4.1.2 化学电源. 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步课件（人教版）

该高中化学课件聚焦化学电源核心知识点，通过生活中常见电池实例导入，从原电池基本原理延伸到锌锰干电池、燃料电池等多种类型电池的电极反应、离子移动及总反应，构建从基础到应用的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于结合新情境题目（如微生物燃料电池、钠-二氧化碳电池），通过证据推理分析电极反应体现科学思维，联系环保、新能源等实际应用落实科学态度与责任。例如第8题利用微生物电池处理污染物，培养探究能力。学生能提升知识迁移能力，教师可借助多样化题目丰富教学，有效落实核心素养。

课后达标 素养提升 1 1．(2026·西宁高二月考)化学电源在生活中应用广泛。下列说法错误的是(　　) 基础检测 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 课后达标 素养提升 A.图Ⅰ和图Ⅱ中的负极反应式相同 B．图Ⅰ和图Ⅱ比较，酸性锌锰干电池易发生自放电而导致存放时间较短 C．图Ⅲ：铅酸蓄电池使用过程中，两电极的质量均增加 D．图Ⅳ：溶液中OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动 √ 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 课后达标 素养提升 解析：图Ⅰ酸性锌锰干电池的负极反应式为Zn－2e－===Zn2+，图Ⅱ碱性锌锰干电池的负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，二者不同，故A错误； 酸性锌锰干电池中酸性介质对金属Zn有腐蚀作用，存放时间较短，故B正确； 图Ⅲ铅酸蓄电池使用过程中，Pb为负极，PbO2为正极，二者最终均转化为PbSO4，两电极的质量均增加，故C正确； 图Ⅳ溶液中OH－(阴离子)向负极移动，K＋、H＋(阳离子)向正极移动，故D正确。 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 课后达标 素养提升 2．用如下图所示的装置进行实验，电流表指针发生偏转。下列说法错误的是(　　)   A．该装置的总反应为H2＋Cl2===2HCl B．K＋从a极经阳离子交换膜移向b极 C．该装置将化学能转化为电能 D．工作一段时间后，a极附近溶液碱性减弱 A 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：电解质溶液为碱性溶液，最终生成氯化钾，该装置的总反应为H2＋Cl2＋2OH－===2Cl－＋2H2O，A错误； a极为原电池的负极，b极为原电池的正极，故K＋从a极经阳离子交换膜移向b极，B正确； 该装置为原电池装置，将化学能转化为电能，C正确； a极发生反应H2－2e－＋2OH－===2H2O，所以工作一段时间后a极附近溶液碱性减弱，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 3．Mg­-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为2AgCl＋Mg===Mg2+＋2Ag＋2Cl－。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．电流由镁电极经外电路流向正极 D．可用于海上应急照明供电 D 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：由电池反应的离子方程式可知，Mg是还原剂，AgCl是氧化剂，故Mg为负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2+，故A、B项错误； Mg为负极，AgCl为正极，电流由正极经外电路流向负极，故C项错误； 该电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池工作时将化学能转化为电能，电能的产生可用于海上应急照明供电，故D项正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4．(2026·衡阳高二检测)某非水相可充电电池的工作原理如下图所示。下列说法错误的是(　　) B 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：放电时，Mg为负极，C为正极，充电时，电源的正极接原电池的正极，电源的负极接原电池的负极，即充电时，a接直流电源的负极，A正确； 由题图可知，离子交换膜允许Mg2+通过，故该离子交换膜为阳离子交换膜，B错误； 放电过程中负极区每生成1 mol Mg2+，就会有1 mol Mg2+通过阳离子交换膜移向正极区，正极区Mg2+浓度逐渐增大，负极区Mg2+浓度保持不变，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 5．(2026·天津河西区高二期末)甲醇固体氧化物燃料电池工作原理示意图如下。下列有关说法正确的是(　　)   A．M极上氧气得到电子转化为O2- B．O2-从燃料电池的负极向正极迁移 C．该燃料电池将电能转化为化学能 A 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：由题图可知，O2-向N极移动，N极为负极，电极反应为CH3OH－6e－＋3O2-===CO2↑＋2H2O，M极为正极，电极反应为O2＋4e－===2O2-，故A正确，D错误； O2-从燃料电池的正极向负极迁移，故B错误； 该燃料电池是原电池，将化学能转化为电能，故C错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 B 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 右侧通入空气的Pt电极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。电池工作时，OH－由正极区(右)向负极区(左)移动，A错误； 原电池中正极的电极电势高于负极的电极电势，即右侧Pt电极电势高于左侧Pt电极电势，C错误； 根据正极反应式可知，当外电路中有2 mol电子通过时，消耗0.5 mol O2，在标准状况下的体积为11.2 L，结合氧气在空气中所占比例可知，消耗空气的体积约为56 L，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 B 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：放电时，Fe失电子被氧化生成Fe(OH)2，为负极，电极反应式为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；正极上NiO2得到电子被还原生成Ni(OH)2，电极反应式为NiO2＋2H2O＋2e－===Ni(OH)2＋2OH－；充电时，阳极、阴极与正极、负极反应正好相反。放电时，Fe是负极，NiO2是正极，故A正确； 放电时生成Fe(OH)2、Ni(OH)2，这两种物质均能溶于酸，不能溶于碱，所以电解质溶液应该呈碱性，故B错误； 充电时，Fe电极为阴极，电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，故C正确； 放电时为原电池，电解质溶液中阴离子向负极方向移动，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 素养提升 C 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 在原电池中，阳离子移向正极，即H＋移向a极，B正确； (CH2O)n→CO2，C元素的化合价由0价变为＋4价，每1 mol(CH2O)n参与反应时，转移4n mol电子，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 9．(2026·开封高二期末)清华大学曲良体教授团队在Zn-Se电池(如下图所示)快速充电领域取得新进展。该电池工作一段时间后，正极富集难溶的Cu2Se。电池工作时，下列说法错误的是(　　) D 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：由题图可知，该电池工作时，负极反应为Zn－2e－===Zn2+，正极反应为Se＋2Cu2+＋4e－===Cu2Se，电池总反应为Se＋2Cu2+＋2Zn===Cu2Se＋2Zn2+，A、C项正确； 由正极电极反应可知，正极富集1 mol Cu2Se时，外电路中转移4 mol电子，D项错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 10．钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低。某钠离子电池结构如下图所示，已知电池总反应：Na1－xMnO2＋NaxCn===NaMnO2＋nC。下列说法错误的是(　　) A．充电时，阳极的电极反应式为NaMnO2－xe－===Na1－xMnO2＋xNa＋ B．放电时，负极的电极反应式为NaxCn－xe－===xNa＋＋nC C．充电时，外电路中每转移0.2 mol e－，理论上石墨烯上增重4.6 g D．相同质量的负极材料，钠离子电池比锂离子电池可以提供更多电量 D 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：由题图可知，放电时，石墨烯电极为负极，NaxCn在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和C，电极反应式为NaxCn－xe－===xNa＋＋nC，Na1－xMnO2在正极得到电子发生还原反应生成NaMnO2，电极反应式为Na1－xMnO2＋xNa＋＋xe－===NaMnO2。充电时，石墨烯电极与直流电源负极相连，作电解池的阴极，NaMnO2在阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为NaMnO2－xe－===Na1－xMnO2＋xNa＋，A、B正确； 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 充电时，阴极的电极反应式为xNa＋＋nC＋xe－===NaxCn，外电路中每转移0.2 mol e－，理论上石墨烯上增加0.2 mol Na＋的质量，即增重4.6 g，C正确； 锂的摩尔质量更小，相同质量的负极材料，锂的物质的量更大，锂离子电池比钠离子电池可以提供更多电量，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 11．(2026·沧州高二阶段练习)化学电池在日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)研究HCOOH燃料电池性能的装置如下图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。 ①负极的电极反应式为___________________________________；放电过程中需补充的物质A为________(填化学式)。 H2SO4 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 ②上图所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，该反应的离子方程式为______________________________________。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (2)利用电池原理治理各种污染是科研工作人员致力研究的重要课题之一。硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，我国在太阳能光电催化­化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如下图所示。 ①a极为________，b极的电极反应式为____________________________。 ②H2S气体去除的原理为__________________________________________ _____________________________________________________________(结合离子方程式解释)。 负极 2H＋＋2e－===H2↑ Fe2+在电极上发生反应Fe2+－e－===Fe3+， 生成的Fe3+氧化硫化氢生成硫单质：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋S↓＋2H＋ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：①根据题图可知，a极为负极，电极反应式为Fe2+－e－===Fe3+；b极为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 12．(1)二甲醚[CH3OCH3(g)]燃料电池的工作原理示意图如下。 新情境新考法 ①该电池工作时，c口通入的物质是__________。 ②该电池负极的电极反应式为____________________________________。 ③工作一段时间，当外电路有6 mol电子通过时，理论上负极区质量________(填“增加”或“减少”)________g(忽略气体的溶解)。 O2(或空气) CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋ 减少 27 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：①由氢离子移动方向可知，右侧电极为正极，左侧电极为负极；二甲醚[CH3OCH3(g)]酸性燃料电池中通入二甲醚的一极为负极，通入氧气的一极为正极，故该电池工作时，c口通入的物质是氧气(或空气)。②该燃料电池电解质溶液为酸性，故该电池负极的电极反应式为CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋。③当外电路有6 mol电子通过时，理论上负极区消耗0.5 mol二甲醚的同时生成1 mol CO2，6 mol H＋通过质子交换膜由负极区移向正极区，因此质量变化为0.5 mol×46 g·mol-1－1 mol×44 g·mol-1－6 mol×1 g·mol-1＝－27 g，故质量减少27 g。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (2)下图是一种基于Na超离子导体固体电解质的钠-二氧化碳电池，该电池以饱和氯化钠溶液作为水系电解液，以氮掺杂单壁碳纳米角(N­SWCNH)为催化剂，其主要放电产物为NaHCO3和C。 ①A极为该电池的________(填“正”或“负”)极。 ②钠离子移向______(填“非水系”或“水系”)。 ③B极的电极反应式为_______________________________________。 负 水系 5CO2＋4Na＋＋2H2O＋4e－===4NaHCO3＋C 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：由题图可知，B极上CO2被还原为C，B极为正极，故A极为负极，电极反应为Na－e－===Na＋，放电产物为NaHCO3和C，故B极的电极反应为5CO2＋4Na＋＋2H2O＋4e－===4NaHCO3＋C。原电池内阳离子移向正极，阴离子移向负极，即该电池中钠离子通过Na超离子导体移向正极即水系。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标 素养提升 图Ⅰ酸性锌锰干电池 图Ⅱ碱性锌锰干电池 图Ⅲ铅酸蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 7．以下是爱迪生电池在充电和放电时发生的反应：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。下列有关爱迪生电池的说法不正确的是(　　) A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B．该电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中 C．充电时，Fe电极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ D．放电时，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动 $