1.2 化学能与电能的转化 第1课时（讲义）化学苏教版选择性必修1

本讲义聚焦原电池的工作原理这一核心知识点，从定义和构成条件入手，通过单液与双液电池实验探究揭示电子流向与离子迁移规律，进而梳理正负极判断方法及电极反应式书写，最终延伸至原电池设计与实际应用，构建递进式学习支架。 资料以实验对比为特色，通过铜锌原电池（含与不含盐桥）微观探析培养科学思维，结合金属腐蚀防护等生活应用渗透科学态度与责任。课中随学随练即时巩固，课后分层练习助力学生查漏补缺，提升教学效果。

专题1 化学反应与能量 第二单元 化学能与电能的转化 第1课时 原电池的工作原理 课标要点 1.结合生活、生产真实情境，认识原电池装置，理解原电池可以将化学能转化为电能，掌握原电池的构成条件，能准确判断简单原电池的正、负极。 2.能分析铜‑锌原电池（含盐桥原电池）的工作原理，描述两极反应现象，明确电子流向、离子迁移方向，熟练书写电极反应式和总反应的化学、离子方程式。 3.能基于氧化还原反应本质认识原电池，建立 “氧化还原反应→电子转移→化学能转化为电能” 的认知逻辑，能从微观角度解释原电池的工作过程。 4.能运用原电池原理分析简单实用电池，解释金属腐蚀等实际问题，体会原电池在生产生活中的应用价值。 学习重难点 重点： 1.原电池的工作原理、原电池的形成条件，正负极的判断方法。 2.盐桥原电池的装置作用，电子、阴阳离子的移动方向。 3.原电池电极反应式、总反应方程式的规范书写。 难点： 1.从氧化还原本质理解化学能向电能转化的微观过程，构建 “宏观现象‑微观粒子移动‑电极反应” 的思维模型。 2.盐桥的作用与原理分析，区分单液原电池与双液盐桥原电池的优缺点。 3.根据陌生氧化还原反应设计简单原电池，正确书写陌生情境下的电极反应式。 4.结合装置图像综合判断电极、粒子移动，辨析原电池常见易错问题。 知识点 原电池工作原理 1．原电池的构成条件 (1)定义：能把化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件： 2．实验探究： （1）锌和硫酸铜溶液反应中的能量转化 向一只烧杯中加入1.0 mol•L－1 CuSO4溶液约30 mL，再加入适量锌粉，现象是Zn逐渐溶解，溶液颜色变浅，有红色物质生成，用温度计测量溶液的温度，温度升高，能量变化的主要形式是化学能转化为热能。 （2）铜锌原电池的构造与工作原理 电池名称 单液电池 双液电池(盐桥电池) 实验装置 实验现象 电流表 指针偏转 电极变化 锌片逐渐溶解，铜片质量增加 电流变化 一段时间后，电流逐渐衰减 产生的电流持续、稳定 微观探析 锌片的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液，质量减轻； 电子通过导线传递到铜片上形成电流，电流表指针偏转； 溶液中的Cu2＋在铜片获得电子变成Cu沉积在铜片上，质量增加 符号表征 电极反应式 Zn片：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) Cu片：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 电池总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 能量转换 化学能转化为电能 盐桥 ①盐桥成分：含有KCl饱和溶液的琼脂。作用：使两个半电池形成闭合回路； ②平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性；离子移动方向：Cl－移向ZnSO4溶液(负极区)，K＋移向CuSO4溶液(正极区)。 ③避免电极与电解质溶液直接反应，相比单液原电池有利于最大程度地将化学能转化为电能 3.原电池的工作原理(以锌铜原电池为例) 溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动，离子只能在溶液中移动而不能在导线中移动，原电池的内电路和外电路分别通过离子的移动和电子的流动而形成闭合回路，可形象地描述为“电子不下水，离子不上岸”。 易错提醒 1.单液铜锌原电池在工作过程中，锌直接和CuSO4溶液接触，会有化学反应发生，使部分化学能转化为热能，导致电池供电能力弱。 2.双液铜锌原电池中，锌插入ZnSO4溶液、铜插入CuSO4溶液，避免了锌和CuSO4直接接触，提高了原电池的供电能力。 　4.一般是负极金属的活动性(还原性)强于正极金属，原电池中正、负极的判断方法如下： 随学随练 1．（25-26高二下·吉林通化·开学考试）关于原电池的说法正确的是 A．原电池是将电能转化为化学能的装置 B．负极发生还原反应，正极发生氧化反应 C．构成原电池的两个电极必须是不同的金属 D．原电池的工作原理是氧化还原反应中的电子转移 【答案】D 【详解】A．原电池是将化学能转化为电能的装置，A错误； B．原电池中负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，选项描述颠倒，B错误； C．构成原电池的两个电极不一定是不同的金属，也可以是金属和导电非金属（如石墨），燃料电池也可使用两个相同的惰性电极，C错误； D．原电池将氧化还原反应的两个半反应分开在两极进行，通过外电路转移电子形成电流，工作原理本质是氧化还原反应中的电子转移，D正确； 故答案选D。 2．（24-25高二上·河北秦皇岛·期中）对于锌．铜和稀硫酸组成的原电池，下列有关说法正确的是 ①Zn是负极     ②Cu是正极    ③负极上发生氧化反应   ④正极上发生还原反应 A．①② B．②③ C．②③④ D．①②③④ 【答案】D 【详解】①金属活动性强于，作原电池负极，正确；②作原电池正极，正确；③负极失电子，发生氧化反应，正确；④正极得电子，发生还原反应，正确。四个说法均正确，D符合题意。 3．（25-26高二上·江苏扬州·期中）某原电池反应原理示意图如下图。下列有关该原电池的说法正确的是 A．将电能转化为化学能 B．电流从铁片经导线流向铜片 C．一段时间后，铜片质量增加 D．铁板发生还原反应 【答案】C 【详解】A．原电池是将化学能转化为电能，将电能转化为化学能的装置为电解池，A错误； B．该原电池中铁的活泼性强于铜，铁为负极、铜为正极，电流从正极（铜片）经导线流向负极（铁片），B错误； C．铜片为正极，正极发生反应，生成的铜单质附着在铜片上，一段时间后铜片质量增加，C正确； D．铁片为负极，失去电子发生氧化反应，并非还原反应，D错误； 故答案为：C。 知识点 原电池的设计 1．实验探究原电池的设计 【实验探究】根据离子反应Cu2++Fe===Cu+Fe2+设计一个原电池。 (1)画出原电池构造示意图，指出正负极。 (2)写出原电池的电极反应式 负极：Fe-2e-===Fe2+ 正极：Cu2++2e-===Cu 2．设计原电池的方法 (1)外电路 负极：还原性强的物质被氧化，向外电路提供电子； 正极：氧化性强的物质被还原，从外电路得到电子。 (2)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子做定向移动，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 易错提醒 在利用原电池原理设计原电池时，要注意以下问题： (1)原电池的总反应必须为自发的氧化还原反应。 (2)设计双液电池时，电极不能插入能与电极直接反应的电解质溶液中。 随学随练 1．设计原电池Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，在方框中画出能形成稳定电流的装置图(标出电极材料、电解质溶液) _____。 负极：_____，电极反应式：_____。 正极：_____，电极反应式：_____。 【答案】 Cu Cu–2e−＝Cu2＋ 石墨 2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋ 【分析】根据总方程式，铜失去电子，为负极材料，负极区选用不与铜反应的电解质；正极材料选比铜活动性差的电极材料即可，电解质溶液为氯化铁溶液，铁离子得电子。 【详解】根据分析，负极材料为铜，电极反应为Cu–2e−＝Cu2＋，正极材料为比铜活动性差的电极材料石墨，电极反应为2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋，装置图为 2．（24-25高二上·青海西宁·期中）下图是原电池的装置图。请回答下列问题： (1)若溶液C为稀硫酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为___________，反应进行一段时间后，溶液C的酸性___________(填“增强”“减弱”或“基本不变”)。 (2)若将反应设计成如上图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为___________，B极的电极反应式为___________。 (3)若A极为，B极为，溶液C为溶液，则极发生___________反应，电极反应式为___________。 【答案】(1) 2H++2e-= H2↑ 减弱 (2) 铜（或Cu） （或） (3) 还原 【详解】（1）若溶液C为稀硫酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，形成原电池，自发总方程式是Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑, A电极做正极，电极方程式是2H++2e-= H2↑, 反应进行一段时间后，氢离子被消耗，溶液C的酸性减弱，故答案是2H++2e-= H2↑；减弱。 （2）若将反应设计成如上图所示的原电池装置，铜化合价升高，失电子，铜金属做负极，正极采用惰性电极，如石墨棒，则A极(负极)材料为铜，B极的电极反应式为（或），故答案是铜（或Cu）；（或）。 （3）若A极为，B极为，溶液C为溶液，Zn的活泼性比Cu大，发生的总反应方程式是，为负极，为正极，则极发生还原反应，电极方程式是，故答案是还原；。 3．（25-26高二下·贵州毕节·阶段检测）某原电池反应为Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2，下列说法正确的是 A．负极材料为Fe，正极材料为Zn B．正极发生的反应为 C．电子由正极经导线流向负极 D．电解质溶液中Cl-向正极移动 【答案】B 【分析】原电池负极为氧化反应，根据总反应可知，负极的电极反应为；正极为还原反应，根据总反应可知，正极的电极反应为，由此解答； 【详解】A．由分析可知，负极发生的反应为，因此负极为Zn；正极反应为，正极材料不参与反应，正极应选择活泼性弱于Zn的导电材料，A错误； B．由分析可知，正极的电极反应为，B正确； C．原电池的外电路中，电子由负极经导线流向正极，C错误； D．原电池电解质溶液中，阴离子向负极移动，故向负极移动，D错误； 故答案为B。 拓展 原电池原理的应用 1．比较金属活动性强弱 对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性较强，正极金属的活动性较弱。 例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中， 观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a＞b。 2．加快氧化还原反应的速率 构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。 例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。 3．设计原电池 (1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。 (2)外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化性较强的物质在正极上得到电子。 (3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。 Ⅰ.原电池装置的设计思路是“两极一液一连线” 第一步：将电池总反应拆成两个半反应，即原电池的负极反应和正极反应。 第二步：确定负极材料、正极材料和电解质溶液。 第三步：画出装置图，并注明电极材料和电解质溶液，以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu反应为例，如图。 Ⅱ.设计原电池时电解质溶液和电极材料的选择 (1)电解质溶液一般要能够与负极材料发生反应。若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则电解质溶液应作正极电解液。 (2)电池的电极材料必须能导电。 ①活动性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极。 ②金属和非金属。如锌作负极，石墨棒作正极。 ③金属和化合物。如铅蓄电池，铅块作负极，PbO2作正极。 ④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。 活学活用 1．（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列事实不能用原电池原理解释的是 A．铝片通常情况无需密封保存 B．表皮破损后，镀锡铁比镀锌铁更容易生锈 C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量溶液后反应速率加快 D．为防止船壳被腐蚀，在轮船吃水线以下的船壳上焊上一定数量的锌块 【答案】A 【详解】A．铝片通常情况无需密封保存是因为常温下铝与空气中的反应生成致密的保护膜，阻止内部铝继续被氧化，属于普通化学腐蚀，没有形成原电池，不能用原电池原理解释，A符合题意； B．镀锡铁破损后，、和电解质溶液构成原电池，活泼性强于，作负极被加速腐蚀；镀锌铁破损后，、和电解质溶液构成原电池，活泼性强于，作负极被腐蚀、被保护，能用原电池原理解释，B不符合题意； C．滴入少量溶液后，置换出，、和稀硫酸构成原电池，加快反应速率，能用原电池原理解释，C不符合题意； D．船壳主要成分为，焊接块后，、和海水构成原电池，活泼性强于，作负极被腐蚀、被保护，属于牺牲阳极法的金属防护，能用原电池原理解释，D不符合题意； 故答案为A。 2．（25-26高二上·广东珠海·阶段检测）少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可使用如下方法中的 ① 加入少量Cu粉 ② 加入几滴浓硝酸 ③ 加CH3COONa固体 ④ 加NaCl溶液 ⑤ 加入几滴硫酸铜溶液 ⑥ 升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑦ 改用10 mL 0.1 mol/L盐酸 A．①⑥⑦ B．②④⑦ C．⑤⑥⑦ D．③⑥⑦ 【答案】A 【详解】①加入Cu粉，Fe、Cu和稀盐酸形成原电池，加快反应速率，Fe总量不变则产量不变，符合题意； ②加入浓硝酸，稀释后形成的稀硝酸与Fe反应生成，无生成，不符合题意； ③加固体，与结合生成弱电解质，降低浓度使反应速率减慢，不符合题意； ④加NaCl溶液会稀释盐酸，降低浓度，反应速率减慢，不符合题意； ⑤加入硫酸铜溶液，Fe会置换Cu消耗自身，导致生成的量减少，不符合题意； ⑥升高温度可加快反应速率，反应物总量不变则产量不变，符合题意； ⑦改用10 mL 0.1 mol/L盐酸，浓度增大加快反应速率，且总物质的量不变，产量不变，符合题意； 符合题意的为①⑥⑦，故选A。 3．（25-26高二上·云南文山·阶段检测）探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 (1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为：___________。 (2)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母)。 A．KOH+HCl=KCl+H2O B．Cu+2Fe3+ =2Fe2++Cu2+ C．Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ D．Na2O+H2O=2NaOH (3)根据反应：CuCl2+Fe=FeCl2+Cu 设计原电池，画出带盐桥的双液原电池装置图，要求标明电极材料及电解质溶液___________。 (4)碱性锌锰干电池比普通锌锰电池的使用寿命长且性能高，其构造如图1所示，电池总反应为： Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，其中MnO2作___________极，发生___________反应，电极反应式为___________。 (5)某同学利用图2所示装置，用电解法制取漂白液或Fe(OH)2。 ①若用于制漂白液，电解质溶液一般为饱和食盐水，B为电解池的___________极，A电极的电极反应式为___________。 ②若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用___________作电极(填化学式)。阳极的电极反应式为___________。 【答案】(1)b＞a＞c＞d (2)B (3) (4) 正 还原 (5) 阳极 Fe 【详解】（1）原电池中，负极金属活动性更强，失去电子，质量减小，正极为不活泼金属，溶液中的H+得到电子生成H2（产生气泡）；当a、b相连，a为正极，则金属活动性b＞a；c、d相连，c为负极，则c＞d；a、c相连，c上产生气泡，则a＞c；b、d相连，b质量减小，则b＞d；四种金属的活动性由强到弱顺序为：b＞a＞c＞d； （2）自发的氧化还原反应才能设计成原电池，逐项分析： A．KOH+HCl=KCl+H2O是复分解反应，非氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误； B．Cu+2Fe3+ =2Fe2++Cu2+是自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，B正确； C．在金属活动性顺序表中，Cu排在H后面，所以Cu的还原性比H2弱，所以Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑这个反应不是自发进行的，需要一定条件，C错误； D．Na2O+H2O=2NaOH是化合反应，没有元素的化合价变化，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，D错误； 故选B； （3） 总反应：CuCl2+Fe=FeCl2+Cu，Fe活泼性大于Cu，所以Fe作负极，电解质溶液为：FeCl2溶液；则Cu（或石墨）为正极，电解质溶液为：CuCl2溶液；用盐桥连接两装置，双液原电池装置图可设计为：； （4）碱性锌锰干电池的电池反应为：Zn＋2MnO2＋2H2O = 2MnO(OH)+ Zn(OH)2， MnO2中Mn的化合价从+4价降低到MnO(OH)中的+3价，化合价降低，得电子被还原，则MnO2作正极，在碱性溶液中的电极反应式为： ； （5）①当用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，同时生成氢氧化钠溶液，氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠，所以B为电解池的阳极，A极处生成氢氧化钠溶液，电极反应式是:； ②要制取，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，则阳极材料为铁，失电子转化为，所以阳极的电极反应式为。 拓展 电极反应式的书写 1．电极反应式书写要求 电极反应式符合离子方程式书写要求，用“===”表示，注意分子、离子形式及电子、电荷、元素守恒。 2.一般电极反应式的书写方法 (1)定电极，标得失。 按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。 (2)看环境，配守恒。 电极产物在电解质溶液中应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。 (3)两式加，验总式。 两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。 3．题目给定原电池的装置图，未给总反应式 (1)结合介质和装置图中表示物质转化的箭头指向找出原电池的正、负极，即分别找出还原剂和氧化剂。判断出反应物和生成物。 (2)写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两极反应式相加可得总反应式。 4．已知总反应式，书写电极反应式 (1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与反应产物。 (2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。 (3)根据质量守恒配平电极反应式。 (4)复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式。 活学活用 1．（25-26高二下·陕西西安·期中）结合所学知识，回答下列问题。 (1)铅蓄电池的正极反应式：______。 (2)以和为反应物的熔融碳酸盐电池的负极反应式：______。 (3)第一电离能：B______Be，原因是______。 (4)配制银氨溶液时，试剂的加入顺序：______。(填标号) A．向溶液中滴加氨水    B．向氨水中滴加溶液 (5)液态油可通过______等手段转变为半固态的脂肪。 【答案】(1) (2) (3) 小于（或<） Be的价电子排布为，处于全满稳定状态，失去电子所需能量更高，B的价电子排布为，2p轨道电子能量高于2s轨道，更易失去 (4)A (5) 氢化 【详解】（1）铅蓄电池正极为，放电时+4价Pb得电子降为+2价，酸性电解质环境中，与、硫酸根结合生成和，正极反应式为； （2）熔融碳酸盐电池负极为发生氧化反应，C元素从-4价升高到+4价，失去8个电子，该电池传导离子为碳酸根，用碳酸根配平电荷，产物为和，负极反应式为； （3）同周期元素第一电离能整体呈增大趋势，但Be的价电子为全满稳定结构，失电子需要的能量更高；B的2p轨道单电子能量更高，更容易失去，因此第一电离能B小于Be； （4）配制银氨溶液需向硝酸银溶液中逐滴加入稀氨水，至最初生成的沉淀恰好完全溶解即可，因此选A。 （5）液态油为不饱和高级脂肪酸甘油酯，含有碳碳双键，与氢气发生加成反应（氢化反应）后饱和度升高，熔沸点上升，可转变为半固态的脂肪，该过程也称为油脂的硬化。 2.根据如图，写出电极a的电极反应式___________。 关于上述电化学反应过程，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再经过水体回到电极a D．每参与反应时，转移电子 【答案】 B 【详解】根据原电池装置图可知，电极a上的得到电子变为N2，作正极，则电极反应式为：； A．由图可知，电极与负载相连接，该装置为原电池，能实现化学能到电能的转化，A错误； B．电极b上失去电子变为CO2，化合价升高，则电极b是负极，B正确； C．电极a为正极，电极b为负极，电子从电极b经过负载到电极a，电子不会进入溶液中，C错误； D．电极b是负极，失去电子变为CO2，其电极反应式为：，每参与反应时，转移的电子为：，D错误； 故答案为：；B。 3.根据如图回答下列问题： (1)—盐酸 负极：___________； 正极：___________； 总反应：___________。 (2)溶液 负极：； 正极：___________； 总反应：。 (3)铁—铜溶液 负极：___________； 正极：___________； 总反应：___________。 (4)铁—铜—稀硝酸 负极：___________； 正极：； 总反应：。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）在金属活动性顺序中， 比活泼，当、同时浸入盐酸形成原电池，更容易失去电子，所以作负极，作正极； 失去电子，被氧化为，负极电极反应为：；盐酸中的移动到正极得到电子，被还原为，电极反应式为：；将正、负极电极反应相加，得到总反应：； （2）当、同时浸入溶液形成原电池，此时能与溶液反应，而不与溶液反应，此时作负极，作正极；负极失去电子，被氧化为，负极电极反应为：；水中的氢离子在正极得到电子，被还原为，正极电极反应式为：；电池总反应为：； （3）、同时浸入溶液形成原电池，比活泼，所以作负极，作正极；失去电子，被氧化为，负极电极反应为：；溶液中的移动到正极得到电子，被还原为，电极反应式为：；将正、负极电极反应相加，得到总反应：； （4）、同时浸入稀硝酸形成原电池，比活泼，所以作负极，作正极；失去电子，被氧化为，负极电极反应为：；稀硝酸中的在正极得到电子，被还原为，电极反应式为：；将正、负极电极反应相加，得到总反应：。 题型 原电池的工作原理 ▌例1 电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池，其电极分别是和，电解质溶液为溶液，总反应式为。下列说法正确的是 A．是正极，是负极 B．是正极，是负极 C．工作时，电池负极区溶液增大 D．工作时，电子由极经外电路流向极 【答案】A 【详解】A．放电时，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，故是正极，是负极，A正确； B．总反应中被氧化，应作负极；被还原，应作正极，B错误； C．负极反应为，负极区消耗，碱性减弱，减小，C错误； D．原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，即由极流向极，D错误； 故选A。 解题贴士 1．原电池的工作原理简图 电子移动方向 从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液 离子移动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子只能在电解质溶液中移动，不能在导线上移动 若有盐桥 盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区 若有交换膜 离子可选择性通过交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极 2．原电池中正、负极的判断方法 ▌对点练1-1 化学学习小组设计下图装置进行实验。下列说法中错误的是 A．打开开关，观察到锌上有气体产生，铜上无现象 B．接通开关，形成原电池，锌为负极，铜为正极 C．接通开关，形成原电池，电子由锌电极流出经过溶液流向铜片 D．接通开关，铜片上有气体产生，电极反应式为 【答案】C 【详解】A．打开开关，锌较活泼，铜不活泼，锌与稀硫酸直接反应，则可以观察到锌上有气体产生，铜上无现象，A正确； B．接通开关，形成原电池，锌较活泼，铜不活泼，则锌为负极，铜为正极，B正确； C．接通开关，形成原电池，锌较活泼，铜不活泼，则锌为负极，铜为正极，则电子由锌电极流出经过导线流向铜片，C错误； D．接通开关，锌较活泼，铜不活泼，则锌为负极，铜为正极，铜片上有气体产生，电极反应式为，D正确。 故选C。 ▌对点练1-2 用铜片、银片、溶液、溶液、导线和盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼胶)构成一个原电池(如下图)。以下有关该原电池的叙述正确的是 ①在外电路中，电子由铜电极流向银电极 ②正极反应为 ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．只有①② B．①②④ C．只有② D．①③④ 【答案】B 【详解】①Cu的活泼性强于Ag，Cu作负极、Ag作正极，外电路中电子由负极铜电极流向正极银电极，正确； ②正极上得电子发生还原反应，反应为，正确； ③实验过程中取出盐桥，无法形成闭合回路，原电池不能继续工作，错误； ④该原电池总反应为，和铜片浸入溶液的置换反应相同，正确； 符合题意的为①②④，故答案选B。 题型 原电池电极反应式的书写 ▌例2 可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，负极反应都为O2+2H2O+4e-=4OH- B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al-3e-=Al3＋ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH增大 D．电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极 【答案】D 【分析】铝合金为负极，空气电极为正极，据此解题。 【详解】A．电池的负极发生失电子的反应，而O2+2H2O+4e-=4OH-为正极反应式，A错误； B．以NaOH溶液为电解液时，不应生成Al3+，而应生成[Al(OH)4]-，应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，B错误； C．以NaOH溶液为电解液时，电池的总反应为4Al+3O2+4OH-+6H2O=4[Al(OH)4]-，故电解液的pH减小，C错误； D．电子通过外电路从负极流向正极，D正确； 故选D 解题贴士 1．遵循三个守恒 (1)得失电子守恒：元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子。 元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子。 (2)电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等。 (3)原子守恒(质量守恒)：电极反应两边同种原子的原子个数相等。 2．书写方法 (1)直观法：针对比较简单的原电池可以采取直观法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失。 注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式中。 (2)用差值法写电极反应方程式： 正、负极反应相加得到电池反应的离子方程式。反之，若能写出已知电池的总反应的离子方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式。 复杂电极反应式===总反应式—简单的电极反应式。 ▌对点练2-1 某实验室备有如下实验用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3溶液、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、NaCl溶液以及部分导线。试回答下列问题： (1)若选用铜片、碳棒、FeCl3溶液及导线，_______(填“能”或“否”)构成原电池。 ①若能，请画出其装置图并完成下面判断；若不能，请说明原因。_______。 ②若能，判断该电池的正极材料是_______，负极材料是_______，正极反应为_______，负极反应为_______，电池反应为_______。 (2)若选用铜片、铁片、NaCl 溶液及导线并外加电流计，_______(填“能”或“否”)组成原电池装置。 【答案】(1) 能 碳棒 铜片 Fe3++e-= Fe2+ Cu-2e-=Cu2+ 2Fe3++Cu= 2Fe2++ Cu2+ (2)能 【详解】（1） 若选用铜片、碳棒、FeCl3溶液及导线，碳棒和铜活泼性不同作电极材料，铜和FeCl3溶液能发生氧化还原反应，因此能构成原电池；其装置图如下：；铜和氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，所以铜片是负极、碳棒是正极，电子由铜片经导线流向碳棒，Fe3+在碳棒表面得电子生成Fe2+，正极反应式为Fe3++e-= Fe2+，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，总反应为2Fe3++Cu= 2Fe2++ Cu2+。 （2）若选用铜片、铁片、NaCl 溶液及导线并外加电流计，铁片和铜片活泼性不同作电极材料，NaCl 溶液作电解质，铁失去电子生成亚铁离子，氧气在铜片中得到电子生成氢氧根，因此能构成原电池。 ▌对点练2-2 锂离子二次电池的负极材料为金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电池反应为，装置如图： (1)该电池不能用电解质水溶液，原因是_______。 (2)放电时，b极的电极反应式是_______。 【答案】(1)金属锂是活泼金属会与水反应 (2) 【分析】根据锂离子二次电池的反应，可知放电时Li在负极(a)反应，在正极(b)反应。 【详解】（1）锂离子二次电池的负极材料为金属锂和石墨的复合材料，金属锂是活泼金属会与水反应，影响原电池的正常工作。 （2）根据分析，放电时，b极的电极反应式是。 题型 原电池原理的应用 ▌例3 用锌粒与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是 A．用锌粉替换锌粒 B．用浓硫酸替换稀硫酸 C．加热 D．滴加少量溶液 【答案】B 【详解】A．用锌粉替换锌粒，增大了反应物的接触面积，反应速率加快，A不符合题意； B．用浓硫酸替换稀硫酸，浓硫酸与锌反应产生二氧化硫，不会生成氢气，B符合题意； C．加热提高了反应体系的能量，加快分子运动速率和有效碰撞频率，反应速率加快，C不符合题意； D．滴加少量溶液，锌置换出铜并形成原电池，加快反应速率，D不符合题意； 故选B。 解题贴士 1．加快化学反应速率 (1)原理：在形成的原电池中，氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，溶液中的离子运动时相互干扰减小，电解质溶液中离子的运动更快，使化学反应速率加快。 (2)举例：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成微小Cu-Zn原电池，加快产生H2的速率。 2．比较金属的活动性强弱 原理：一般来说，负极金属的活动性强于正极金属。根据现象判断出原电池的正、负极，金属的活动性：负极强于正极。 ▌对点练3-1 在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是 A．外电路的电流方向为X→外电路→Y B．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为 C．离子由X极向Y极迁移 D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 【答案】B 【分析】原电池中：电子流出的一极 (X) 为负极（失电子、氧化反应）；电子流入的一极 (Y) 为正极（得电子、还原反应）。 【详解】A．外电路电流方向与电子流向相反，电子流向为X→外电路→Y，因此电流方向为Y→外电路→X，A错误； B．原电池中活泼金属作负极，X为负极，若两电极均为金属，则活动性，B正确； C．原电池中阴离子向负极移动，应向X极迁移，即由Y极向X极移动，C错误； D．X为负极，失电子发生氧化反应，Y为正极，得电子发生还原反应，D错误； 故选B。 ▌对点练3-2 有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀溶液中，电流由D流向C；③A、C相连后，同时浸入稀溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是 A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．B>D>C>A 【答案】B 【详解】①中形成原电池，A为负极，活动性；②中电流由D流向C，说明C为负极，活动性；③中C极产生气泡，说明C为正极，活动性；④中D极发生氧化反应，说明D为负极，活动性，故活动性：，选B。 基础通关 1．（25-26高二上·北京·阶段检测）“暖宝宝”的主要原料有铁粉、活性炭、水、食盐等。启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。下列说法不正确的是 A．活性炭作为原电池的正极，加速铁粉的氧化 B．铁粉作负极，电极反应为 C．食盐溶于水形成电解质溶液，做离子导体 D．“暖宝宝”放出的热量是铁被氧化时产生的 【答案】B 【详解】A．暖宝宝利用铁的吸氧腐蚀原理构成原电池，活性炭导电性好，作原电池正极，可加快铁粉的氧化速率，A正确； B．铁粉作负极时，失去电子生成，电极反应为，而非直接失去3个电子生成，B错误； C．食盐的主要成分是，溶于水后电离出自由移动的和，可作为原电池的离子导体，C正确； D．暖宝宝放热的本质是铁发生氧化反应时，将化学能转化为热能释放，D正确； 故选B。 2．（25-26高二上·福建三明·阶段检测）四块相同的锌片分别放置在下列四个装置中（烧杯中均盛有溶液），则锌片腐蚀最快的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】金属腐蚀速率遵循：电解池阳极腐蚀＞原电池负极腐蚀＞普通化学腐蚀＞原电池正极、电解池阴极（受保护）；A 中 Zn 发生普通化学腐蚀；B 为 Mg-Zn 原电池，Mg 活泼性更强作负极，Zn 作为正极被保护；C 为 Sn-Zn 原电池，Zn 活泼性更强作负极，发生原电池腐蚀，速率快于普通腐蚀；D 是电解池，Zn 连接电源负极作阴极，受到外加电流阴极保护，几乎不被腐蚀，综合对比可知锌片腐蚀最快的是 C。 3．（25-26高二上·陕西咸阳·期末）我国为新质生产力“蓄势赋能”。下列产业相关过程中涉及化学能电能转化的是 A．集中式光伏发电项目 B．氢燃料电池的应用 C．海上风电项目 D．新能源汽车充电 【答案】B 【详解】A．光伏发电利用光能直接发电，无化学能参与，A不符合题意； B．氢燃料电池通过化学反应（如氢气氧化）产生电能，符合化学能→电能的转化，B符合题意； C．风电依赖风能驱动涡轮发电，无化学能转化，C不符合题意； D．充电过程是将电能储存为化学能，方向相反，D不符合题意； 故选B。 4．（2024·江苏扬州·模拟预测）锌空气电池具有蓄电量大、充电循环次数多等优点。下列有关说法错误的是 A．电池放电时电极逐渐溶解 B．石墨为正极 C．电子由石墨经导线流向片 D．电池放电时实现了化学能向电能的转化 【答案】C 【分析】锌空气电池，较活泼的锌作负极，石墨作正极，据此分析解答。 【详解】A．锌电极为原电池负极，放电时Zn发生氧化反应失去电子转化为离子进入电解质溶液，电极逐渐溶解，A正确； B．石墨电极处通入空气，其中的氧气在石墨上发生得电子的还原反应，故石墨为正极，B正确； C．原电池中电子由负极经外电路流向正极，该电池中Zn为负极、石墨为正极，因此电子应由Zn经导线流向石墨，C错误； D．电池放电过程为原电池工作过程，可将化学能转化为电能，D正确； 故选C。 5．（25-26高二上·陕西榆林·阶段检测）2024年6月，我国嫦娥六号任务实现了人类首次月球背面采样返回的创举。下列能量转化关系错误的是 A．阴影期上升器用锂离子蓄电池供电：电能→化学能 B．返回器用一次电源供电：化学能→电能 C．光照期着陆器用太阳电池翼供电：太阳能→电能 D．火箭采用液氢液氧发动机：化学能→热能 【答案】A 【详解】A．锂离子蓄电池供电时是放电过程，该过程中化学能转化为电能，A错误； B．电源供电时，通过化学反应释放能量，化学能转化为电能，B正确； C．用太阳电池翼供电时，太阳能直接转化为电能，C正确； D．液氢液氧发动机运转时，燃料燃烧释放热量，燃料的化学能转化为热能，D正确； 故答案选A。 6．（25-26高二上·甘肃武威·期末）电池在生活中随处可见，下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．A装置没有形成闭合回路，不能构成原电池，A不符合题意； B．B装置中，酒精是非电解质，所以不能构成原电池，B不符合题意； C．C装置中，铝为负极，镁为正极，氢氧化钠为电解质，形成闭合回路，能构成原电池，C符合题意； D．D装置中，两个电极相同，碳单质不能与氯化铜溶液反应，所以不能构成原电池，D不符合题意； 故答案选C。 7．（25-26高二上·吉林·期末）如图各装置中，可以构成原电池的是 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】原电池的构成条件是：有两个活泼性不同的电极，将电极插入电解质溶液中，形成闭合回路，能自发地进行氧化还原反应。 【详解】A．酒精不是电解质，锌和酒精不能自发地进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，A错误； B．酒精不是电解质，铁和酒精不能自发地进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，B错误； C．该装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，C正确； D．该装置不能构成闭合回路，所以不能构成原电池，D错误； 故答案选C。 8．（25-26高二上·福建·学业考试真题）兴趣小组设计如右下图所示装置。实验时，将锌片和铜片插入柠檬中，观察到电流计指针发生偏转。下列有关该装置工作时的说法，错误的是 A．铜片作正极 B．电能转换为化学能 C．电子由锌片流出 D．构成了原电池 【答案】B 【详解】A．金属活动性Zn强于Cu，原电池中较不活泼的Cu作正极，A正确； B．该装置为原电池，工作时是将化学能转化为电能，不是电能转化为化学能，B错误； C．Zn作负极，发生失电子的氧化反应，电子由负极（锌片）流出经外电路流向正极，C正确； D．该装置具备活泼性不同的两个电极、电解质溶液、闭合回路，且存在自发的氧化还原反应，构成了原电池，D正确； 故选B。 9．（25-26高二下·陕西·学业考试真题）下列关于如图所示装置的叙述，错误的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．铜电极上发生还原反应 C．电子由铜片经导线流向锌片 D．负极的电极反应式： 【答案】C 【分析】该装置为铜锌原电池，Zn活泼性强于Cu，因此Zn作负极，Cu作正极，据此分析； 【详解】A．原电池的能量转化形式就是将化学能转化为电能，A表述正确； B．铜电极为正极，正极上得电子生成氢气，得电子的反应为还原反应，B表述正确； C．原电池中电子由负极（锌片）经导线流向正极（铜片），选项中流向描述错误，C表述错误； D．负极Zn失电子生成，电极反应式为，D表述正确； 故选C。 10．（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）如图是某同学设计的原电池装置。下列叙述中不正确的是 A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极 B．电极Ⅱ发生的反应式为：Cu-2e-=Cu2+ C．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其中移向溶液 D．该原电池的总反应为： 【答案】C 【分析】据图可知，原电池的总反应为，负极失电子，发生氧化反应，电极反应式为，正极得电子，发生还原反应，电极反应式为；据此作答。 【详解】A．依据分析，电极Ⅰ为正极，发生还原反应，A正确； B．电极Ⅱ为负极，电极反应式为，B正确； C．原电池中盐桥的作用是连通电路，平衡电荷；盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，则K+移向FeCl3溶液，C错误； D．该电池的总反应为，D正确； 故答案选C。 11．（25-26高一下·全国·课后作业）某原电池的总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是 选项 正极 负极 电解质溶液 A Cu Fe FeCl3溶液 B C Fe Fe(NO3)3溶液 C Fe Zn Fe2(SO4)3溶液 D Ag Fe Fe2(SO4)3溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】根据2Fe3++Fe=3Fe2+知，铁易失电子而作负极，不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，铁离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液为可溶性的铁盐： A．铜作正极，铁作负极，电解质为可溶性的氯化铁，则符合题意，故A不选； B．铁作负极，碳作正极，电解质为Fe(NO3)3溶液，能发生氧化还原反应，则符合题意，故B不选； C．Zn的金属活泼性比Fe强，则Zn作负极，Fe作正极，电解质为可溶性的硫酸铁，所以不能构成该条件下的原电池，则不符合题意，故C选； D．Fe作负极，银作正极，电解质为Fe2(SO4)3溶液，发生反应为2Fe3++Fe═3Fe2+，符合题意，故D不选； 故选C。 12．（【鼎鑫教程2027一轮】第五章课时冲关十八化学能转化为电能——电池（鲁科版））某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是 A．Fe作正极，发生氧化反应 B．石墨作负极发生反应： C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变 D．工作一段时间后，NaCl溶液中增大 【答案】D 【详解】A．原电池中铁是负极，发生氧化反应，故A错误； B．石墨作正极，在正极得电子，发生还原反应，故B错误； C．工作一段时间后，稀硫酸烧杯中的在石墨棒上被还原为，溶液的pH增大，NaCl溶液中产生的Fe2+发生水解，溶液呈酸性，pH减小，故C错误； D．盐桥中含有KCl溶液，工作一段时间后盐桥中的移向负极，NaCl溶液中增大，故D正确； 因此答案选D。 13．（25-26高二上·北京·学业考试真题）某原电池如图。下列对其工作原理的分析不正确的是 A．电流表指针偏转，说明化学能转化为电能 B．电子从Zn片流出，经导线流向Cu片 C．Cu片上的电极反应： D．该装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行 【答案】C 【分析】首先分析该原电池装置，此为铜 - 锌原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极。 【详解】A．原电池工作时，发生化学反应，有电流产生，电流表指针偏转，说明化学能转化为电能，A正确； B．在原电池中，电子从负极流出，经导线流向正极。Zn为负极，Cu为正极，所以电子从 Zn片流出，经导线流向Cu片，B正确； C．Cu片是正极，在正极上是溶液中的阳离子得电子发生还原反应，该原电池中是 H+得电子，电极反应为 2H++2e-=H2↑，而不是，C错误； D．原电池装置使氧化反应（Zn - 2e-=Zn2+ 发生在Zn片上）和还原反应（2H++2e-=H2↑发生在Cu片上）分别在两个不同的区域进行，D正确； 故答案为C。 14．（23-24高二上·江苏连云港·阶段检测）某原电池结构如图所示。下列有关该原电池的说法不正确的是 A．Zn为负极 B．Cu表面有气泡产生 C．电子由Cu经导线流向Zn D．该装置可将化学能转化为电能 【答案】C 【分析】锌与硫酸自发发生氧化还原反应，故Zn为负极，Cu为正极，硫酸为电解质溶液。 【详解】A．根据分析可知，Zn为负极，A正确； B．Cu为正极，正极上得电子生成，因此Cu表面有气泡产生，B正确； C．电子由负极经导线流向正极，Zn为负极，Cu为正极，电子应从Zn经导线流向Cu，C错误； D．原电池是将化学能转化为电能的装置，该装置符合原电池构成条件，D正确； 故答案为C。 15．（2025高二上·吉林·学业考试）下列关于下图所示装置的叙述，正确的是 A．该装置把电能转化为化学能 B．锌片是正极，铜片是负极 C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．氢离子在铜表面被还原，产生气泡 【答案】D 【分析】该装置为原电池，电池工作时，活泼金属Zn为负极，失电子被氧化，铜为正极，氢离子在铜电极上得电子被还原生成氢气； 【详解】A．图示装置为原电池，将化学能转化为电能，A错误； B．Zn的金属活动性强于Cu，故锌片是负极，铜片是正极，B错误； C．电子由负极流向正极，即由锌片通过导线流向铜片，C错误； D．氢离子在正极（Cu）得电子被还原生成氢气，D正确； 故答案选D。 素养提升 1．（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）负载有和Ag的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是 A．Pt作原电池负极 B．电子由经活性炭流向Ag C．电池工作过程中，电极附近pH变小 D．Ag电极发生的电极反应为 【答案】D 【分析】负载有Pt和Ag的活性炭可以看成是原电池，该原电池可以去除废酸中的，电解质为酸性，Pt电极为正极，电极反应为；Ag电极为负极，电极反应为。 【详解】A．Pt电极上发生得电子的还原反应，为原电池正极，A错误； B．电子由负极（Ag）经活性炭流向正极（Pt），B错误； C．Pt电极发生反应，消耗，附近pH变大，C错误； D．Ag电极为负极，Ag失电子后与结合生成AgCl沉淀，电极反应为，D正确； 故选D。 2．（25-26高二上·福建宁德·阶段检测）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．葡萄糖在b极发生氧化反应，Cu2O为中间产物 B．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 C．电子流向：葡萄糖→b极→a极→O2 D．消耗36g葡萄糖，理论上a电极有0.8mol电子转移 【答案】D 【分析】据图可知，放电时，a电极上得电子和反应生成，电极反应式为，a电极为正极，则b电极为负极，b电极上葡萄糖失电子和反应生成葡萄糖酸，b电极上发生的反应为、，电池总反应为葡萄糖和发生氧化还原反应生成葡萄糖酸，所以电池总反应式为，据此分析解题。 【详解】A．葡萄糖在b极失电子发生氧化反应，反应过程中先生成后被消耗，属于中间产物，A正确； B．由分析得，电池总反应为，B正确； C．原电池中电子由负极经外电路流向正极，葡萄糖失电子给b极，电子经外电路流向a极，最终在a极得电子，该电子流向正确，C正确； D．36 g葡萄糖的物质的量，1 葡萄糖反应转移2 电子，故0.2 葡萄糖反应时，a电极得到0.4 电子，D错误； 故答案为D。 3．（25-26高二上·湖北十堰·期中）Romanenko利用微生物电池将催化还原的工作原理如图所示；下列说法正确的是 A．电池工作过程中，电子由a极经溶液流向b极 B．升高温度一定可以提高该电池的工作效率 C．每处理1 mol，理论上可生成(标准状况下)33.6 L D．a极的电极反应式为： 【答案】C 【分析】由图可知，在b极被还原生成，在a极被氧化生成，则a极为负极，电极反应式为：，b极为正极，电极反应式为：。 【详解】A．电池工作过程中，电子由负极流向正极，故由a极经导线流向b极，A错误； B．该电池为微生物电池，高温条件会杀死微生物，因此不能在高温下工作，B错误； C．处理1 mol时转移6 mol，据得失电子守恒可知，负极上生成，在标准状况下的体积为，C正确； D．a极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：，D错误； 故选C。 4．（25-26高二上·湖北宜昌·阶段检测）新型锂-空气电池能量密度高，应用前景广阔。该电池放电时的工作原理如图所示，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是 A．放电时，负极反应式：Li+-e-+OH-=LiOH B．有机电解液可改用LiOH溶液 C．放电时，每消耗1molO2，则有4molLi+通过固体电解质向石墨烯电极移动 D．放电时，电池中的化学能完全转化为电能 【答案】C 【详解】A．放电时，负极为金属Li，Li失电子生成，且负极区为有机电解液，无，负极反应为，选项反应式反应物、原理均错误，A错误； B．金属Li是活泼金属，能与水发生反应，若将有机电解液改为LiOH溶液（水性溶液），Li会直接与溶液中的水反应，电池无法正常工作，B错误； C．放电时正极反应为，每消耗1mol转移4mol电子，对应负极生成4mol，原电池中阳离子向正极（石墨烯电极）移动，故有4mol通过固体电解质向石墨烯电极移动，C正确； D．放电时，电池的化学能除转化为电能外，还有部分能量以热能等形式损失，不可能完全转化为电能，D错误； 故选C。 5．（24-25高二下·江西·阶段检测）海工钢筋混凝土由于遭受的侵蚀，其耐久性问题十分严重。利用电化学原理可实现混凝土中的向自腐蚀电极移动，从而促使混凝土脱氯，已知电池中正极的电势大于负极的电势。下列说法正确的是 A．脱氯过程中，自腐蚀电极的电势高于钢筋 B．自腐蚀电极中主要金属的金属性须强于铁 C．自腐蚀电极上主要反应式为 D．脱氯过程中，钢筋附近的浓度会减小 【答案】B 【详解】A．根据的移动方向，可知自腐蚀电极为负极，钢筋为正极，负极电势低，A项错误； B．原电池中，负极金属需通过失电子发生氧化反应，正极金属被保护。根据金属活动性顺序，负极金属的金属性必须强于正极金属，才能使电子从负极流向正极，因此自腐蚀电极中主要金属的金属性应强于钢筋中的铁，B项正确； C．自腐蚀电极作为负极，发生金属单质失去电子被氧化的反应，C项错误； D．脱氯过程中，正极上得电子转化为，故钢筋附近的浓度会增大，D项错误； 因此答案选B。 6．（25-26高二上·陕西汉中·期末）如图所示，将水体中的钢铁设施与Zn连接可形成原电池，Zn作负极。下列说法错误的是 A．Zn失去电子 B．电子由钢铁设施通过导线流向Zn C．Fe的金属活动性弱于Zn D．该方法可减缓水体中钢铁设施的腐蚀 【答案】B 【详解】A．Zn作负极，原电池中负极发生氧化反应，失去电子，A正确； B．电子由负极（Zn）通过导线流向正极（钢铁设施），B错误； C．Zn为负极，比Fe更容易失电子，Zn的金属活动性强于Fe，C正确； D．Zn作负极被腐蚀，钢铁设施作正极被保护，可减缓钢铁腐蚀，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，D正确； 故答案为B。 7．（25-26高二上·陕西榆林·阶段检测）一种锌-空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是 A．石墨板为正极 B．电子流动方向：板凝胶→石墨板 C．电池工作时，凝胶中的数目保持不变 D．空气中的等酸性气体会影响电池的性能 【答案】B 【分析】该装置为原电池，比石墨活泼，作负极，石墨作正极，碱性条件下，负极反应式为，正极反应式为。据此分析。 【详解】A．比石墨活泼，作负极，石墨作正极，A正确； B．电子只能沿外电路（导线）移动，不能通过电解质（凝胶，电解质靠离子导电），正确的电子流动方向为：板导线（电流表）石墨板，B错误； C．根据分析可知正极反应式为，负极反应式为，故总反应为，不参与电极反应，整个凝胶中总数保持不变，C正确； D．是酸性气体，会和电解质反应，改变电解质碱性，会影响电池性能，D正确； 故答案选B。 8．（25-26高二下·河南许昌·期中）火星探测器采用电池供电，该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．通过离子交换膜向Li电极移动 B．催化电极上的还原产物和无机碳可吸附，减小电阻 C．可采用含的水溶液作电解质溶液 D．若将装置中的Li电极改为Na电极，电池的比能量降低 【答案】D 【分析】Li为活泼金属，作原电池的负极，催化电极为原电池的正极，结合原电池规律逐一分析。 【详解】A．该电池中，负极失电子生成，需要透过离子交换膜移向正极平衡电荷，因此该膜为阳离子交换膜，不能通过，无法移向电极，A错误； B．是不导电物质，生成后会沉积在催化电极表面，覆盖催化活性位点，会增大电池电阻，B错误； C．是活泼金属，能与水直接反应（），因此不能采用水溶液作电解质，C错误； D．比能量指单位质量电极材料能输出的电能，转移电子，消耗，消耗；相同质量的比转移电子数更少，输出电能更少，因此改为电极后，电池比能量降低，D正确； 故答案选D。 9．（25-26高二上·天津静海·阶段检测）下列有关原电池叙述正确的是 A．反应可设计成原电池实现 B．溶液原电池工作过程中，电流由Mg电极流向Al电极 C．两金属单质、电解质溶液形成原电池，活泼性强的一定为负极 D．Zn和稀硫酸反应时，加入固体能加快产生的速率 【答案】B 【详解】A．反应在常温下不能自发进行，因为铜的金属活动性弱于氢，无法置换稀硫酸中的氢，因此不能设计成原电池，A错误； B．在Mg-Al-NaOH溶液原电池中，铝为负极，镁为正极，电流方向由正极（Mg）流向负极（Al），B正确； C．一般情况下活泼金属为负极，但存在例外，如Mg-Al-NaOH原电池中，金属活动性更强的Mg实际为正极；因此一定为负极的说法不准确，C错误； D．Zn与稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，本质上不参与反应，加入固体，浓度几乎不变，且不能形成原电池，因此不能加快产生的速率，D错误； 故选B。 10．（25-26高二上·山东济南·阶段检测）钠离子电池成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。下图为一种钠离子电池放电的示意图，关于该电池说法错误的是 A．b为电池的负极 B．放电时b极反应： C．充电时a极反应： D．用该电池给铅酸电池充电时，a电极接铅酸电池的正极 【答案】C 【分析】原电池中阳离子移向正极，由钠离子移向a极，则a为正极，电极反应式为：；b为负极，电极反应式为：。 【详解】A．放电时阳离子移向正极，由图可知向a极移动，故a为正极，b为负极，A正确； B．放电时b为负极，失电子发生氧化反应，电极反应为，B正确； C．充电时，原电池的正极a作电解池的阳极，发生失电子的氧化反应，电极反应为，选项给出的是放电时a极的还原反应，C错误； D．给铅酸电池充电时，铅酸电池的正极需接外接电源的正极，该钠离子电池中a为正极，故a电极接铅酸电池的正极，D正确； 故选C。 迁移创新 1．（2026·江西·高考真题）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 【答案】D 【分析】该装置为阴离子交换膜电解池，右侧通入与生成，氮元素化合价从0降低至-3，发生得电子的还原反应，因此右侧电极为阴极，连接电源负极b，阴极反应为；左侧电极为阳极，连接电源正极a，在阳极失电子发生氧化反应，阳极反应为，总电解反应为； 【详解】A．阳极是失去电子生成氧气，正确电极反应式为，A错误； B．右侧转化为，N元素化合价降低发生得电子的还原反应，故右侧为阴极，b为电源负极，a为电源正极，外电路电子只能在导线中移动，路径为b流向阴极、阳极流向a，不存在b直接流向a的路径，B错误； C．根据总反应，生成消耗，则生成 仅消耗，C错误； D．电解池通用规律为阴离子向阳极移动，阳极在装置左侧，体系中迁移的阴离子可穿过阴离子交换膜，因此从阴极区向阳极区移动，D正确； 故选D。 2．（2026·湖南·高考真题）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 【答案】B 【分析】该扣式电池中，活泼金属作负极，作正极，以此解答。 【详解】A．石墨具有良好的导电性，添加到电极材料中可增强电极的导电性，A正确； B．题干明确难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的，正极反应物是固体，正极反应应为，B错误； C．原电池放电时，阳离子向正极移动，因此从负极向正极移动，C正确； D．负极反应为，2.1g 的物质的量为，理论上外电路中通过，D正确； 故选B。 3．（25-26高二上·天津武清·阶段检测）化学电源在生产生活中的应用： (1)根据构成原电池的本质判断，下列化学（或离子）方程式正确且能设计成原电池的是_____（填字母）。 A． B． C． D． (2)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用作放电电解质溶液。放电时总反应为：。写出放电时正极的电极反应式：_____。 (3)某种燃料电池由甲醇、空气（氧气）、KOH溶液（电解质溶液）构成。其中负极反应式为：_____。有关该电池，下列说法正确的是_____（填序号）。 a．电池放电时通入空气的电极为负极 b．电池放电时，电解质溶液的逐渐减小 c．电池放电时每消耗转移1.2 mol电子 (4)肼-空气燃料电池是一种无污染，能量高，有广泛的应用前景的燃料电池。我校高一年级化学课外活动小组设计一种肼-空气燃料电池，除将化学能转化为电能外，还能将饱和食盐水淡化，同时还可获得盐酸和NaOH两种副产品。其工作原理如图所示： ①该燃料电池A电极名称是_____（填“正极”或“负极”），A电极的电极反应式为_____。 ②N膜为_____（填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。 ③当电路中有0.2 mol电子转移时，正极室质量增加_____g。 【答案】(1)B (2) (3) bc (4) 负极 阳离子交换膜 6.2 【详解】（1）A．是复分解反应，无电子转移，不能设计成原电池，A错误； B．是氧化还原反应，且常温下能自发进行，可以设计成原电池，B正确； C．常温下不能自发进行，不能设计成原电池，C错误； D．属于化合反应，无电子转移，不能设计成原电池，D错误； 故答案为B； （2）铅蓄电池放电时，总反应为：，放电时负极失去电子发生氧化反应生成，其反应式为，正极反应式：； （3）负极发生氧化反应，甲醇失电子被氧化为 ，但在碱性条件下，会与 OH⁻ 反应生成，碳元素从 -2 价升至 +4 价，失去 6 个电子，配平后得电极反应式为； a．电池放电时，通入空气的电极为正极，发生还原反应，a错误； b．放电时，正极的反应式为，将正负极反应相加消去电子，可得电池总反应为 ，反应消耗了 KOH，溶液碱性逐渐减弱，pH 逐渐减小，b正确； c．6.4g 的物质的量为 0.2 mol，根据负极反应式，每消耗 1 mol 转移 6 mol 电子，所以每消耗0.2 mol转移 1.2 mol 电子，c正确； 故选bc； （4）①由电池工作原理示意图，将通入电池左侧区域，有N2生成，根据价态变化，发生氧化反应失去电子产生N2，则电极A作负极，其电极反应式为：； ②分析电池工作原理，电极B为正极，将通入右侧区域，发生还原反应生成OH-，为保持电荷守恒，应有阳离子从中间区域移向右侧，则N膜应为阳离子交换膜； ③正极发生反应：，则当电路中有0.2 mol电子转移时，右侧区域应吸收0.05 mol O2，换算成质量为1.6 g；同时有0.2 mol生成，为使电荷守恒，应有0.2 mol Na+从中间区域移向右侧，相应增加的质量为，故正极室增加的总质量为1.6 g +4.6 g=6.2 g。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题1 化学反应与能量 第二单元 化学能与电能的转化 第1课时 原电池的工作原理 课标要点 1.结合生活、生产真实情境，认识原电池装置，理解原电池可以将化学能转化为电能，掌握原电池的构成条件，能准确判断简单原电池的正、负极。 2.能分析铜‑锌原电池（含盐桥原电池）的工作原理，描述两极反应现象，明确电子流向、离子迁移方向，熟练书写电极反应式和总反应的化学、离子方程式。 3.能基于氧化还原反应本质认识原电池，建立 “氧化还原反应→电子转移→化学能转化为电能” 的认知逻辑，能从微观角度解释原电池的工作过程。 4.能运用原电池原理分析简单实用电池，解释金属腐蚀等实际问题，体会原电池在生产生活中的应用价值。 学习重难点 重点： 1.原电池的工作原理、原电池的形成条件，正负极的判断方法。 2.盐桥原电池的装置作用，电子、阴阳离子的移动方向。 3.原电池电极反应式、总反应方程式的规范书写。 难点： 1.从氧化还原本质理解化学能向电能转化的微观过程，构建 “宏观现象‑微观粒子移动‑电极反应” 的思维模型。 2.盐桥的作用与原理分析，区分单液原电池与双液盐桥原电池的优缺点。 3.根据陌生氧化还原反应设计简单原电池，正确书写陌生情境下的电极反应式。 4.结合装置图像综合判断电极、粒子移动，辨析原电池常见易错问题。 知识点 原电池工作原理 1．原电池的构成条件 (1)定义：能把 转化为 的装置。 (2)构成条件： 2．实验探究： （1）锌和硫酸铜溶液反应中的能量转化 向一只烧杯中加入1.0 mol•L－1 CuSO4溶液约30 mL，再加入适量锌粉，现象是Zn逐渐 ，溶液颜色 ，有 物质生成，用温度计测量溶液的温度，温度 ，能量变化的主要形式是 转化为 。 （2）铜锌原电池的构造与工作原理 电池名称 单液电池 双液电池(盐桥电池) 实验装置 实验现象 电流表 指针 电极变化 锌片逐渐溶解，铜片质量 电流变化 一段时间后，电流逐渐衰减 产生的电流持续、稳定 微观探析 锌片的Zn失去电子形成 进入溶液，质量减轻； 电子通过导线传递到铜片上形成电流，电流表指针偏转； 溶液中的 在铜片获得电子变成 沉积在铜片上，质量增加 符号表征 电极反应式 Zn片： Cu片： 电池总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 能量转换 转化为 盐桥 ①盐桥成分：含有KCl饱和溶液的琼脂。作用：使两个半电池形成 ； ② ；离子移动方向：Cl－移向ZnSO4溶液(负极区)，K＋移向CuSO4溶液(正极区)。 ③ ，相比单液原电池有利于最大程度地将化学能转化为电能 3.原电池的工作原理(以锌铜原电池为例) 溶液中的阳离子向 移动，阴离子向 移动，电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动，离子只能在溶液中移动而不能在导线中移动，原电池的内电路和外电路分别通过离子的移动和电子的流动而形成闭合回路，可形象地描述为“ ”。 易错提醒 1.单液铜锌原电池在工作过程中，锌直接和CuSO4溶液接触，会有化学反应发生，使部分化学能转化为热能，导致电池供电能力弱。 2.双液铜锌原电池中，锌插入ZnSO4溶液、铜插入CuSO4溶液，避免了锌和CuSO4直接接触，提高了原电池的供电能力。 　4.一般是负极金属的活动性(还原性)强于正极金属，原电池中正、负极的判断方法如下： 随学随练 1．（25-26高二下·吉林通化·开学考试）关于原电池的说法正确的是 A．原电池是将电能转化为化学能的装置 B．负极发生还原反应，正极发生氧化反应 C．构成原电池的两个电极必须是不同的金属 D．原电池的工作原理是氧化还原反应中的电子转移 2．（24-25高二上·河北秦皇岛·期中）对于锌．铜和稀硫酸组成的原电池，下列有关说法正确的是 ①Zn是负极     ②Cu是正极    ③负极上发生氧化反应   ④正极上发生还原反应 A．①② B．②③ C．②③④ D．①②③④ 3．（25-26高二上·江苏扬州·期中）某原电池反应原理示意图如下图。下列有关该原电池的说法正确的是 A．将电能转化为化学能 B．电流从铁片经导线流向铜片 C．一段时间后，铜片质量增加 D．铁板发生还原反应 知识点 原电池的设计 1．实验探究原电池的设计 【实验探究】根据离子反应Cu2++Fe===Cu+Fe2+设计一个原电池。 (1)画出原电池构造示意图，指出正负极。 (2)写出原电池的电极反应式 负极： 正极： 2．设计原电池的方法 (1)外电路 负极： 强的物质被氧化，向外电路提供电子； 正极： 强的物质被还原，从外电路得到电子。 (2)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子做 移动， 离子移向正极， 离子移向负极。 易错提醒 在利用原电池原理设计原电池时，要注意以下问题： (1)原电池的总反应必须为自发的氧化还原反应。 (2)设计双液电池时，电极不能插入能与电极直接反应的电解质溶液中。 随学随练 1．设计原电池Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，在方框中画出能形成稳定电流的装置图(标出电极材料、电解质溶液) _____。 负极：_____，电极反应式：_____。 正极：_____，电极反应式：_____。 2．（24-25高二上·青海西宁·期中）下图是原电池的装置图。请回答下列问题： (1)若溶液C为稀硫酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为___________，反应进行一段时间后，溶液C的酸性___________(填“增强”“减弱”或“基本不变”)。 (2)若将反应设计成如上图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为___________，B极的电极反应式为___________。 (3)若A极为，B极为，溶液C为溶液，则极发生___________反应，电极反应式为___________。 3．（25-26高二下·贵州毕节·阶段检测）某原电池反应为Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2，下列说法正确的是 A．负极材料为Fe，正极材料为Zn B．正极发生的反应为 C．电子由正极经导线流向负极 D．电解质溶液中Cl-向正极移动 拓展 原电池原理的应用 1．比较金属活动性强弱 对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性较强，正极金属的活动性较弱。 例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中， 观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a＞b。 2．加快氧化还原反应的速率 构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。 例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。 3．设计原电池 (1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。 (2)外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化性较强的物质在正极上得到电子。 (3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。 Ⅰ.原电池装置的设计思路是“两极一液一连线” 第一步：将电池总反应拆成两个半反应，即原电池的负极反应和正极反应。 第二步：确定负极材料、正极材料和电解质溶液。 第三步：画出装置图，并注明电极材料和电解质溶液，以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu反应为例，如图。 Ⅱ.设计原电池时电解质溶液和电极材料的选择 (1)电解质溶液一般要能够与负极材料发生反应。若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则电解质溶液应作正极电解液。 (2)电池的电极材料必须能导电。 ①活动性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极。 ②金属和非金属。如锌作负极，石墨棒作正极。 ③金属和化合物。如铅蓄电池，铅块作负极，PbO2作正极。 ④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。 活学活用 1．（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列事实不能用原电池原理解释的是 A．铝片通常情况无需密封保存 B．表皮破损后，镀锡铁比镀锌铁更容易生锈 C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量溶液后反应速率加快 D．为防止船壳被腐蚀，在轮船吃水线以下的船壳上焊上一定数量的锌块 2．（25-26高二上·广东珠海·阶段检测）少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可使用如下方法中的 ① 加入少量Cu粉 ② 加入几滴浓硝酸 ③ 加CH3COONa固体 ④ 加NaCl溶液 ⑤ 加入几滴硫酸铜溶液 ⑥ 升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑦ 改用10 mL 0.1 mol/L盐酸 A．①⑥⑦ B．②④⑦ C．⑤⑥⑦ D．③⑥⑦ 3．（25-26高二上·云南文山·阶段检测）探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 (1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为：___________。 (2)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母)。 A．KOH+HCl=KCl+H2O B．Cu+2Fe3+ =2Fe2++Cu2+ C．Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ D．Na2O+H2O=2NaOH (3)根据反应：CuCl2+Fe=FeCl2+Cu 设计原电池，画出带盐桥的双液原电池装置图，要求标明电极材料及电解质溶液___________。 (4)碱性锌锰干电池比普通锌锰电池的使用寿命长且性能高，其构造如图1所示，电池总反应为： Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，其中MnO2作___________极，发生___________反应，电极反应式为___________。 (5)某同学利用图2所示装置，用电解法制取漂白液或Fe(OH)2。 ①若用于制漂白液，电解质溶液一般为饱和食盐水，B为电解池的___________极，A电极的电极反应式为___________。 ②若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用___________作电极(填化学式)。阳极的电极反应式为___________。 拓展 电极反应式的书写 1．电极反应式书写要求 电极反应式符合离子方程式书写要求，用“===”表示，注意分子、离子形式及电子、电荷、元素守恒。 2.一般电极反应式的书写方法 (1)定电极，标得失。 按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。 (2)看环境，配守恒。 电极产物在电解质溶液中应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。 (3)两式加，验总式。 两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。 3．题目给定原电池的装置图，未给总反应式 (1)结合介质和装置图中表示物质转化的箭头指向找出原电池的正、负极，即分别找出还原剂和氧化剂。判断出反应物和生成物。 (2)写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两极反应式相加可得总反应式。 4．已知总反应式，书写电极反应式 (1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与反应产物。 (2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。 (3)根据质量守恒配平电极反应式。 (4)复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式。 活学活用 1．（25-26高二下·陕西西安·期中）结合所学知识，回答下列问题。 (1)铅蓄电池的正极反应式：______。 (2)以和为反应物的熔融碳酸盐电池的负极反应式：______。 (3)第一电离能：B______Be，原因是______。 (4)配制银氨溶液时，试剂的加入顺序：______。(填标号) A．向溶液中滴加氨水    B．向氨水中滴加溶液 (5)液态油可通过______等手段转变为半固态的脂肪。 2.根据如图，写出电极a的电极反应式___________。 关于上述电化学反应过程，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再经过水体回到电极a D．每参与反应时，转移电子 3.根据如图回答下列问题： (1)—盐酸 负极：___________； 正极：___________； 总反应：___________。 (2)溶液 负极：； 正极：___________； 总反应：。 (3)铁—铜溶液 负极：___________； 正极：___________； 总反应：___________。 (4)铁—铜—稀硝酸 负极：___________； 正极：； 总反应：。 题型 原电池的工作原理 ▌例1 电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池，其电极分别是和，电解质溶液为溶液，总反应式为。下列说法正确的是 A．是正极，是负极 B．是正极，是负极 C．工作时，电池负极区溶液增大 D．工作时，电子由极经外电路流向极 解题贴士 1．原电池的工作原理简图 电子移动方向 从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液 离子移动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子只能在电解质溶液中移动，不能在导线上移动 若有盐桥 盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区 若有交换膜 离子可选择性通过交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极 2．原电池中正、负极的判断方法 ▌对点练1-1 化学学习小组设计下图装置进行实验。下列说法中错误的是 A．打开开关，观察到锌上有气体产生，铜上无现象 B．接通开关，形成原电池，锌为负极，铜为正极 C．接通开关，形成原电池，电子由锌电极流出经过溶液流向铜片 D．接通开关，铜片上有气体产生，电极反应式为 ▌对点练1-2 用铜片、银片、溶液、溶液、导线和盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼胶)构成一个原电池(如下图)。以下有关该原电池的叙述正确的是 ①在外电路中，电子由铜电极流向银电极 ②正极反应为 ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．只有①② B．①②④ C．只有② D．①③④ 题型 原电池电极反应式的书写 ▌例2 可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，负极反应都为O2+2H2O+4e-=4OH- B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al-3e-=Al3＋ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH增大 D．电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极 解题贴士 1．遵循三个守恒 (1)得失电子守恒：元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子。 元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子。 (2)电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等。 (3)原子守恒(质量守恒)：电极反应两边同种原子的原子个数相等。 2．书写方法 (1)直观法：针对比较简单的原电池可以采取直观法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失。 注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式中。 (2)用差值法写电极反应方程式： 正、负极反应相加得到电池反应的离子方程式。反之，若能写出已知电池的总反应的离子方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式。 复杂电极反应式===总反应式—简单的电极反应式。 ▌对点练2-1 某实验室备有如下实验用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3溶液、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、NaCl溶液以及部分导线。试回答下列问题： (1)若选用铜片、碳棒、FeCl3溶液及导线，_______(填“能”或“否”)构成原电池。 ①若能，请画出其装置图并完成下面判断；若不能，请说明原因。_______。 ②若能，判断该电池的正极材料是_______，负极材料是_______，正极反应为_______，负极反应为_______，电池反应为_______。 (2)若选用铜片、铁片、NaCl 溶液及导线并外加电流计，_______(填“能”或“否”)组成原电池装置。 ▌对点练2-2 锂离子二次电池的负极材料为金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电池反应为，装置如图： (1)该电池不能用电解质水溶液，原因是_______。 (2)放电时，b极的电极反应式是_______。 题型 原电池原理的应用 ▌例3 用锌粒与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是 A．用锌粉替换锌粒 B．用浓硫酸替换稀硫酸 C．加热 D．滴加少量溶液 解题贴士 1．加快化学反应速率 (1)原理：在形成的原电池中，氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，溶液中的离子运动时相互干扰减小，电解质溶液中离子的运动更快，使化学反应速率加快。 (2)举例：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成微小Cu-Zn原电池，加快产生H2的速率。 2．比较金属的活动性强弱 原理：一般来说，负极金属的活动性强于正极金属。根据现象判断出原电池的正、负极，金属的活动性：负极强于正极。 ▌对点练3-1 在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是 A．外电路的电流方向为X→外电路→Y B．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为 C．离子由X极向Y极迁移 D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 ▌对点练3-2 有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀溶液中，电流由D流向C；③A、C相连后，同时浸入稀溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是 A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．B>D>C>A 基础通关 1．（25-26高二上·北京·阶段检测）“暖宝宝”的主要原料有铁粉、活性炭、水、食盐等。启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。下列说法不正确的是 A．活性炭作为原电池的正极，加速铁粉的氧化 B．铁粉作负极，电极反应为 C．食盐溶于水形成电解质溶液，做离子导体 D．“暖宝宝”放出的热量是铁被氧化时产生的 2．（25-26高二上·福建三明·阶段检测）四块相同的锌片分别放置在下列四个装置中（烧杯中均盛有溶液），则锌片腐蚀最快的是 A． B． C． D． 3．（25-26高二上·陕西咸阳·期末）我国为新质生产力“蓄势赋能”。下列产业相关过程中涉及化学能电能转化的是 A．集中式光伏发电项目 B．氢燃料电池的应用 C．海上风电项目 D．新能源汽车充电 4．（2024·江苏扬州·模拟预测）锌空气电池具有蓄电量大、充电循环次数多等优点。下列有关说法错误的是 A．电池放电时电极逐渐溶解 B．石墨为正极 C．电子由石墨经导线流向片 D．电池放电时实现了化学能向电能的转化 5．（25-26高二上·陕西榆林·阶段检测）2024年6月，我国嫦娥六号任务实现了人类首次月球背面采样返回的创举。下列能量转化关系错误的是 A．阴影期上升器用锂离子蓄电池供电：电能→化学能 B．返回器用一次电源供电：化学能→电能 C．光照期着陆器用太阳电池翼供电：太阳能→电能 D．火箭采用液氢液氧发动机：化学能→热能 6．（25-26高二上·甘肃武威·期末）电池在生活中随处可见，下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 7．（25-26高二上·吉林·期末）如图各装置中，可以构成原电池的是 A．A B．B C．C D．D 8．（25-26高二上·福建·学业考试真题）兴趣小组设计如右下图所示装置。实验时，将锌片和铜片插入柠檬中，观察到电流计指针发生偏转。下列有关该装置工作时的说法，错误的是 A．铜片作正极 B．电能转换为化学能 C．电子由锌片流出 D．构成了原电池 9．（25-26高二下·陕西·学业考试真题）下列关于如图所示装置的叙述，错误的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．铜电极上发生还原反应 C．电子由铜片经导线流向锌片 D．负极的电极反应式： 10．（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）如图是某同学设计的原电池装置。下列叙述中不正确的是 A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极 B．电极Ⅱ发生的反应式为：Cu-2e-=Cu2+ C．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其中移向溶液 D．该原电池的总反应为： 11．（25-26高一下·全国·课后作业）某原电池的总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是 选项 正极 负极 电解质溶液 A Cu Fe FeCl3溶液 B C Fe Fe(NO3)3溶液 C Fe Zn Fe2(SO4)3溶液 D Ag Fe Fe2(SO4)3溶液 A．A B．B C．C D．D 12．（【鼎鑫教程2027一轮】第五章课时冲关十八化学能转化为电能——电池（鲁科版））某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是 A．Fe作正极，发生氧化反应 B．石墨作负极发生反应： C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变 D．工作一段时间后，NaCl溶液中增大 13．（25-26高二上·北京·学业考试真题）某原电池如图。下列对其工作原理的分析不正确的是 A．电流表指针偏转，说明化学能转化为电能 B．电子从Zn片流出，经导线流向Cu片 C．Cu片上的电极反应： D．该装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行 14．（23-24高二上·江苏连云港·阶段检测）某原电池结构如图所示。下列有关该原电池的说法不正确的是 A．Zn为负极 B．Cu表面有气泡产生 C．电子由Cu经导线流向Zn D．该装置可将化学能转化为电能 15．（2025高二上·吉林·学业考试）下列关于下图所示装置的叙述，正确的是 A．该装置把电能转化为化学能 B．锌片是正极，铜片是负极 C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．氢离子在铜表面被还原，产生气泡 素养提升 1．（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）负载有和Ag的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是 A．Pt作原电池负极 B．电子由经活性炭流向Ag C．电池工作过程中，电极附近pH变小 D．Ag电极发生的电极反应为 2．（25-26高二上·福建宁德·阶段检测）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．葡萄糖在b极发生氧化反应，Cu2O为中间产物 B．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 C．电子流向：葡萄糖→b极→a极→O2 D．消耗36g葡萄糖，理论上a电极有0.8mol电子转移 3．（25-26高二上·湖北十堰·期中）Romanenko利用微生物电池将催化还原的工作原理如图所示；下列说法正确的是 A．电池工作过程中，电子由a极经溶液流向b极 B．升高温度一定可以提高该电池的工作效率 C．每处理1 mol，理论上可生成(标准状况下)33.6 L D．a极的电极反应式为： 4．（25-26高二上·湖北宜昌·阶段检测）新型锂-空气电池能量密度高，应用前景广阔。该电池放电时的工作原理如图所示，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是 A．放电时，负极反应式：Li+-e-+OH-=LiOH B．有机电解液可改用LiOH溶液 C．放电时，每消耗1molO2，则有4molLi+通过固体电解质向石墨烯电极移动 D．放电时，电池中的化学能完全转化为电能 5．（24-25高二下·江西·阶段检测）海工钢筋混凝土由于遭受的侵蚀，其耐久性问题十分严重。利用电化学原理可实现混凝土中的向自腐蚀电极移动，从而促使混凝土脱氯，已知电池中正极的电势大于负极的电势。下列说法正确的是 A．脱氯过程中，自腐蚀电极的电势高于钢筋 B．自腐蚀电极中主要金属的金属性须强于铁 C．自腐蚀电极上主要反应式为 D．脱氯过程中，钢筋附近的浓度会减小 6．（25-26高二上·陕西汉中·期末）如图所示，将水体中的钢铁设施与Zn连接可形成原电池，Zn作负极。下列说法错误的是 A．Zn失去电子 B．电子由钢铁设施通过导线流向Zn C．Fe的金属活动性弱于Zn D．该方法可减缓水体中钢铁设施的腐蚀 7．（25-26高二上·陕西榆林·阶段检测）一种锌-空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是 A．石墨板为正极 B．电子流动方向：板凝胶→石墨板 C．电池工作时，凝胶中的数目保持不变 D．空气中的等酸性气体会影响电池的性能 8．（25-26高二下·河南许昌·期中）火星探测器采用电池供电，该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．通过离子交换膜向Li电极移动 B．催化电极上的还原产物和无机碳可吸附，减小电阻 C．可采用含的水溶液作电解质溶液 D．若将装置中的Li电极改为Na电极，电池的比能量降低 9．（25-26高二上·天津静海·阶段检测）下列有关原电池叙述正确的是 A．反应可设计成原电池实现 B．溶液原电池工作过程中，电流由Mg电极流向Al电极 C．两金属单质、电解质溶液形成原电池，活泼性强的一定为负极 D．Zn和稀硫酸反应时，加入固体能加快产生的速率 10．（25-26高二上·山东济南·阶段检测）钠离子电池成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。下图为一种钠离子电池放电的示意图，关于该电池说法错误的是 A．b为电池的负极 B．放电时b极反应： C．充电时a极反应： D．用该电池给铅酸电池充电时，a电极接铅酸电池的正极 迁移创新 1．（2026·江西·高考真题）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 2．（2026·湖南·高考真题）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 3．（25-26高二上·天津武清·阶段检测）化学电源在生产生活中的应用： (1)根据构成原电池的本质判断，下列化学（或离子）方程式正确且能设计成原电池的是_____（填字母）。 A． B． C． D． (2)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用作放电电解质溶液。放电时总反应为：。写出放电时正极的电极反应式：_____。 (3)某种燃料电池由甲醇、空气（氧气）、KOH溶液（电解质溶液）构成。其中负极反应式为：_____。有关该电池，下列说法正确的是_____（填序号）。 a．电池放电时通入空气的电极为负极 b．电池放电时，电解质溶液的逐渐减小 c．电池放电时每消耗转移1.2 mol电子 (4)肼-空气燃料电池是一种无污染，能量高，有广泛的应用前景的燃料电池。我校高一年级化学课外活动小组设计一种肼-空气燃料电池，除将化学能转化为电能外，还能将饱和食盐水淡化，同时还可获得盐酸和NaOH两种副产品。其工作原理如图所示： ①该燃料电池A电极名称是_____（填“正极”或“负极”），A电极的电极反应式为_____。 ②N膜为_____（填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。 ③当电路中有0.2 mol电子转移时，正极室质量增加_____g。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $