 D.和的总能量低于和 的总能量 。下列有关说法正确的是 ( ) √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 73 [解析] 反应的总化学方程式为 ，据此分 析可知，铜为负极，氧化银为正极，两极反应式分别为 ， 。 铜为负极，失去电子，负极的电极反应式为 ，故A错误； 测量原理示意图中，铜为负极，氧化银为正极， 电子从铜经外电路流向 电极，电子不 能通过电解质溶液，故B错误； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 74 电池工作时，阴离子向负极移动，所以向负极 移动，故C正确； 原电池反应为放热反应，所以与的总能量高于 与 具有的总能量，故D错误。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13.［2024·江苏连云港高一期中］某化学小组为了探究铝电极在原电 池中的作用，进行了下列实验，实验结果记录如表。下列说法正确 的是( ) 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 ① 、 稀盐酸 偏向 ② 、 稀盐酸 偏向 ③ 、石墨 稀盐酸 偏向____ ④ 、 溶液 偏向 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 76 A.实验①和②中， 电极的作用相同 B.实验③中，电流表指针偏向 C.实验④中， 为负极，电极反应式为 D.以上实验说明，铝在原电池中的作用，与另一个电极材料和电解 质溶液有关 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 77 [解析] 本题根据形成原电池后，电流表指针的偏转方向，通过对比 进而判断电流方向。 由表中可以看出实验①电流表指针偏向 ，说明是正极，而实验 ②中指针偏向，说明此时 是负极，故两实验中电极的作用不 相同，A错误； 实验③中电极材料为 和石墨，为负极，而电流表指针偏向正极， 故偏向石墨，B错误； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 78 由于 与溶液不反应，而能与 溶液发生反应： ， 被氧化，故实 验④中，为负极，电极反应式为 ， 而为正极，电极反应式为 ，C错误； 分析实验①②③可知铝在原电池中的作用，与另一个电极材料有关， 分析实验①④可知铝在原电池中的作用，与电解质溶液有关，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14.常温下，将除去表面氧化膜的片、片插入浓 中组成原电 池(图甲)，测得原电池的电流强度随时间 的变化如图乙所示， 反应过程中有红棕色气体产生。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 80 A.～时，原电池的负极是 片 B.～时，正极的电极反应式是 C. 后，原电池的正、负极互换 D.后，正极上每得到电子，负极质量减少 √ 下列说法错误的是( ) 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 81 [解析] ~时，铝为原电池的负极，铜为正极，到 时，铝在浓硝 酸中钝化后不再反应，此时铜又成了原电池的负极。 ~ 时，原电池的负极是片，故A正确； ~ 时，硝酸根离子在正极得电子生成红棕色气体 ，正极的电极 反应式是 ，故B正确； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 82 后，铝发生钝化，铜作负极，电池的正、负极互换，故C正确； 后，铜是负极，每有电子发生转移，就有 被氧 化，负极质量减少 ，故D错误。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 83 15.(8分)［2024·河北沧州高一联考］形形色色的电池在生产生活中 有着重要的作用，请回答下列问题： (1)(4分)碱性锌锰电池适合需要大电流供电的设备使用，如照相机、 野外摄像机、无线电控制的航模与海模、电动 工具、电动玩具、收录机等，其结构如图所示， 总反应式为 。该电池的正极为______(填“”或 “ ”)，其电极反应式为____________________________________。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 84 [解析] 由总反应式 可知， 得到电子生成 ，为电源的正极，根据得失电 子守恒和电荷守恒配平电极反应式为 。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 85 (2)(4分)燃料电池具有能量转换效率高、废弃物排放少、运行噪音小 等优点。因此，燃料电池具有广阔的发展前景。某燃料电池结构如 图所示，该电池的负极反应式为_______________________________ _____，电路中每转移，两极共消耗_____ 气体(换算成标准 状况下)。 33.6 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 86 [解析] 由图可知，在负极失去电子生成 ，根据得失电子守 恒和电荷守恒配平电极反应式为 ，在正极得到电子生成 ，电极反应式为 ，电路中每转移 ，两极共消耗 气体，标准状况下的体积为 。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 87 16.(10分)［2024·山东潍坊高一月考］(1)全钒液流储能电池是利用不 同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置， 其原理如图所示。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 88 (1)(2分)当左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，其电极反应式为__________ ______________________。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 89 [解析] 左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，可知溶液中的转化为 ， 即元素的化合价从价降低为价， 在左侧电极上发生还原 反应，由于电解液是酸性的，因此可以判断该电极上发生的电极反 应式为 。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 90 (2)(4分)充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由____色变为____色。 绿 紫 [解析] 充电过程中，右槽连接的是电源负极，电极反应式为 ，则溶液颜色逐渐由绿色变为紫色。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 91 (3)(2分)放电过程中氢离子的作用是参与正极反应和______________ _____________________________________________。 从右槽通过交 换膜向左槽移动，使电流通过溶液，形成闭合回路 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 92 [解析] 在放电过程中，右槽中发生氧化反应，左槽中发生还原反 应，在左侧电极上放电时， 参与了反应，氢离子从右槽通过 交换膜向左槽移动，使电流通过溶液，形成闭合回路。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 93 (4)(2分)放电时若转移的电子数为个，左槽溶液中 的变化量为________。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 94 [解析] 放电时左侧电极反应式为 ， 若转移的电子数为个即为电子时，消耗 氢离 子，同时右侧迁移过来氢离子，则左槽溶液中 的变化 量为 。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 95 $