第7章 第3讲 原电池 化学电源(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·化学

该高中化学高考复习课件聚焦“原电池 化学电源”专题，依据高考评价体系梳理了原电池工作原理、化学电源类型及电极反应式书写等核心考点，通过近五年真题分析明确“电极反应式书写”“电池工作原理分析”等高频题型分布，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题演练+思维建模+素养提升”，如以2025年江苏卷光解水装置题为例，指导学生运用“氧化还原反应拆分法”书写电极反应式，培养科学思维和证据推理能力。特设“易错诊断库”和“电极反应模板”，助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

第3讲　原电池　化学电源 复习目标 1.从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理，能设计简单的原电池。　2.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。　3.能够书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。 返回导航 内 容 索 引 考点一 1 1 考点二 2 真题演练 体验感悟 1 3 考点一　原电池的工作原理及其应用 第一部分 4 整合必备知识 夯实基础 1．概念：把______能转化为___能的装置，本质是发生_____________________反应。 化学 电 自发进行的氧化还原 返回导航 2．工作原理（以锌铜原电池为例） 返回导航 (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）的作用 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 返回导航 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)增大化学反应速率：创造多个微电池反应环境，可增大反应速率。 (3)设计原电池：首先将氧化还原反应分成两个半反应，然后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。 返回导航 自我诊断 (1)构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不同的金属(　　) (2)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(　　) (3)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定是负极(　　) (4)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(　　) (5)实验室制备H2时，用粗锌（含Cu、Fe等）代替纯锌与盐酸反应效果更佳(　　) × × × √　 √　 返回导航 提升关键能力 融会贯通 一、原电池的工作原理 1．（2026·深圳质检）关于下述电化学反应过程的描述正确的是(　　) A．该装置实现电能转化为化学能 B．电极b是负极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过电解质溶液回到电极a D．每1 mol (CH2O)n参与反应，转移4 mol电子 B　 返回导航 由分析可知，电极b是负极，B正确； 原电池中电子由负极经导线到正极，该装置中电极b为负极、电极a为正极，故电子从电极b经过负载到电极a，电子不会经过电解质溶液，C错误； 由分析可知，每1 mol (CH2O)n参与反应，转移4n mol电子，D错误。 返回导航 2．（2026·衡阳调研）某合作学习小组的同学设计下列原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述正确的是(　　) A．乙烧杯可看作半电池，发生还原反应 B．盐桥中的电解质溶液可换成饱和KCl溶液 C．电子流动方向：石墨（甲）→a→b→石墨（乙）→盐桥→石墨（甲） D．电池工作一段时间，甲烧杯中溶液酸性减弱 D　 返回导航 高锰酸钾可以氧化氯离子，故盐桥中的电解质溶液不能换成饱和KCl溶液，B错误； 石墨电极（乙）是负极、石墨电极（甲）是正极，电池工作时，电子流动方向为石墨（乙）→b→a→石墨（甲），C错误； 返回导航 实验装置与现象 装置 甲 乙 丙       现象 M不断溶解 O的质量增加 M上有气体产生 二、原电池原理的应用 3．（2025·浙江联考）由M、N、O、P四种金属按表中装置进行实验，下列叙述正确的是(　　)  返回导航 A.装置甲中的N金属是原电池的负极 B．装置乙中的O金属是原电池的阳极 C．装置丙中的P金属是原电池的正极 D．四种金属的活泼性顺序是P>M>N>O √ 返回导航 解析：甲、乙、丙均为原电池装置，装置甲中M不断溶解，说明M被氧化，为原电池的负极，则N为原电池的正极，A错误； 装置乙中O的质量增加，说明O电极上析出金属，为原电池的正极，B错误； 装置丙中M上有气体产生，该气体为氢气，说明M为原电池的正极，则P为原电池的负极，C错误； 原电池反应中负极较活泼，故金属的活泼性顺序为P>M>N>O，D正确。 返回导航 4．根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池。 (1)首先写出正、负极的电极反应式。 ①负极：______________________。 ②正极：______________________。 Cu－2e－===Cu2+　 2Fe3+＋2e－===2Fe2+ 返回导航 (2)在下表中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液。 ①不含盐桥 ②含盐桥     ①不含盐桥 ②含盐桥     答案： （答案合理即可） 返回导航 考点二　化学电源 第二部分 19   负极反应式：_____________________________； 正极反应式：MnO2＋H2O＋e－===OH－＋MnO(OH)； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2   负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O； 正极反应式：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag 整合必备知识 夯实基础 1．一次电池：放电后不可再充电的电池。 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 返回导航 2.二次电池：又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其充、放电过程如下： 返回导航 3.燃料电池：一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 (1)常见燃料：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。 (2)电解质类型：酸性溶液、碱性溶液、固体电解质（可传导O2-）、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应、电极反应有影响。 返回导航 (3)应用举例（以甲烷为燃料，写出下列介质中的电极反应式） 酸性溶液 正极反应式：_________________________； 负极反应式：______________________________ 碱性溶液 正极反应式：_____________________________； 负极反应式：_________________________________ 固体氧化物（高温下能传导O2-） 正极反应式：_____________________________； 负极反应式：______________________________ 熔融碳酸盐（如熔融K2CO3，正极通入CO2） 正极反应式：_____________________________； 负极反应式：________________________________ 2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 2O2＋8e－===4O2- CH4＋4O2-－8e－===CO2＋2H2O 返回导航 自我诊断 (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)铅酸蓄电池放电时，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)铅酸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(　　) √ √ √ ×　 ×　 返回导航 提升关键能力 融会贯通 一、一次电池 1．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)，电池构造示意图如下图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.电池工作时，MnO2发生氧化反应 B.电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 C.环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成1 mol MnO(OH)，转移电子数为2×6.02×1023 C　 返回导航 解析：根据电池总反应可知，电池工作时，Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－。电池工作时，MnO2得到电子，发生还原反应，A错误； 负极消耗OH－，正极生成OH－，电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，B错误； 环境温度过低，化学反应速率较小，不利于电池放电，C正确； 由正极的电极反应式可知，反应中每生成1 mol MnO(OH)，转移1 mol电子，即转移电子数为6.02×1023，D错误。 返回导航 2．（2026·大同模拟）锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池，其构造示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A.Zn作电池的负极 B.电池工作时，OH－向正极移动 C.正极的电极反应式：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ D.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性 解析：原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即OH－向负极移动，B错误。 B　 返回导航 3．（2026·石家庄摸底）2025年9月，我国科学家成功研发出新型氢负离子原型电池，其利用氢负离子的移动来存储和释放能量，放电时总反应的化学方程式为6CeH2＋3Na[AlH4]===6CeH3＋Na3[AlH6]＋2Al。下列说法错误的是(　　) A.Na[AlH4]电极的电势高于CeH2电极的电势 B.充电时，H－由Na[AlH4]电极移向CeH2电极 C.放电时,正极的电极反应式为3Na[AlH4]＋6e－===Na3[AlH6]＋2Al＋6H－ D.理论上，电路中通过2 mol e－时，两极的质量变化差值为4 g B　 返回导航 解析：根据题给电池放电时总反应的化学方程式可知，CeH2失电子生成CeH3，作负极，Na[AlH4]中一部分Al得电子生成Al单质，作正极；放电时Na[AlH4]电极的电极反应式为3Na[AlH4]＋6e－===Na3[AlH6]＋2Al＋6H－，充电时为电解池的阳极；放电时CeH2电极的电极反应式为CeH2＋H－－e－===CeH3，充电时为电解池的阴极。放电时，正极的电势高于负极的电势；充电时，阳极的电势高于阴极的电势；故Na[AlH4]电极的电势高于CeH2电极的电势，A正确。 充电时，阴离子向阳极移动，故H－由CeH2电极移向Na[AlH4]电极，B错误。 由上述分析知，C正确。 放电时，电路中通过2 mol e－，2 mol H－由正极移向负极，正极质量减少2 g，负极质量增加2 g；充电时，电路中通过2 mol e－，2 mol H－由阴极移向阳极，阴极质量减少2 g，阳极质量增加2 g；故理论上，两极的质量变化差值为4 g，D正确。 返回导航 4．（2024·全国甲卷）科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池（如下图所示）。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnO(OH)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－===MnO(OH)＋OH－ D.放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnO(OH) C　 返回导航 解析：充电时，Zn2+向阴极方向迁移，A错误； 由题意知，放电时，MnO2转化为MnO(OH)和ZnMn2O4，B错误； 放电时，MnO2电极为正极，发生的反应有MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－，C正确； 放电时，Zn电极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2+，Zn电极质量减少0.65 g(0.010 mol)时，电路中通过0.020 mol电子，故MnO2电极有0.020 mol MnO2发生反应，但MnO2转化为MnO(OH)和少量ZnMn2O4，故生成的MnO(OH)的物质的量小于0.020 mol，D错误。 返回导航 二次电池原理分析的思维模型 思维建模 返回导航 C　 返回导航 解析：由题给燃料电池装置示意图可知，a电极为电池的负极，b电极为电池的正极，电池工作时，质子由a电极移向b电极，故A、B正确； 由得失电子守恒可知，理论上每吸收1 mol二氧化硫，转移2 mol电子，b电极消耗0.5 mol氧气，在标准状况下的体积为11.2 L，故D正确。 返回导航 6．（2025·湖南联考）为既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，某合作小组利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O设计如下图所示电池。下列说法正确的是(　　)   A.电流不可以通过离子交换膜 B.电子由电极B经负载流向电极A C.相同状况下，左右两侧电极室中产生的气体体积比为3∶4 D.负极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O D　 返回导航 解析：阴离子交换膜允许阴离子通过，阴离子定向移动可形成电流，所以电流可以通过离子交换膜，A错误。 在反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O中，NH3中N元素化合价升高，NO2中N元素化合价降低，所以NH3在电极A发生氧化反应，电极A为负极；NO2在电极B发生还原反应，电极B为正极；电子由负极（电极A ）经负载流向正极（电极B ），B错误。 根据电池总反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，相同状况下，左右两侧电极室中产生的N2体积比等于物质的量之比，为4∶3，C错误。 电极A为负极，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，D正确。 返回导航 第三部分 真题演练 体验感悟 37 A　 返回导航 解析：由题图可知，电极a上发生失电子的氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，电极b上发生得电子的还原反应，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑。由分析可知，电极a上发生氧化反应生成O2，A正确； 电极a上生成H＋，电极b上消耗H＋，H＋通过质子交换膜从左室移向右室，B错误； 由总反应可知，光解过程消耗水，H2SO4溶液浓度增大，pH减小，C错误； 生成1 mol H2，转移2 mol 电子，外电路每通过0.01 mol 电子时，电极b上产生0.005 mol H2，D错误。 返回导航 2．（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池（如下图所示），使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li＋通过。下列说法正确的是(　　) A.放电时电解质溶液质量减小 B.放电时电池总反应为H2＋2Li===2LiH C.充电时Li＋移向惰性电极 D.充电时每转移1 mol电子，c(H＋)降低1 mol·L-1 C　 返回导航 返回导航 返回导航 电解池中阳离子移向阴极，故充电时Li＋移向惰性电极，C正确； 充电时每转移1 mol电子生成1 mol H＋，但电解质溶液体积未知，且H3PO4是中强酸，c(H＋)的变化量无法计算，D错误。 返回导航 3．（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图，下列叙述正确的是(　　) A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为Ag－e－＋Cl－===AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗1 mol Sb4O5Cl2　 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O D　 返回导航 解析：由题图可知，放电时，N极上AgCl发生得电子的还原反应，N极为正极，电极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，M极为负极，电极反应为4Sb－12e－＋2Cl－＋5H2O===Sb4O5Cl2＋10H＋；充电时，N极为阳极，M极为阴极，电极反应与原电池相反。放电时，M极为负极，A错误； 放电时，N极上反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B错误； 充电时，M极为阴极，电极反应为Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O，D正确。 返回导航 C　 返回导航 解析：电池放电或充电时的反应原理如下： 返回导航 由电池总反应可知，有Li＋的迁移，故熔融盐中LiNO3的物质的量分数会影响充放电速率，A正确； 因Li＋半径比K＋的小，故Li＋优先通过固态电解质膜，B正确； 充电时，锂电极为阴极，与外接电源负极相连，D正确。 返回导航 5．（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如下。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是(　　) A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2+ D．充电时16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h C　 返回导航 解析：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少，说明MnO2转化为Mn2+，Mn元素化合价降低，发生还原反应，电极Ⅱ为原电池的正极，MnSO4溶液呈酸性，故正极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O；电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2+。由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确； 由分析可知，放电时电极Ⅱ的电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O，反应消耗H＋，溶液的pH升高，B错误； 由分析可知，放电时负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2+，C正确； 根据放电时负极反应可知，充电时阴极反应为S＋Mn2+＋2e－===MnS，每消耗16 g(0.5 mol)S，转移1 mol电子，能提供的理论容量为26.8 A·h，D正确。 返回导航 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 放电时的电极反应 负极：______________________________________； 正极：_____________________________________ 充电时的电极反应 阴极：__________________________________； 阳极：_____________________________________ 定位 电极 电极反应式 充电（电解池） 惰性电极（阴极） Li＋＋e－=== Li 气体扩散电极（阳极） H2－2e－＋2H2PO===2H3PO4 放电 （原电池） 惰性电极（负极） Li－e－=== Li＋ 气体扩散电极（正极） 2H3PO4＋2e－===2H2PO＋H2↑ 电极 电极反应式 正极（充电时的阳极） O2＋2e－===O（低温） O＋2e－===2O2-（高温） 负极（充电时的阴极） Li－e－===Li＋ 总反应 O2＋2LiLi2O2、O2＋4Li2Li2O $