1.2 化学能与电能的转化 第1课时（分层作业）化学苏教版选择性必修1

**基本信息** 以原电池工作原理为核心，通过基础认知、综合应用、拓展创新三层设计，实现从概念理解到实际应用的递进，强化化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|原电池构成、能量转化|选择题结合生活实例（如手机、火箭），巩固化学能与电能转化观念| |综合应用|电极反应、离子移动|填空与实验分析题（如铜锌原电池、金属-空气电池），培养科学思维中的证据推理| |拓展创新|实际应用与高考真题|可植入电池、微生物燃料电池等情境题，体现科学态度与责任，衔接阶段测评|

分层作业 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 1．（25-26高二上·北京·期中）下列我国科技创新的产品设备在工作时，由化学能转变成电能的是 A．世界首部可折叠柔屏手机通话 B．嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板 C．和谐号动车以350km/h飞驰 D．长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．可折叠柔屏手机通话时，内置化学电源将化学能转化为电能为设备供电，A正确； B．嫦娥四号月球探测器的太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能，B错误； C．和谐号动车以飞驰时，将电能转化为机械能，C错误； D．长征三号乙运载火箭使用偏二甲肼为燃料时，将化学能转化为热能、机械能，D错误； 故答案为A。 2．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。 3．（2025·福建福州·模拟预测）某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是 A．铜作负极被还原 B．银电极的电极反应式为： C．电子从铜片经外电路流向银片 D．向银电极移动 【答案】C 【分析】该装置中，铜易失电子发生氧化反应而作负极；银作正极，正极上银离子得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，溶液中阴离子向负极移动，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，该原电池中铜作负极，发生氧化反应，A错误； B．该原电池中银为正极，银离子在其表面发生还原反应，电极反应式为：，B错误； C．原电池工作时，电子从铜电极经外电路流向银电极，C正确； D．原电池工作时，向铜电极移动，D错误； 故答案选C。 4．（25-26高一下·广东·期中）某原电池如图。下列说法不正确的是 A．该装置可使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行 B．锌片是负极，发生氧化反应 C．铜片上发生反应： D．溶液中向铜片方向移动 【答案】D 【分析】该装置为铜锌原电池，锌的金属活动性强于铜，锌片为负极，发生氧化反应，电极反应为，铜片为正极，发生还原反应，电极反应为，原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 【详解】A．该装置为原电池，氧化反应在负极锌片上发生，还原反应在正极铜片上发生，氧化反应和还原反应在两个不同区域进行，A正确； B．锌的金属活动性强于铜，锌片为负极，失电子发生氧化反应，B正确； C．铜片为正极，溶液中在正极得电子生成，电极反应为，C正确； D．原电池中阴离子向负极移动，为阴离子，应向锌片方向移动，D错误； 故选 D。 5．（25-26高一下·广东佛山·期中）金属-空气电池可用作电动车动力来源，某金属-空气电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．金属M发生还原反应 B．该装置工作时将电能转化为化学能 C．空气中的氧气在正极上得电子 D．外电路电子由碳材料电极流向金属M电极 【答案】C 【分析】由示意图中离子移动方向可知，金属M电极为原电池的负极，M失去电子发生氧化反应生成，碳材料电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子。 【详解】A．金属M作为原电池负极，失去电子生成，化合价升高，发生氧化反应，A错误； B．该装置为原电池，工作时将化学能转化为电能，B错误； C．该电池中，空气中的氧气在正极上得到电子发生还原反应，生成，C正确； D．原电池工作时，外电路电子由负极流向正极，即电子由金属M电极流向碳材料电极，D错误； 故选C。 6．（24-25高二上·广东·期中）如下图所示为某同学探究金属与浓硝酸反应设计的原电池实验装置，该实验在常温下进行，实验时先放入铁片，直到无气泡后再放入铜片，连接好装置。下列说法不正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．铁比铜活泼，铁作负极 C．溶液中阴离子移向铜片，阳离子移向铁片 D．铁片附近产生红棕色气体，电极反应式为 【答案】B 【详解】A．常温下，先放入铁片后铁片钝化，连接好装置后，总反应为Cu与浓硝酸的反应，铜为负极发生氧化反应，A项正确； B．钝化的铁片作正极，B项错误； C．为平衡电荷使溶液呈电中性，阴离子移向负极，阳离子移向正极，C项正确； D．铁片为正极，在作用下被还原为红棕色气体，电极反应式为，D项正确； 答案为B。 7．（2023·上海徐汇·一模）按如图装置所示，将镁条和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中。下列说法正确的是 A．镁电极发生反应为Mg-2e-=Mg2+ B．Al片做负极 C．电子由镁电极经导线流入铝电极 D．将NaOH溶液换成稀H2SO4，灵敏电流计指针偏转方向不变 【答案】B 【分析】Mg、Al以氢氧化钠溶液为电解质溶液构成原电池，Mg不能与氢氧化钠反应，Al能和氢氧化钠反应，因此Al做负极，Mg做正极。 【详解】A．由分析可知Mg做正极，正极反应为2H++2e-=H2↑，A错误； B．由分析可知，Al为负极，B正确； C．原电池外电路电子由负极经导线流入正极，即电子由铝经导线流入镁电极，C错误； D．将氢氧化钠换成稀硫酸，二者都能与稀硫酸反应，镁的活泼性高于铝，则镁做负极，原电池电极发生转换，电流计指针偏转方向随之发生变化，D错误； 故选B。 8．（23-24高一下·云南昭通·期中）一定条件下，将等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少量CuSO4溶液组成原电池，下列各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】等质量的两份锌粉a 、b ，分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，a中发生反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，形成铜−锌−稀硫酸原电池，生成H2的速率增大，反应完成所用时间小于 b ，但 a 中与硫酸反应的锌的量减少，最终生成氢气的体积小于 b ，故选A。 9．（25-26高二上·全国·课后作业）用A．B．C．D四种金属按表中装置进行实验，下列叙述正确的是 实验装置 甲 乙 丙 实验现象 A不断溶解 C的表面有红色固体析出 A上有气泡产生 A．装置甲中的B金属是原电池的负极 B．装置乙中，外电路中电流的流向为 C．装置丙中溶液里的移向A D．四种金属的活动性由强到弱的顺序是 【答案】D 【详解】A．装置甲中A不断溶解，说明A发生氧化反应，为原电池负极，B为正极，A错误； B．装置乙中C表面有红色固体（）析出，说明C为正极（在C上得电子），则B为负极，外电路电流方向为正极→负极，即，B错误； C．装置丙中A上有气泡（）产生，说明A为正极（在A上得电子），D为负极，溶液中阴离子（）移向D（负极），C错误； D．由甲：A不断溶解（A为负极），得活动性A>B；乙：C为正极（B为负极），得活动性B>C；丙：A为正极（D为负极），得活动性D>A；综合为D>A>B>C，D正确； 故答案选D。 10．（24-25高三上·北京房山·开学考试）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，下列叙述不正确的是 A．电极a为正极 B．电池工作时，血液做电解质溶液，其中的Na+向b极移动 C．总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 D．有望为其他可植入医疗设备提供电能 【答案】B 【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后再发生C6H12O6+2 CuO= C6H12O7+Cu2O；a电极为正极，发生反应O2+4e-+ 2H2O=4OH-，在这个过程中发生的总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7。 【详解】A．a电极O2得电子发生还原反应O2+4e-+ 2H2O=4OH-，为正极， A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，故Na+向正极a移动，B错误； C．a电极为电池正极，电极反应式为O2+4e-+ 2H2O=4OH-；b电极为电池负极，电极反应式为Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7，C正确； D．该微型电池可植入体内，有望为其他可植入医疗设备提供电能，D正确。 故答案选B。 11．（25-26高一下·陕西西安·期中）请回答下列问题。 (1)煤的干馏属于_______(填“物理”或“化学”)变化；大量燃烧含硫燃煤会造成_______(写一种环境污染现象)。 (2)用图甲、乙所示装置进行实验，请回答下列问题。 ①以下叙述中，正确的是_______(填字母)。 a．装置乙形成原电池，且铜片是正极 b．两池中溶液的均增大 c．两池中铜片表面均有气泡产生 d．乙图中由片经溶液流向片 ②乙图Zn片作_______极(填“负”或“正”)，Cu片上发生反应的电极方程式_______。 ③乙图溶液中往_______极(填“负”或“正”)移动。若反应过程中有电子转移，生成的氢气在标准状况下的体积为_______L。 【答案】(1) 化学 酸雨 (2) ab 负 负 1.12 【详解】（1）煤的干馏是隔绝空气加强热使煤分解的过程，有焦炭、煤焦油等新物质生成，属于化学变化；含硫煤燃烧会生成，排放到大气中会形成酸雨； （2）①a．乙装置中Zn、Cu用导线连接插入稀硫酸形成原电池，Zn活泼性强于Cu，Cu作正极，a正确； b．甲中Zn与稀硫酸反应消耗，乙中原电池总反应为，也消耗，两池中均减小，pH均增大，b正确； c．甲中Cu与稀硫酸不反应，铜表面无气泡产生，c错误； d．电子只能在外电路中移动，不能进入电解质溶液，溶液中依靠离子定向移动导电，d错误， 故答案为ab； ②原电池中活泼金属Zn失电子，作负极；正极Cu上得电子生成，电极反应为； ③原电池中阴离子向负极移动，故向负极移动；根据电极反应，每转移2 mol电子生成1 mol ，转移0.1 mol电子时生成0.05 mol ，标准状况下体积为。 12．（25-26高一下·宁夏吴忠·期中）回答下列问题。 (1)在铜、锌原电池中，以稀硫酸为电解质溶液(如图)，则此原电池中锌电极上发生的是_______反应(“氧化”或“还原”)；铜为_______极，电极反应式是_______。 (2)利用下列反应：设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。 ①请写出你选用的正极材料、负极材料、电解质溶液(写化学式)：负极为_______，正极为_______，电解质溶液：_______。 ②负极反应式：_______；正极反应式：_______。 ③溶液中向_______极移动。 【答案】(1) 氧化 正 (2) Fe Cu或者石墨 正 【分析】在铜锌原电池中，的金属活动性比强，所以作负极，作正极。 【详解】（1）由分析可得，负极失去电子，发生氧化反应正极溶液中的得到电子，发生还原反应，电极反应式为。所以锌电极发生氧化反应，铜为正极； （2）①原电池的总反应中，发生氧化反应，作负极；比不活泼的金属或惰性电极作正极，如或者石墨；含的溶液作电解质溶液，例如；②负极：失电子生成，反应式为 正极：得电子生成，反应式为；③原电池中，正找正，负找负，阳离子向正极移动，所以向正极移动。 13．（25-26高二上·福建漳州·阶段检测）如图是一个化学过程的示意图。 请回答： (1)甲池通入O2的一极电极反应式为___________，该电池的总反应方程式为___________。 (2)乙池中A电极名称为___________极，电极反应式为___________。一段时间后溶液的pH___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2___________mL(标准状况下)。 【答案】(1) (2) 阳 减小 (3) 【分析】由总方程式可知，甲醇被氧化，为原电池的负极，由于在碱性环境中，所以电极反应式是，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，则B为阴极，c为阳极，d为阴极。 【详解】（1）甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为，燃料电池的总反应式为。 （2）乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应式为，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为，生成，则溶液减小。 （3）乙池中B极发生还原反应，电极反应式为，，则转移电子0.05 mol，由甲池电极反应式，可知消耗氧气，则。 1．（25-26高一下·山东济南·期中）下列图像及说法正确的是 A．图①中Mg作原电池的负极 B．图②可用于比较金属X与Fe的金属性 C．图④为足量的锌粉与稀硫酸反应的图象 D．图③中锌筒作负极，发生还原反应 【答案】C 【详解】A．该原电池的电解质为溶液，能与溶液反应，不反应，因此作原电池负极，作正极，A错误； B．常温下Fe在浓硝酸中会发生钝化，无法形成原电池，因此无法通过该装置比较金属X与Fe的金属性。若为稀硝酸或加热条件，则可能通过原电池判断，B错误； C．锌粉足量，稀硫酸的量固定，因此最终生成的物质的量相等；加入少量后，置换出，形成原电池，反应速率加快，和图像一致，C正确； D．锌锰干电池中，锌筒作负极，负极失电子，发生氧化反应，不是还原反应，D错误； 故选C。 2．（25-26高二上·湖北十堰·期中）下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．图1：装置中铜表面出现气泡 B．图2：晶体与盐酸反应能量变化 C．图3：锌锰干电池中发生还原反应 D．图4：装置可验证金属活动性： 【答案】C 【详解】A．装置未形成闭合回路，所以铜片表面不会产生气泡，故A错误； B．晶体与盐酸反应是吸热反应，生成物总能量大于反应物总能量，故B错误； C．锌锰干电池中在正极发生还原反应，故C正确； D．活泼金属为负极，失电子，质量减少；不活泼金属为正极，溶液中氢离子得电子，生成氢气。因此金属活动性：M>N，故D错误； 故答案为C。 3．（24-25高二上·江苏扬州·期中）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．该电池在高温下进行效率更高 B．电子的移动方向由经外电路到 C．电极发生的反应为 D．若该电池中有参加反应，则有向迁移 【答案】D 【分析】极有电子流出为负极，所以b极为正极。 【详解】A．高温会使微生物的蛋白质变性失活，电池工作效率降低，A错误； B．极有电子流出为负极，极通入为正极，电子由经外电路流向，B错误； C．该电池为酸性环境，极的反应为，不会生成，C错误； D．1 mol 参加反应转移4 mol电子，0.2 mol 反应转移0.8 mol电子，原电池中阳离子向正极（极）迁移，故有0.8 mol 向迁移，D正确； 故选D。 4．（24-25高二上·江苏扬州·期中）微生物脱盐池是一种高效、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。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图的装置处理有机废水（以含的溶液为例），下列说法正确的是 A．负极的电极反应： B．该电池可在高温环境下工作 C．每消耗2.24 L（标准状况）的空气，约有0.08 mol电子转移 D．Y为阴离子选择性交换膜 【答案】C 【分析】该装置是将微生物处理废水的原电池，左侧附着硫还原菌的电极为负极，在此发生氧化反应；右侧通入空气的电极为正极，在此发生还原反应。中间模拟海水区域的、分别定向移动离开该区域得到淡水：带正电的向正极（右侧）移动，右侧的离子交换膜为阳离子选择性交换膜；带负电的向负极（左侧）移动，左侧的离子交换膜为阴离子选择性交换膜。 【详解】A．负极环境不存在大量，且会与反应无法逸出，正确负极反应为，A错误； B．高温会使微生物的蛋白质变性失活，电池无法正常工作，B错误； C．标准状况下2.24 L空气物质的量为0.1 mol，其中约占20%，即，1 mol 反应转移4mol电子，故转移电子总物质的量为，C正确； D．原电池中阳离子向正极移动，模拟海水中的需要通过Y膜移向正极，故Y为阳离子选择性交换膜，D错误； 故选C。 5．（24-25高二上·四川成都·期中）某化学兴趣小组同学在实验室按照如图所示Zn-Cu原电池装置(盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂)进行实验后，记录如下： ①Zn为负极，发生还原反应；Cu为正极，发生氧化反应 ②Zn极溶解，Zn表面有大量气泡冒出 ③电子从Zn电极经过电流表流向Cu电极 ④盐桥中移向正极，移向负极 ⑤电流的流向：Cu→电流表→Zn ⑥负极反应： ⑦当有1 mol电子流经导线时，则可产生标准状况下11.2 L气体 其中合理的是 A．①②③⑦ B．②④⑤⑥ C．④⑤⑥⑦ D．③④⑤⑦ 【答案】D 【详解】①Zn为负极应发生氧化反应，Cu为正极应发生还原反应，①错误； ②该双液原电池中极浸没在溶液中，仅发生的溶解失电子，不会直接和反应，气泡只会在正极表面生成，表面无大量气泡，②错误； ③原电池外电路中，电子从负极（）经导线、电流表流向正极（），③正确； ④盐桥中的阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，以此平衡两烧杯中的电荷，因此移向正极、移向负极，④正确； ⑤电流方向和电子流动方向相反，外电路电流从正极（），经电流表流向负极（），⑤正确； ⑥负极是失电子的氧化反应，反应为，是正极的反应，⑥错误； ⑦根据正极反应，转移1 mol电子时生成0.5 mol ，标准状况下体积为，⑦正确； 综上③④⑤⑦正确，故选D。 6．（双选）（24-25高二上·内蒙古鄂尔多斯·阶段检测）一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，以存在]。电池放电时，下列叙述错误的是 A．Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．I区的通过隔膜向Ⅱ区迁移 C．电极反应： D．电池总反应： 【答案】AD 【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为；电池在工作过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，将负极反应和正极反应相加，得到电池的总反应为。 【详解】A．原电池中，阳离子向正极迁移，根据分析，Zn电极为负极(Ⅲ区)，MnO2为电池的正极(Ⅰ区)，故Ⅱ区的K+应该向正极所在的Ⅰ区迁移，A错误； B．根据分析，为阴离子，故Ⅰ区的向Ⅱ区移动，B正确； C．MnO2电极的电极反应式为，C正确； D．由分析知，电池的总反应为，D错误； 故答案选AD。 7．请根据反应Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag设计一个能持续稳定产生电流的原电池装置。 (1)分别表示出上述氧化还原反应中的氧化反应和还原反应___________________________。 (2)选用何种材料作原电池的正、负极？两极金属材料的活泼性与电源的正、负极有何关系？___________________________。 (3)如何选择上述原电池的电解质溶液？如果使用盐桥，电解质溶液的选择有何规律可循？___________________________。 (4)请画出你设计的原电池的两种类型装置图。___________________________。 (5)按设计要求“能持续稳定产生电流的原电池装置”，你选择上述哪一个装置？___________________________。 【答案】(1)氧化反应(负极)：Cu-2e-=Cu2+，还原反应(正极)：2Ag+＋2e-=2Ag (2)根据两极反应确定电极材料。一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属作正极。Cu为负极材料，Ag或石墨或铂电极为正极材料，一般是相对活泼的金属材料作负极 (3)电解质溶液一般能使负极发生氧化反应，可以选用AgNO3溶液作为电解质溶液。如果使用盐桥，应选择与电极材料有相同离子的溶液作电解质溶液 (4) (5)选择乙。因为甲装置中还原剂Cu与氧化剂Ag＋直接接触，易造成能量损耗，随着反应进行不能持续产生电流 【详解】（1）在总反应 Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag 中，Cu 元素的化合价由0升高到+2，失去电子发生氧化反应，Cu-2e-=Cu2+；Ag元素的化合价由+1降低到0，得到电子发生还原反应，2Ag+＋2e-=2Ag； （2）原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。由反应可知，铜失去电子作负极；正极仅起导电作用，应选择比负极材料不活泼的金属（如银、铂）或非金属导体（如石墨）。由此可总结出规律：通常金属活泼性较强的作负极，较弱的作正极。 （3）要实现该反应，溶液中必须含有Ag+作为氧化剂。对于没有盐桥的单液原电池，直接使用 AgNO3溶液即可；如果使用盐桥设计成双液原电池，为了防止还原剂与氧化剂直接接触发生反应，应当将负极铜插入含有Cu2+的电解质溶液，如Cu(NO3)2，将正极插入含有Ag+ 的电解质溶液（如 AgNO3）中，其规律是“同种元素构成的电极-电解质溶液对”，即金属浸入含有自身金属阳离子的盐溶液中。 （4） 题目要求设计两种类型装置图，单液原电池结构简单，所有组件在同一个容器内，如图甲：；而双液原电池包含两个半电池，正负电极分别处于不同的烧杯中，烧杯之间通过装有电解质（如含KNO3的琼脂）的盐桥连通内电路，导线连通外电路，如图乙：。 （5）选用带盐桥的双液原电池装置。因为在单液原电池中，负极Cu直接与 Ag+接触，一方面会直接发生置换反应从而降低电流效率，另一方面生成的Ag会附着在Cu表面形成无数微小原电池甚至阻碍进一步反应，导致外电路电流迅速衰减，随着反应进行不能持续产生电流；而含有盐桥的双液原电池将氧化剂和还原剂有效隔离，避免了二者的直接接触，使得电子只能通过外电路发生转移，从而能持续、稳定地产生电流，故选择乙。 8．（23-24高二上·江苏宿迁·阶段检测）能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。 Ⅰ．依据氧化还原反应设计的原电池如下图所示。请回答下列问题： (1)电极的材料是_______，电解质溶液是_______。 (2)银电极为电池的_______极。 (3)外电路中的电子是从_______电极流向_______电极。 Ⅱ． (4)为了验证与氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是_______，写出正极的电极反应式_______。若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过电子时，两个电极的质量差为_______。 (5)为了探究原电池的工作原理，设计如下装置。 ①甲装置中负极电极反应式为_______。 ②当乙装置中的负极质量减少时，正极产生气体_______标准状况下向_______填“”或“Al”电极移动。 【答案】(1) 溶液 (2)正 (3) （或X） 银 (4) ③ (5) 【分析】Ⅰ．反应为，该反应中失电子作负极，得电子在正极发生还原反应生成。原电池通过盐桥连接两个半电池，左侧半电池为电极与溶液，右侧半电池需提供含的电解质溶液以实现反应，据此分析。 【详解】（1）反应中被氧化为，左侧半电池电极X材料为；右侧半电池需提供，电解质溶液Y为溶液； （2）反应中得电子发生还原反应，银电极为电池的正极； （3）电子从负极（电极，即X电极）流向正极（银电极）； （4）①中铜是负极，碳是正极，铁离子在正极放电生成亚铁离子，不能比较与氧化性强弱； ②中在常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铁是正极，铜是负极，不能比较与氧化性强弱； ③中铁是负极，碳是正极，铜离子在正极得到电子生成铜，能比较与氧化性强弱，正极的电极反应为；当导线中通过电子时，消耗铁，析出铜是，则两个电极的质量差为； （5）①甲装置中Al与NaOH溶液反应，Al作负极，电极反应式为：； ②乙装置中作负极，反应为，质量减少，转移电子，正极产生的物质的量为，标准状况下体积为；原电池中阴离子向负极（电极）移动，向电极移动。 1．（2026·江苏卷）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 【答案】D 【详解】A．镁合金作负极，但发生的是氧化反应，非还原反应，A错误； B．Br⁻为阴离子，在原电池中应向负极迁移，而非从负极向正极迁移，B错误； C．“鼓包”若因气体产生，该方程式生成O2，但是Mg是强还原剂，反应中Mg应该被氧化，O不会被氧化生成O2；鼓包实际是Mg与水发生副反应生成H2，C错误； D．由总反应可知，2 mol MnO₂参与反应时转移2 mol电子，故1 mol MnO2参与反应时，外电路通过电子总量为1 mol，D正确； 故选D。 2．（2026·湖南卷）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．（2024·江西卷）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣ B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣ C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 【答案】B 【分析】由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，CuRu为正极，得到电子生成NH3，电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，以此解答。 【详解】A．由分析可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，A错误； B．由分析可知，CuRu为正极，得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，B正确； C．质子交换膜只允许H+通过，C错误； D．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，正极电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为8HCHO+7OH-=NH3+8HCOO-+4 H2↑+2H2O，处理废水过程中消耗OH-，溶液pH减小，需补加 KOH，D错误； 故选B。 4．（2025·黑吉辽蒙卷）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 【答案】D 【分析】放电过程中a、b极均增重，这说明a电极是负极，电极反应式为，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。 【详解】A．放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以向b极迁移，A正确； B．负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B正确； C．a电极是负极，电极反应式为，C正确； D．若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误； 答案选D。 5．（2024·北京卷）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 【答案】D 【详解】A．酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误； C．发生得电子的还原反应，故C错误； D．锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应，故D正确； 故选D。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 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 1．（25-26高二上·北京·期中）下列我国科技创新的产品设备在工作时，由化学能转变成电能的是 A．世界首部可折叠柔屏手机通话 B．嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板 C．和谐号动车以350km/h飞驰 D．长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料 A．A B．B C．C D．D 2．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 3．（2025·福建福州·模拟预测）某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是 A．铜作负极被还原 B．银电极的电极反应式为： C．电子从铜片经外电路流向银片 D．向银电极移动 4．（25-26高一下·广东·期中）某原电池如图。下列说法不正确的是 A．该装置可使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行 B．锌片是负极，发生氧化反应 C．铜片上发生反应： D．溶液中向铜片方向移动 5．（25-26高一下·广东佛山·期中）金属-空气电池可用作电动车动力来源，某金属-空气电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．金属M发生还原反应 B．该装置工作时将电能转化为化学能 C．空气中的氧气在正极上得电子 D．外电路电子由碳材料电极流向金属M电极 6．（24-25高二上·广东·期中）如下图所示为某同学探究金属与浓硝酸反应设计的原电池实验装置，该实验在常温下进行，实验时先放入铁片，直到无气泡后再放入铜片，连接好装置。下列说法不正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．铁比铜活泼，铁作负极 C．溶液中阴离子移向铜片，阳离子移向铁片 D．铁片附近产生红棕色气体，电极反应式为 7．（2023·上海徐汇·一模）按如图装置所示，将镁条和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中。下列说法正确的是 A．镁电极发生反应为Mg-2e-=Mg2+ B．Al片做负极 C．电子由镁电极经导线流入铝电极 D．将NaOH溶液换成稀H2SO4，灵敏电流计指针偏转方向不变 8．（23-24高一下·云南昭通·期中）一定条件下，将等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少量CuSO4溶液组成原电池，下列各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是 A． B． C． D． 9．（25-26高二上·全国·课后作业）用A．B．C．D四种金属按表中装置进行实验，下列叙述正确的是 实验装置 甲 乙 丙 实验现象 A不断溶解 C的表面有红色固体析出 A上有气泡产生 A．装置甲中的B金属是原电池的负极 B．装置乙中，外电路中电流的流向为 C．装置丙中溶液里的移向A D．四种金属的活动性由强到弱的顺序是 10．（24-25高三上·北京房山·开学考试）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，下列叙述不正确的是 A．电极a为正极 B．电池工作时，血液做电解质溶液，其中的Na+向b极移动 C．总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 D．有望为其他可植入医疗设备提供电能 11．（25-26高一下·陕西西安·期中）请回答下列问题。 (1)煤的干馏属于_______(填“物理”或“化学”)变化；大量燃烧含硫燃煤会造成_______(写一种环境污染现象)。 (2)用图甲、乙所示装置进行实验，请回答下列问题。 ①以下叙述中，正确的是_______(填字母)。 a．装置乙形成原电池，且铜片是正极 b．两池中溶液的均增大 c．两池中铜片表面均有气泡产生 d．乙图中由片经溶液流向片 ②乙图Zn片作_______极(填“负”或“正”)，Cu片上发生反应的电极方程式_______。 ③乙图溶液中往_______极(填“负”或“正”)移动。若反应过程中有电子转移，生成的氢气在标准状况下的体积为_______L。 12．（25-26高一下·宁夏吴忠·期中）回答下列问题。 (1)在铜、锌原电池中，以稀硫酸为电解质溶液(如图)，则此原电池中锌电极上发生的是_______反应(“氧化”或“还原”)；铜为_______极，电极反应式是_______。 (2)利用下列反应：设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。 ①请写出你选用的正极材料、负极材料、电解质溶液(写化学式)：负极为_______，正极为_______，电解质溶液：_______。 ②负极反应式：_______；正极反应式：_______。 ③溶液中向_______极移动。 13．（25-26高二上·福建漳州·阶段检测）如图是一个化学过程的示意图。 请回答： (1)甲池通入O2的一极电极反应式为___________，该电池的总反应方程式为___________。 (2)乙池中A电极名称为___________极，电极反应式为___________。一段时间后溶液的pH___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2___________mL(标准状况下)。 1．（25-26高一下·山东济南·期中）下列图像及说法正确的是 A．图①中Mg作原电池的负极 B．图②可用于比较金属X与Fe的金属性 C．图④为足量的锌粉与稀硫酸反应的图象 D．图③中锌筒作负极，发生还原反应 2．（25-26高二上·湖北十堰·期中）下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．图1：装置中铜表面出现气泡 B．图2：晶体与盐酸反应能量变化 C．图3：锌锰干电池中发生还原反应 D．图4：装置可验证金属活动性： 3．（24-25高二上·江苏扬州·期中）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．该电池在高温下进行效率更高 B．电子的移动方向由经外电路到 C．电极发生的反应为 D．若该电池中有参加反应，则有向迁移 4．（24-25高二上·江苏扬州·期中）微生物脱盐池是一种高效、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。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图的装置处理有机废水（以含的溶液为例），下列说法正确的是 A．负极的电极反应： B．该电池可在高温环境下工作 C．每消耗2.24 L（标准状况）的空气，约有0.08 mol电子转移 D．Y为阴离子选择性交换膜 5．（24-25高二上·四川成都·期中）某化学兴趣小组同学在实验室按照如图所示Zn-Cu原电池装置(盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂)进行实验后，记录如下： ①Zn为负极，发生还原反应；Cu为正极，发生氧化反应 ②Zn极溶解，Zn表面有大量气泡冒出 ③电子从Zn电极经过电流表流向Cu电极 ④盐桥中移向正极，移向负极 ⑤电流的流向：Cu→电流表→Zn ⑥负极反应： ⑦当有1 mol电子流经导线时，则可产生标准状况下11.2 L气体 其中合理的是 A．①②③⑦ B．②④⑤⑥ C．④⑤⑥⑦ D．③④⑤⑦ 6．（双选）（24-25高二上·内蒙古鄂尔多斯·阶段检测）一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，以存在]。电池放电时，下列叙述错误的是 A．Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．I区的通过隔膜向Ⅱ区迁移 C．电极反应： D．电池总反应： 7．请根据反应Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag设计一个能持续稳定产生电流的原电池装置。 (1)分别表示出上述氧化还原反应中的氧化反应和还原反应___________________________。 (2)选用何种材料作原电池的正、负极？两极金属材料的活泼性与电源的正、负极有何关系？___________________________。 (3)如何选择上述原电池的电解质溶液？如果使用盐桥，电解质溶液的选择有何规律可循？___________________________。 (4)请画出你设计的原电池的两种类型装置图。___________________________。 (5)按设计要求“能持续稳定产生电流的原电池装置”，你选择上述哪一个装置？___________________________。 8．（23-24高二上·江苏宿迁·阶段检测）能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。 Ⅰ．依据氧化还原反应设计的原电池如下图所示。请回答下列问题： (1)电极的材料是_______，电解质溶液是_______。 (2)银电极为电池的_______极。 (3)外电路中的电子是从_______电极流向_______电极。 Ⅱ． (4)为了验证与氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是_______，写出正极的电极反应式_______。若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过电子时，两个电极的质量差为_______。 (5)为了探究原电池的工作原理，设计如下装置。 ①甲装置中负极电极反应式为_______。 ②当乙装置中的负极质量减少时，正极产生气体_______标准状况下向_______填“”或“Al”电极移动。 1．（2026·江苏卷）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 2．（2026·湖南卷）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．（2024·江西卷）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣ B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣ C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 4．（2025·黑吉辽蒙卷）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 5．（2024·北京卷）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A C D C B B A D B 11．(1) 化学 酸雨 (2) ab 负 负 1.12 12. (1) 氧化 正 (2) Fe Cu或者石墨 正 13. (1) (2) 阳 减小 (3) 题号 1 2 3 4 5 6 答案 C C D C D AD 7．(1)氧化反应(负极)：Cu-2e-=Cu2+，还原反应(正极)：2Ag+＋2e-=2Ag (2)根据两极反应确定电极材料。一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属作正极。Cu为负极材料，Ag或石墨或铂电极为正极材料，一般是相对活泼的金属材料作负极 (3)电解质溶液一般能使负极发生氧化反应，可以选用AgNO3溶液作为电解质溶液。如果使用盐桥，应选择与电极材料有相同离子的溶液作电解质溶液 (4) (5)选择乙。因为甲装置中还原剂Cu与氧化剂Ag＋直接接触，易造成能量损耗，随着反应进行不能持续产生电流 8. (1) 溶液 (2)正 (3) （或X） 银 (4) ③ (5) 题号 1 2 3 4 5 答案 D B B D D 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $