第02讲 原电池、化学电源（复习讲义）（天津专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义围绕原电池工作原理及应用、常见化学电源等核心考点，按命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源的逻辑架构，通过知识解构、考向破译、解题妙招等环节，帮助学生构建从氧化还原反应到电极反应的系统思维，落实化学观念与科学思维的培养。 资料突出高考趋势精准应对，针对陌生电池、离子交换膜等设计解题模板，通过原电池设计实例和电极反应式书写模型，培养科学探究与实践能力。分层变式题与真题训练结合，助力学生高效突破难点，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第02讲 原电池、化学电源 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 02 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 03 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 原电池的工作原理及其应用 知识解构 知识点1 原电池及其工作原理 ∣ 知识点2 原电池原理的四大应用 考向破译 考向1 原电池正、负极的判断 ∣ 考向2 原电池的设计 考向3 原电池原理的应用 解题妙招1 判断原电池正、负极的方法 解题妙招2 原电池的设计 解题妙招3 原电池原理的应用 考点二 常见化学电源 知识解构 知识点1 常见化学电源类型 ∣ 知识点2 燃料电池 考向破译 考向1 原电池电极反应式的书写 ∣ 考向2 燃料电池 解题妙招1 原电池电极反应式的书写模型 解题妙招2 燃料电池的解题模板 ) ( 04 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理—五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 原电池的工作原理及其应用 天津卷T13 天津卷T15 常见化学电源 天津卷T1 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1.陌生新型电池占比提升：钠离子电池、固态电解质电池增多，弱化熟题套路，必须依靠化合价 + 介质通用逻辑推导，拒绝死记电极方程式； 2.离子交换膜由辅助考点升级为核心必考点，多室三膜电池进入大题设问； 3.文字说理分值上涨：要求完整描述离子迁移原因、交换膜作用、电池优缺点，采分点细化； 4.二次电池充放电联动考查增多，打通原电池与电解池边界； 5.严控超纲：不深挖锂电池内部复杂晶格变化，只考化合价、离子移动、电极反应表层规律。 ►复习目标： 1.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 2.体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 3.学生必做实验：化学能转化成电能。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理及其应用 知●识●解●构 知识点1 原电池及其工作原理 1．定义和反应本质 原电池是把__ __转化为__ __的装置，其反应本质是__ __。 2．工作原理(以铜锌原电池为例) 　 　 　　　 　Ⅰ　　　　　　　　　　　Ⅱ 【说明】装置Ⅱ盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的冻胶。 (1)原理分析 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn片 Cu片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 ____反应 ____反应 电子流向 由____片沿____流向____片 盐桥中 离子移向 盐桥含饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻，K＋移向__ __，Cl－移向__ __ 电池反应 方程式 Zu＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 盐桥作用 ①连接内电路形成闭合回路 ②平衡电荷，使原电池能持续产生电流 装置差异 比较 原电池Ⅰ：温度升高，化学能转化为电能和热能，两极反应在相同区域，部分Zn与Cu2＋直接反应，使电池效率降低 原电池Ⅱ：温度不变，化学能只转化为__ __，两极反应在不同区域，Zn与Cu2＋隔离，电池效率提高，电流稳定 3．构成条件 一看反应 能发生__ __的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极(金属或__ __) 三看是否形 成闭合回路 形成需三个条件：①__ __；②两电极直接或间接接触；③两电极插入__ __中 4．原电池中的三个移动方向 电子方向 从__ __极流出沿导线流入__ __极 电流方向 从__ __极沿导线流向__ __极 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子向__ __极迁移，阳离子向__ __极迁移 得分速记 (1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。 (2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。 (3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。 (4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。 知识点2 原电池原理的四大应用 1．加快氧化还原反应速率 一个__ __进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率__ __，例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属活动性比正极的__ __。 3．用作金属的防护 使被保护的金属制品作原电池的__ __极而得到保护。例如，保护铁制输水管或钢铁桥梁，可用导线将其和一块锌块相连，使Zn作原电池的__ __极。 4．设计制作化学电源 —首先将氧化还原反应分成两个半 ↓ — ↓ — ↓ — 得分速记 原电池的设计方法 设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是： (1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活动性比负极弱的金属或非金属作正极，含氧化剂的溶液作电解质溶液。 (2)如果两个半反应分别在要求的两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 (3)设计实例： 根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 设计的原电池为： 装置如下图所示： 　 考●向●破●译 考向1 原电池正、负极的判断 例1（2026·天津·模拟预测）南开大学陈军院士团队通过对钾-二氧化碳电池正负极同时改进，研制了一种稳定高效且可循环利用的电池。该电池原理如图所示，放电时Y极有碳单质生成。下列说法错误的是 A．放电时Y极为正极 B．放电时，X极的电极反应式为 C．放电时，该装置转移4 mol电子，Y极吸收44 g CO2 D．该装置不可将有机电解质换成水溶液 解题妙招 判断原电池正、负极的方法 判断方法 负极 正极 电极材料 活泼金属 较不活泼金属或非金属 通入物质 通入还原剂的电极 通入氧化剂的电极 电极反应类型 发生氧化反应的电极 发生还原反应的电极 电子流向 （或电流方向） 电子流出的电极 （或电流流入的电极） 电子流入的电极 （或电流流出的电极） 离子移向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 电极现象 电极不断溶解，质量减少 电极增重或质量不变 【注意】电池在工作过程中，负极质量不一定减少，如常见的铅酸蓄电池 【变式1·变载体】（2026·天津·一模）利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是 A．图甲可用于煤的干馏 B．图乙b中溶液变蓝能说明浓HNO3分解生成NO2 C．图丙装置可制取乙二酸 D．图丁装置验证金属镁、铝的活泼性 【变式2】（25-26高三下·天津·开学考试）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如下图所示。 下列叙述不正确的是 A．放电时，M极为负极 B．充电时，N极上反应为Ag-e-+ Cl-= AgCl C．充电时，消耗12mol Ag的同时将消耗1mol Sb4O5Cl2 D．放电时，M极上反应为Sb4O5Cl2 + 12e- + 10H+ = 4Sb + 2Cl-+ 5H2O 【变式3】（24-25高三上·天津·期末）科学家正在研制的铝电池未来有望取代锂电池。银铝电池具有能量密度高的优点，电池装置如图所示。电池放电时的反应为：(氧化高银)。下列说法正确的是 A．Al电极发生还原反应 B．电子从电极流向电极 C．正极电极反应式为： D．当电路中通过电子时，溶液中有通过阳离子交换膜向右侧迁移 考向2 原电池的设计 例2下列实验设计无法达到实验目的的是 A．除去中的 B．将酸碱中和设计为原电池 C．促进从过饱和溶液中析出 D．制备胶体 A．A B．B C．C D．D 解题妙招 原电池的设计 1.拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应。 2.选择电极材料：将还原剂（一般为较活泼金属）作负极，活动性比负极弱的金属或非金属导体作正极。 3.构成闭合回路：用导线将确定好的正负极连接，插入离子导体（电解质溶液等）中形成闭合回路。如果两个半反应分别在两个容器中进行，中间连接盐桥。 4.画出装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料的名称、正负极、电解质溶液等。 【变式1·变载体】含氰化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水，发生的主要反应为CN-＋OH-＋Cl2→CO2＋N2＋Cl-＋H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值) A．Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物 B．该反应中，若有1 mol CN-发生反应，则有6NA电子发生转移 C．上述离子方程式配平后，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为5∶2 D．若将该反应设计成原电池，则CN- 在负极区发生反应 【变式2·变题型】依据总反应设计成原电池，下列说法正确的是 A．电解质溶液可选用硝酸 B．工作时溶液中向负极移动 C．负极反应为 D．原电池的正极材料可选择碳棒 【变式3·变考法】下列可设计成原电池的化学反应是（    ） A．H2O(l)+CaO(s)=Ca(OH)2(s) B．Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O C．2KClO32KCl+3O2↑ D．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) 考向3 原电池原理的应用 例2（2026·天津滨海新区·二模）下列说法正确的是 A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应可以制备乙二酸 B．探究铁与水蒸气反应，点燃肥皂泡检验氢气 C．用(杯酚)识别和，操作①②为分液，操作③为蒸馏 D．若将溶液替换成溶液，电流表不再发生偏转 A．A B．B C．C D．D 解题妙招 原电池原理的应用 1.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属或能导电的非金属。 2.加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。例如在锌与稀硫酸制H2的溶液中，滴加少量硫酸铜溶液，发生置换反应Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu，构成Zn－Cu－稀H2SO4原电池，加快反应速率。 3.用于金属的防护：金属制品作原电池的正极而得到保护。 【变式1·变载体】（2026·天津滨海新区·二模）下列实验装置不能达到实验目的的是 A．蒸干溶液制取硝酸铝固体 B．测定ZnO与足量稀硫酸反应的反应热 C．探究与反应的热效应 D．探究原电池原理 【变式2·变题型】（2026·天津滨海新区·一模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。 下列说法正确的是（  ） A．a电极为阳极，c电极为负极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH增大 D．每吸收，理论上可以得到 【变式3·变考法】（25-26高三上·天津西青·期末）暖贴主要由铁粉、活性炭、无机盐、水、硅石、吸水性树脂等组成，如图所示，具有携带方便、发热快、持续时间久等优点。下列有关说法错误的是 A．暖贴发热原理为铁的吸氧腐蚀 B．暖贴使用后产生的红色固体成分为 C．负极反应式为： D．活性炭作为原电池正极材料 考点二 常见化学电源 知●识●解●构 知识点1 常见化学电源类型 类型 装置 工作原理 一次 电池 碱性锌锰电池 负极反应：　 　。 正极反应：MnO2＋e－＋H2OMnO（OH）＋OH－。 电池反应：Zn＋2MnO2＋2H2O2MnO（OH）＋Zn（OH）2 银锌（纽扣）电池 负极反应：　 　。 正极反应：Ag2O＋2e－＋H2O2Ag＋2OH－。 电池反应：Zn＋Ag2OZnO＋2Ag 二次 电池 铅酸蓄电池 放电时： 负极反应为Pb－2e－＋SPbSO4； 正极反应为PbO2＋2e－＋S＋4H＋PbSO4＋2H2O； 电池反应为　 　 知识点2 燃料电池 类型 装置 工作原理 氢氧 燃料 电池 负极反应：　 　。 正极反应：O2＋4e－＋4H＋2H2O。 电池反应：2H2＋O22H2O 负极反应：　 　。 正极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－。 电池反应：2H2＋O22H2O 氢氧 燃料 电池 负极反应：　 　。 正极反应：O2＋4e－2O2－。 电池反应：2H2＋O22H2O 甲烷燃料电池 负极反应：　 　。 正极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－。 电池反应：CH4＋2OH－＋2O2C＋3H2O 得分速记 (1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 (2)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。 (3)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。 (1)熔融的金属氧化物作介质传导O2－ 负极：H2－2e－＋O2－===H2O； 正极：O2＋4e－===2O2－。 (2)碳酸盐作介质 负极：H2－2e－＋CO===H2O＋CO2； 正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO。 (3)复杂电极反应式的书写 总体思路：＝－ 遵循原理，信息优先，用守恒直接书写。 考●向●破●译 考向1 原电池电极反应式的书写 例1（2026·天津滨海新区·二模）由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液A为溶液；溶液B为溶液)。下列说法正确的是 A．电池放电过程中为正极，电极反应式为 B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液 D．标准状况下，装置每产生11.2 L的，溶液A中有进入溶液B中 解题妙招 原电池电极反应式的书写模型 1.“公式法”书写原电池电极反应式 2.“加减法”书写原电池电极反应式 【变式1·变载体】（25-26高三上·天津河东·期末）铝离子电池分别以铝和石墨为电极，用和有机阳离子构成的离子液体做离子导体，确保铝离子的传输。其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时负极电极反应式： B．离子液体是由离子组成的，导电性更好，是一种新型的电解质 C．放电时有机阳离子向石墨电极方向移动 D．充电时石墨电极与电源负极相连 【变式2】（25-26高三上·天津·期末）一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中含酚废水中的有机物可用表示。 下列说法不正确的是 A．右室电极为该电池的正极 B．右室电极附近溶液的增大 C．左侧离子交换膜为阴离子交换膜 D．左室电极反应式可表示为 【变式3】（25-26高三上·天津西青·阶段检测）关于如图所示的装置，下列说法正确的是 A．该装置可将电能转化为化学能 B．锌片上发生的反应为 C．电子移动的方向：电解质溶液 D．溶液中的向锌电极移动 考向2 燃料电池 例2（25-26高三上·天津·期末）某科研机构将汽车尾气中的NO和CO设计成如图所示的燃料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列说法正确的是 A．石墨I为负极 B．电池工作时，向石墨Ⅱ电极方向移动 C．电子从石墨Ⅱ经固体氧化物电解质流入石墨Ⅰ D．石墨Ⅱ电极反应式： 解题妙招 燃料电池的解题模板 书写燃料电池电极反应式的三大步骤 ①先写出燃料电池总反应式 一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。但由于燃烧产物还可能与电解质溶液反应，燃烧产物与电解质溶液反应的方程式与其相加得总反应方程式。 ②再写出燃料电池正极的电极反应式 由于燃料电池正极一般都是O2得到电子发生还原反应，基础反应式为O2＋4e－===2O2－。 A．电解质为固体时，O2－可自由通过，正极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－。 B．电解质为熔融的碳酸盐时，正极的电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO。 C．当电解质为中性或碱性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 D．当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 ③最后写出燃料电池负极的电极反应式 燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。在利用此法时一要注意消去反应中的O2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。 【变式1·变载体】（24-25高三上·天津滨海新区·阶段检测）下列实验方案中，实验设计能达成实验目的的是       A．收集二氧化硫 B．用钠冶炼钛    C．实现化学能到电能的转化 D．制取氨气 A．A B．B C．C D．D 【变式2·变题型】（25-26高三上·天津静海·阶段检测）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是 A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C．加入混凝剂聚合氯化铝，可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒 D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 【变式3·变考法】某氢氧燃料电池工作示意图如图。下列说法中，正确的是 A．电极a为电池的正极 B．电极b表面反应为： C．电池工作过程中向b电极迁移 D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率 真题溯源·考向感知 1．（2022·天津·高考真题）近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是 A．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖 B．中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合物 C．我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为电能 D．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 2．（2023·天津·高考真题）研究人员进行了一组实验： 实验一：如图，研究人员将氢氧化钠溶液加入反应容器，随后加入锌粉，随后加热。一段时间后反应完全，停止加热，锌粉仍有剩余，向反应所得溶液中加入一块铜片，并接触剩余的锌，铜片表面出现银白色金属，并伴随少量气体产生。 实验二：研究人员将实验一得到的带有银白色金属的铜片加热，直到铜片表面变黄，立刻停止加热，置入水中冷却。 已知： (1)如图，实验一使用的仪器为_______，为了防止加热过程中液体沸腾溅出，采取的办法是_______。 (2)中含有的化学键包括_______。 a．离子键      b．极性共价键       c．非极性共价键      d．配位键 (3)写出氢氧化钠与锌反应的离子方程式：_______。 (4)写出实验一中构成的原电池正负极反应：负极：_______；正极：_______。 (5)研究人员在铜片表面变黄后立刻停止加热，放入水中，这样做的目的是_______。 (6)黄铜和黄金外表相似，但化学性质仍然有所区别。若使用硝酸对二者进行鉴别，则现象与结论为_______。 (7)若将铜片插入实验一过滤后的上清液中，可否仍然出现上述现象？请解释：_______。 3. （2024·天津·高考真题）下列有关物质用途的说法错误的是 A. 液氮可用于制冷 B. 油脂可用于生产甘油 C. 二氧化硫可用于漂白 D. 铜块镶嵌在轮船外壳可用于避免船体被腐蚀 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原电池、化学电源 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 02 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 03 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 原电池的工作原理及其应用 知识解构 知识点1 原电池及其工作原理 ∣ 知识点2 原电池原理的四大应用 考向破译 考向1 原电池正、负极的判断 ∣ 考向2 原电池的设计 考向3 原电池原理的应用 解题妙招1 判断原电池正、负极的方法 解题妙招2 原电池的设计 解题妙招3 原电池原理的应用 考点二 常见化学电源 知识解构 知识点1 常见化学电源类型 ∣ 知识点2 燃料电池 考向破译 考向1 原电池电极反应式的书写 ∣ 考向2 燃料电池 解题妙招1 原电池电极反应式的书写模型 解题妙招2 燃料电池的解题模板 ) ( 04 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理—五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 原电池的工作原理及其应用 天津卷T13 天津卷T15 常见化学电源 天津卷T1 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1.陌生新型电池占比提升：钠离子电池、固态电解质电池增多，弱化熟题套路，必须依靠化合价 + 介质通用逻辑推导，拒绝死记电极方程式； 2.离子交换膜由辅助考点升级为核心必考点，多室三膜电池进入大题设问； 3.文字说理分值上涨：要求完整描述离子迁移原因、交换膜作用、电池优缺点，采分点细化； 4.二次电池充放电联动考查增多，打通原电池与电解池边界； 5.严控超纲：不深挖锂电池内部复杂晶格变化，只考化合价、离子移动、电极反应表层规律。 ►复习目标： 1.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 2.体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 3.学生必做实验：化学能转化成电能。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理及其应用 知●识●解●构 知识点1 原电池及其工作原理 1．定义和反应本质 原电池是把__化学能__转化为__电能__的装置，其反应本质是__氧化还原反应__。 2．工作原理(以铜锌原电池为例) 　 　 　　　 　Ⅰ　　　　　　　　　　　Ⅱ 【说明】装置Ⅱ盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的冻胶。 (1)原理分析 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn片 Cu片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 __氧化__反应 __还原__反应 电子流向 由__Zn__片沿__导线__流向__Cu__片 盐桥中 离子移向 盐桥含饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻，K＋移向__正极__，Cl－移向__负极__ 电池反应 方程式 Zu＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 盐桥作用 ①连接内电路形成闭合回路 ②平衡电荷，使原电池能持续产生电流 装置差异 比较 原电池Ⅰ：温度升高，化学能转化为电能和热能，两极反应在相同区域，部分Zn与Cu2＋直接反应，使电池效率降低 原电池Ⅱ：温度不变，化学能只转化为__电能__，两极反应在不同区域，Zn与Cu2＋隔离，电池效率提高，电流稳定 3．构成条件 一看反应 能发生__自发进行__的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极(金属或__石墨__) 三看是否形 成闭合回路 形成需三个条件：①__电解质溶液__；②两电极直接或间接接触；③两电极插入__电解质溶液__中 4．原电池中的三个移动方向 电子方向 从__负__极流出沿导线流入__正__极 电流方向 从__正__极沿导线流向__负__极 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子向__负__极迁移，阳离子向__正__极迁移 得分速记 (1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。 (2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。 (3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。 (4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。 知识点2 原电池原理的四大应用 1．加快氧化还原反应速率 一个__自发__进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率__加快__，例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属活动性比正极的__活泼__。 3．用作金属的防护 使被保护的金属制品作原电池的__正__极而得到保护。例如，保护铁制输水管或钢铁桥梁，可用导线将其和一块锌块相连，使Zn作原电池的__负__极。 4．设计制作化学电源 —首先将氧化还原反应分成两个半反应 ↓ — ↓ — ↓ — 得分速记 原电池的设计方法 设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是： (1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活动性比负极弱的金属或非金属作正极，含氧化剂的溶液作电解质溶液。 (2)如果两个半反应分别在要求的两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 (3)设计实例： 根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 设计的原电池为： 装置如下图所示： 　 考●向●破●译 考向1 原电池正、负极的判断 例1（2026·天津·模拟预测）南开大学陈军院士团队通过对钾-二氧化碳电池正负极同时改进，研制了一种稳定高效且可循环利用的电池。该电池原理如图所示，放电时Y极有碳单质生成。下列说法错误的是 A．放电时Y极为正极 B．放电时，X极的电极反应式为 C．放电时，该装置转移4 mol电子，Y极吸收44 g CO2 D．该装置不可将有机电解质换成水溶液 【答案】C 【分析】KSn合金X电极为负极，Y为正极，负极反应为，正极反应式为，放电总反应，则充电时，电解池的阴极反应为，阳极反应式为，据此解答。 【解析】A．放电时Y极转化为C单质，C元素化合价降低，发生还原反应，故Y极为正极，A正确； B．放电时X极为负极，KSn中K失电子生成K⁺，电极反应式为，B正确； C．Y极电极反应为，转移4mol电子时消耗3mol CO₂，质量为，不是44g，C错误； D．X极KSn合金中的K性质活泼，可与水剧烈反应，故不可将有机电解质换成水溶液，D正确； 故选C。 解题妙招 判断原电池正、负极的方法 判断方法 负极 正极 电极材料 活泼金属 较不活泼金属或非金属 通入物质 通入还原剂的电极 通入氧化剂的电极 电极反应类型 发生氧化反应的电极 发生还原反应的电极 电子流向 （或电流方向） 电子流出的电极 （或电流流入的电极） 电子流入的电极 （或电流流出的电极） 离子移向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 电极现象 电极不断溶解，质量减少 电极增重或质量不变 【注意】电池在工作过程中，负极质量不一定减少，如常见的铅酸蓄电池 【变式1·变载体】（2026·天津·一模）利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是 A．图甲可用于煤的干馏 B．图乙b中溶液变蓝能说明浓HNO3分解生成NO2 C．图丙装置可制取乙二酸 D．图丁装置验证金属镁、铝的活泼性 【答案】D 【解析】A．煤的干馏要隔绝空气加热，A错误； B．浓硝酸受热易挥发、也易分解生成，两者均可使变蓝，因此不能证明浓分解生成，B错误； C．乙二醇、乙二酸均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能制备乙二酸，C错误； D．镁比铝活泼，二者在稀硫酸中形成原电池，镁作负极，D正确； 答案选D。 【变式2】（25-26高三下·天津·开学考试）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如下图所示。 下列叙述不正确的是 A．放电时，M极为负极 B．充电时，N极上反应为Ag-e-+ Cl-= AgCl C．充电时，消耗12mol Ag的同时将消耗1mol Sb4O5Cl2 D．放电时，M极上反应为Sb4O5Cl2 + 12e- + 10H+ = 4Sb + 2Cl-+ 5H2O 【答案】D 【分析】放电时，M极上转化为，化合价从升高为，失电子，M为负极，电极反应：4Sb - 12e- + 2Cl- + 5H2O = Sb4O5Cl2 + 10H+，N为正极，电极反应为：AgCl + e-= Ag + Cl-，充电时N为阳极，电极反应：，M为阴极，电极反应 Sb4O5Cl2 + 10H++12e- =4Sb + 2Cl- + 5H2O ，据此分析； 【解析】A．根据分析，M为负极，A正确； B．根据分析，充电时，N电极电极反应：，B正确； C．电子转移关系式：Sb4O5Cl2 ~ 12e-~ 12 Ag，由此可知，消耗12 mol Ag，同时消耗1 mol Sb4O5Cl2，C正确； D．根据分析，放电时，M为负极，电极反应：4Sb - 12e- + 2Cl- + 5H2O = Sb4O5Cl2 + 10H+，D错误； 故选D。 【变式3】（24-25高三上·天津·期末）科学家正在研制的铝电池未来有望取代锂电池。银铝电池具有能量密度高的优点，电池装置如图所示。电池放电时的反应为：(氧化高银)。下列说法正确的是 A．Al电极发生还原反应 B．电子从电极流向电极 C．正极电极反应式为： D．当电路中通过电子时，溶液中有通过阳离子交换膜向右侧迁移 【答案】D 【分析】该电池放电时，Al为负极，失电子结合氢氧根离子生成Na[Al(OH)4]，AgO为正极，AgO得电子生成Ag。 【解析】A．由分析可知，Al为负极，电极上Al失电子发生氧化反应，A错误； B．由分析可知，Al为负极，AgO为正极，电子从电极流向电极，B错误； C．正极上AgO得电子结合水生成Ag和氢氧根离子，电极反应为AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-，C错误； D．由分析可知，Al为负极，AgO为正极，当电路中通过电子时，溶液中有通过阳离子交换膜向右侧迁移，D正确； 故选D。 考向2 原电池的设计 例2下列实验设计无法达到实验目的的是 A．除去中的 B．将酸碱中和设计为原电池 C．促进从过饱和溶液中析出 D．制备胶体 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．酸性溶液具有强氧化性，既可以和杂质反应，也会氧化，不符合除杂的原则，A无法达到实验目的； B．该装置中左侧Pt电极上在碱性条件下失电子发生氧化反应：H2-2e-+2OH-=2H2O，右侧Pt电极上得电子发生还原反应：2H++2e-=H2，总反应为酸碱中和反应，存在电势差可构成原电池，B能达到实验目的； C．用玻璃棒摩擦过饱和溶液的烧杯内壁，可产生微小晶核，诱导从过饱和溶液中析出，C能达到实验目的； D．向沸水中滴加饱和溶液，水解可生成胶体，是制备氢氧化铁胶体的正确操作，D能达到实验目的； 答案选A。 解题妙招 原电池的设计 1.拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应。 2.选择电极材料：将还原剂（一般为较活泼金属）作负极，活动性比负极弱的金属或非金属导体作正极。 3.构成闭合回路：用导线将确定好的正负极连接，插入离子导体（电解质溶液等）中形成闭合回路。如果两个半反应分别在两个容器中进行，中间连接盐桥。 4.画出装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料的名称、正负极、电解质溶液等。 【变式1·变载体】含氰化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水，发生的主要反应为CN-＋OH-＋Cl2→CO2＋N2＋Cl-＋H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值) A．Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物 B．该反应中，若有1 mol CN-发生反应，则有6NA电子发生转移 C．上述离子方程式配平后，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为5∶2 D．若将该反应设计成原电池，则CN- 在负极区发生反应 【答案】B 【分析】配平该反应为：2CN-＋8OH-＋5Cl2=2CO2＋N2＋10Cl-＋4H2O。在该反应中，氯气中氯元素化合价降低，Cl2是氧化剂，CN-中C和N元素化合价升高，CN-为还原剂，CO2和N2是氧化产物。 【解析】A．根据分析，Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物，A正确； B．该反应中，CN-中C和N元素化合价升高，C由+2价升高为+4价，N由-3价升高为0价，故有1 mol CN-发生反应，则有5NA电子发生转移，B错误； C．根据分析，Cl2为氧化剂，CN-为还原剂，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为5∶2，C正确； D．该反应中，CN-中C和N元素化合价升高，若将该反应设计成原电池，则CN- 在负极区发生反应，D正确； 故选B。 【变式2·变题型】依据总反应设计成原电池，下列说法正确的是 A．电解质溶液可选用硝酸 B．工作时溶液中向负极移动 C．负极反应为 D．原电池的正极材料可选择碳棒 【答案】D 【分析】依据总反应Fe+2H+═Fe2++H2↑设计成原电池，Fe元素化合价升高，失电子作负极，溶液中的氢离子向正极移动并在正极上得电子生成氢气，据此分析解题。 【解析】A．硝酸与铁反应生成NO或NO2，不能生成氢气，电解质溶液不可选用硝酸，故A错误； B．原电池中阳离子向正极移动，即溶液中H+向正极移动，故B错误； C．负极是Fe失去电子生成亚铁离子，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C错误； D．原电池的正极材料起导电作用，可选择碳棒，故D正确； 故选：D。 【变式3·变考法】下列可设计成原电池的化学反应是（    ） A．H2O(l)+CaO(s)=Ca(OH)2(s) B．Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O C．2KClO32KCl+3O2↑ D．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) 【答案】D 【分析】可设计成原电池的化学反应是能自发进行的氧化还原反应，且为放热反应。 【解析】A．反应H2O(l)+CaO(s)=Ca(OH)2(s)为非氧化还原反应，不能设计成原电池，A不合题意； B．Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O为非氧化还原反应，不能设计成原电池，B不合题意； C．2KClO32KCl+3O2↑虽然是氧化还原反应，但属于吸热反应，不能设计成原电池，C不合题意； D．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)为氧化还原反应，且为放热反应，能设计成原电池，D符合题意； 故选D。 考向3 原电池原理的应用 例2（2026·天津滨海新区·二模）下列说法正确的是 A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应可以制备乙二酸 B．探究铁与水蒸气反应，点燃肥皂泡检验氢气 C．用(杯酚)识别和，操作①②为分液，操作③为蒸馏 D．若将溶液替换成溶液，电流表不再发生偏转 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．酸性高锰酸钾氧化性很强，乙二醇与足量酸性高锰酸钾反应时，碳链会断裂，最终氧化生成二氧化碳，无法得到乙二酸，A错误； B．该装置是铁与水蒸气反应的经典实验：加热时湿棉花提供水蒸气，还原铁粉与水蒸气反应生成氢气，生成的气体通入肥皂液，产生的氢气肥皂泡可以被点燃检验氢气，操作和结论均正确，B正确； C．操作①得到的是不溶于甲苯的固体超分子和溶液，分离固体和液体的操作①②是过滤，分液用于分离互不相溶的液体，C错误； D．将替换为后，仍可以失电子发生氧化反应，右侧仍可以得电子发生还原反应，依然可以构成原电池，电流表仍会偏转，D错误； 故选B。 解题妙招 原电池原理的应用 1.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属或能导电的非金属。 2.加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。例如在锌与稀硫酸制H2的溶液中，滴加少量硫酸铜溶液，发生置换反应Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu，构成Zn－Cu－稀H2SO4原电池，加快反应速率。 3.用于金属的防护：金属制品作原电池的正极而得到保护。 【变式1·变载体】（2026·天津滨海新区·二模）下列实验装置不能达到实验目的的是 A．蒸干溶液制取硝酸铝固体 B．测定ZnO与足量稀硫酸反应的反应热 C．探究与反应的热效应 D．探究原电池原理 【答案】A 【解析】A．易水解，水解生成的硝酸挥发，所以直接加热蒸干溶液得到Al2O3，故A错误； B．在量热计中测定ZnO与足量稀硫酸反应的反应热，故B正确； C．若锥形瓶内气体压强增大，说明锥形瓶内温度升高，证明与反应放热，故C正确； D．电流计指针发生偏转，说明该装置构成原电池，故D正确； 选A。 【变式2·变题型】（2026·天津滨海新区·一模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。 下列说法正确的是（  ） A．a电极为阳极，c电极为负极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH增大 D．每吸收，理论上可以得到 【答案】B 【分析】由图可知，左侧为原电池，锌电极a为负极，电极反应式为：，惰性电极b为正极，电极反应式为：；右侧为电解池，惰性电极c与电源正极相连，为阳极，电极反应式为：，氢离子经过质子交换膜移向惰性电极d，惰性电极d与电源负极相连，为阴极，电极反应式为：，由此答题； 【解析】A．由分析知，a电极为负极，c电极为阳极，A 错误； B．由分析知，b电极的电极反应式为：，B 正确； C．电极c电极反应式为，即每转移电子，生成，同时有通过质子交换膜进入d极区，但c极区溶液中的水被消耗，溶液中浓度增大，因此减小，C 错误； D．根据电子守恒，吸收转移电子，而生成需要电子，故每吸收，理论上可以得到，D 错误； 故答案选B。 【变式3·变考法】（25-26高三上·天津西青·期末）暖贴主要由铁粉、活性炭、无机盐、水、硅石、吸水性树脂等组成，如图所示，具有携带方便、发热快、持续时间久等优点。下列有关说法错误的是 A．暖贴发热原理为铁的吸氧腐蚀 B．暖贴使用后产生的红色固体成分为 C．负极反应式为： D．活性炭作为原电池正极材料 【答案】B 【解析】A．暖贴发热原理为铁粉、活性炭与电解质溶液构成原电池，铁发生吸氧腐蚀，A不符合题意； B．暖贴使用后，被氧化为，红色固体成分为，B符合题意； C．负极发生氧化反应，失去电子生成，电极反应式为，C不符合题意； D．活性炭为原电池正极材料，电极反应式为，D不符合题意； 故选B。 考点二 常见化学电源 知●识●解●构 知识点1 常见化学电源类型 类型 装置 工作原理 一次 电池 碱性锌锰电池 负极反应：　Zn－2e－＋2OH－Zn（OH）2　。 正极反应：MnO2＋e－＋H2OMnO（OH）＋OH－。 电池反应：Zn＋2MnO2＋2H2O2MnO（OH）＋Zn（OH）2 银锌（纽扣）电池 负极反应：　Zn－2e－＋2OH－ZnO＋H2O　。 正极反应：Ag2O＋2e－＋H2O2Ag＋2OH－。 电池反应：Zn＋Ag2OZnO＋2Ag 二次 电池 铅酸蓄电池 放电时： 负极反应为Pb－2e－＋SPbSO4； 正极反应为PbO2＋2e－＋S＋4H＋PbSO4＋2H2O； 电池反应为　Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O　 知识点2 燃料电池 类型 装置 工作原理 氢氧 燃料 电池 负极反应：　H2－2e－2H＋　。 正极反应：O2＋4e－＋4H＋2H2O。 电池反应：2H2＋O22H2O 负极反应：　H2－2e－＋2OH－2H2O　。 正极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－。 电池反应：2H2＋O22H2O 氢氧 燃料 电池 负极反应：　H2－2e－＋O2－H2O　。 正极反应：O2＋4e－2O2－。 电池反应：2H2＋O22H2O 甲烷燃料电池 负极反应：　CH4－8e－＋10OH－C＋7H2O　。 正极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－。 电池反应：CH4＋2OH－＋2O2C＋3H2O 得分速记 (1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 (2)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。 (3)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。 (1)熔融的金属氧化物作介质传导O2－ 负极：H2－2e－＋O2－===H2O； 正极：O2＋4e－===2O2－。 (2)碳酸盐作介质 负极：H2－2e－＋CO===H2O＋CO2； 正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO。 (3)复杂电极反应式的书写 总体思路：＝－ 遵循原理，信息优先，用守恒直接书写。 考●向●破●译 考向1 原电池电极反应式的书写 例1（2026·天津滨海新区·二模）由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液A为溶液；溶液B为溶液)。下列说法正确的是 A．电池放电过程中为正极，电极反应式为 B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液 D．标准状况下，装置每产生11.2 L的，溶液A中有进入溶液B中 【答案】C 【分析】左侧为浓差电池，由溶液A的浓度小于溶液B可知，Ag(2)为正极，Ag+发生得电子还原反应生成Ag，Ag(1)为负极，Ag发生失电子氧化反应生成Ag+；右侧为电解池，与正极相连的电极a为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，中间池中硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，电极b为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，中间池中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区；据此解答。 【解析】A．据分析，Ag(2)为正极，电极反应式为Ag++e-=Ag，A错误； B．据分析，a附近阳离子增加，b附近阴离子增加，因此硫酸根离子进入a、钠离子进入b，故c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，B错误； C．a电极区，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，硫酸根离子通过离子交换膜c进入，硫酸浓度增大，所以在a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液，C正确； D．由分析知，在浓差电池中，从溶液B进入溶液A，D错误； 故选C。 解题妙招 原电池电极反应式的书写模型 1.“公式法”书写原电池电极反应式 2.“加减法”书写原电池电极反应式 【变式1·变载体】（25-26高三上·天津河东·期末）铝离子电池分别以铝和石墨为电极，用和有机阳离子构成的离子液体做离子导体，确保铝离子的传输。其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时负极电极反应式： B．离子液体是由离子组成的，导电性更好，是一种新型的电解质 C．放电时有机阳离子向石墨电极方向移动 D．充电时石墨电极与电源负极相连 【答案】D 【分析】铝离子电池放电时，负极一端的失去电子，发生反应：，变成，电子从负极向正极（石墨端）移动，正极一端的离开石墨层。 【解析】A．根据分析可知，放电时负极电极反应式为，A正确； B．离子液体完全由阴离子和阳离子构成，有良好的导电性，用作化学研究的电解质，并被开发为原电池的电解质，B正确； C．放电时，石墨电极为正极，故有机阳离子向正极（石墨电极）方向移动，C正确； D．充电过程是放电过程的逆过程，为了使回到石墨层，石墨电极与电源正极相连（放电时石墨为正极，充电时正极变为阳极，阳极需与电源正极相连），D错误； 故答案选D。 【变式2】（25-26高三上·天津·期末）一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中含酚废水中的有机物可用表示。 下列说法不正确的是 A．右室电极为该电池的正极 B．右室电极附近溶液的增大 C．左侧离子交换膜为阴离子交换膜 D．左室电极反应式可表示为 【答案】D 【分析】该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，电极反应式为，左边装置电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为，据此分析解答。 【解析】A．由分析可知，右室电极为该电池的正极，A正确； B．右室中正极上的电极反应式为：，电解后溶液中增大，溶液的pH增大，故右室电极附近溶液的pH增大，B正确； C．电池放电时，电解质溶液中的阳离子向正极右室移动，向负极左室移动，故左侧负极附近的离子交换膜为阴离子交换膜，C正确； D．左室装置为负极，负极上有机物失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，D错误； 故选D。 【变式3】（25-26高三上·天津西青·阶段检测）关于如图所示的装置，下列说法正确的是 A．该装置可将电能转化为化学能 B．锌片上发生的反应为 C．电子移动的方向：电解质溶液 D．溶液中的向锌电极移动 【答案】B 【分析】该原电池负极材料为锌，正极材料为铜，电解质溶液为硫酸铜。负极：锌的金属活动性比铜强，更容易失去电子，发生氧化反应，锌片逐渐溶解，释放出电子；正极：铜片作为导体，不参与反应，溶液中的铜离子在正极上得到电子，发生还原反应，，铜单质在铜片上析出，铜片质量增加。电子从负极经外电路流向正极，电流方向与电子流动方向相反，从正极流向负极；为了维持溶液的电中性，离子会在电解质溶液中定向移动：阳离子向正极移动，在正极得到电子，阴离子向负极移动，平衡负极产生的正电荷。由此解题。 【解析】A．该装置为原电池，原电池可将化学能转化为电能，A错误； B．锌的金属性比铜强，作为负极，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，其电极反应式为，B正确； C．电子只在外电路中移动，不会进入电解质溶液。电解质溶液中是离子在移动，C错误； D．在原电池中，阳离子会向正极移动，阴离子向负极移动，氢离子向铜电极移动，D错误； 故答案选B。 考向2 燃料电池 例2（25-26高三上·天津·期末）某科研机构将汽车尾气中的NO和CO设计成如图所示的燃料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列说法正确的是 A．石墨I为负极 B．电池工作时，向石墨Ⅱ电极方向移动 C．电子从石墨Ⅱ经固体氧化物电解质流入石墨Ⅰ D．石墨Ⅱ电极反应式： 【答案】B 【分析】由电极上物质的变化可知，左边电极氮元素化合价降低，发生还原反应，为正极；右边电极碳元素化合价升高，发生氧化反应，为负极。 【解析】A．石墨Ⅰ上氮元素化合价降低，发生还原反应，为正极，A错误； B．为阴离子，阴离子由正极石墨I移向负极石墨Ⅱ，B正确； C．电子在外电路流动，不进入内电路，C错误； D．石墨Ⅱ上发生氧化反应，电极反应式为，D错误； 故选B。 解题妙招 燃料电池的解题模板 书写燃料电池电极反应式的三大步骤 ①先写出燃料电池总反应式 一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。但由于燃烧产物还可能与电解质溶液反应，燃烧产物与电解质溶液反应的方程式与其相加得总反应方程式。 ②再写出燃料电池正极的电极反应式 由于燃料电池正极一般都是O2得到电子发生还原反应，基础反应式为O2＋4e－===2O2－。 A．电解质为固体时，O2－可自由通过，正极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－。 B．电解质为熔融的碳酸盐时，正极的电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO。 C．当电解质为中性或碱性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 D．当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 ③最后写出燃料电池负极的电极反应式 燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。在利用此法时一要注意消去反应中的O2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。 【变式1·变载体】（24-25高三上·天津滨海新区·阶段检测）下列实验方案中，实验设计能达成实验目的的是       A．收集二氧化硫 B．用钠冶炼钛    C．实现化学能到电能的转化 D．制取氨气 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．二氧化硫易溶于水，不能使用排水法收集，A错误； B．钠在空气中容易反应，故不能再空气中加热，应该隔绝空气，B错误； C．氢气和氧气构成了氢氧燃料电池，实现了化学能到电能的转化，C正确； D．氨气有毒，不能使用长颈漏斗制取，应该使用分液漏斗，D错误； 答案选C。 【变式2·变题型】（25-26高三上·天津静海·阶段检测）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是 A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C．加入混凝剂聚合氯化铝，可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒 D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 【答案】D 【解析】A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点，符合新能源的开发要求，A正确；   B．氢氧燃料电池的能量转化率高于燃料直接燃烧，且反应产物仅为水，无污染物排放，具有能量转化率高、清洁等优点，B正确；   C．聚合氯化铝在水中可水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒沉降，起到净水作用，C正确；   D．太阳能电池是利用半导体材料的光电效应将光能转化为电能的装置，不是将化学能转化为电能，D错误；   故选D。 【变式3·变考法】某氢氧燃料电池工作示意图如图。下列说法中，正确的是 A．电极a为电池的正极 B．电极b表面反应为： C．电池工作过程中向b电极迁移 D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率 【答案】D 【分析】由图可知，电极a为负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，电极b为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析； 【解析】A．由分析可知，电极a为电池的负极，A错误； B．已知电解质溶液为KOH溶液，故电极b表面反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误； C．原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，结合分析电极a为负极，电极b为正极，故电池工作过程中OH-向a电极迁移，C错误； D．氢氧燃料电池将化学能直接转化为电能，能量的转化率高于火力发电，提高了能源利用率，D正确； 故选D。 真题溯源·考向感知 1．（2022·天津·高考真题）近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是 A．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖 B．中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合物 C．我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为电能 D．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 【答案】A 【解析】A．淀粉是一种多糖，故A错误； B．石油主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，天然气主要含甲烷，还有少量的其他烷烃气体，因此天然气是混合物，故B正确； C．锂离子电池放电属于原电池，是将化学能转化为电能，故C正确； D．硅树脂是高聚物，属于高分子材料，故D正确。 综上所述，答案为A。 2．（2023·天津·高考真题）研究人员进行了一组实验： 实验一：如图，研究人员将氢氧化钠溶液加入反应容器，随后加入锌粉，随后加热。一段时间后反应完全，停止加热，锌粉仍有剩余，向反应所得溶液中加入一块铜片，并接触剩余的锌，铜片表面出现银白色金属，并伴随少量气体产生。 实验二：研究人员将实验一得到的带有银白色金属的铜片加热，直到铜片表面变黄，立刻停止加热，置入水中冷却。 已知： (1)如图，实验一使用的仪器为_______，为了防止加热过程中液体沸腾溅出，采取的办法是_______。 (2)中含有的化学键包括_______。 a．离子键      b．极性共价键       c．非极性共价键      d．配位键 (3)写出氢氧化钠与锌反应的离子方程式：_______。 (4)写出实验一中构成的原电池正负极反应：负极：_______；正极：_______。 (5)研究人员在铜片表面变黄后立刻停止加热，放入水中，这样做的目的是_______。 (6)黄铜和黄金外表相似，但化学性质仍然有所区别。若使用硝酸对二者进行鉴别，则现象与结论为_______。 (7)若将铜片插入实验一过滤后的上清液中，可否仍然出现上述现象？请解释：_______。 【答案】(1) 蒸发皿、铁架台、酒精灯、玻璃棒 用玻璃棒搅拌 (2)abd (3) (4) Zn-2e-+4OH-= 、2H2O+2e-=H2+2OH- (5)防止锌被氧化 (6)将黄铜和黄金分别与稀硝酸反应，产生气泡的是黄铜 (7)实验一过滤后的上清液中没有金属锌，加入铜片后不能形成原电池，不能出现上述现象 【解析】（1）由图可知，实验一使用的仪器为蒸发皿、铁架台、酒精灯、玻璃棒，为了防止加热过程中液体沸腾溅出，采取的办法是：用玻璃棒搅拌。 （2）是离子化合物，Na+和之间形成离子键，内部存在配位键，O-H属于极性共价键，故选abd。 （3）已知Zn和NaOH溶液反应的化学方程式为：，离子方程式为：。 （4）锌比铜活泼，实验一中构成的原电池的负极为Zn，Zn失去电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Zn-2e-+4OH-=，正极为Cu，正极由产生的锌离子得到电子转变为锌而产生银白色的金属、同时H2O得到电子生成少量H2，电极方程式为：、2H2O+2e-=H2+2OH-。 （5）+2价锌得电子产生锌析出在铜表面，铜锌接触只有薄薄的一层，加热就是黄铜，所以铜表明变黄，用冷水降温的目的是：防止锌被氧化。 （6）铜与稀硫酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，将黄铜和黄金分别与稀硝酸反应，产生气泡的是黄铜。 （7）实验一过滤后的上清液中没有金属锌，加入铜片后不能形成原电池，不能出现上述现象。 3. （2024·天津·高考真题）下列有关物质用途的说法错误的是 A. 液氮可用于制冷 B. 油脂可用于生产甘油 C. 二氧化硫可用于漂白 D. 铜块镶嵌在轮船外壳可用于避免船体被腐蚀 【答案】D 【解析】A．液氮易液化，汽化时吸热，常用于制冷，A正确； B．油脂水解可生成甘油，B正确； C．二氧化硫能与有色物质反应生成不稳定的无色物质，具有漂白性，C正确； D．铜的金属活动性比铁弱，与铁形成原电池时铁作负极被腐蚀，反而加速船体腐蚀，D错误； 故选D。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $