第50讲 原电池 常见化学电源【大单元核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●分层对点训练（新高考通用）

该高中化学高考复习讲义聚焦原电池与常见化学电源核心考点，按原电池工作原理（构成条件、工作原理、应用）到化学电源（一次、二次、燃料电池）的逻辑层次构建知识体系。通过考向预测明趋势、真题演练悟考法、核心梳理建框架、对点训练夯基础、考点通关破重难、限时训练练实战的教学流程，帮助学生突破电极反应书写、离子迁移分析等易错点，体现复习的系统性与针对性。 资料以锂基电池等前沿素材为情境，强化科学思维与科学探究能力培养，如设计不同电解质体系下电极反应书写训练，结合2024江苏卷真题归纳解题范式。设置分层练习与限时训练，确保学生夯实基础并提升陌生情境分析能力，为教师把控复习节奏、学生高效提升应考能力提供有力支持。

大单元五化学反应原理 第一单元化学反应与能量 第50讲　原电池　常见化学电源 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 真题演练●悟高考 溯源真题逻辑，感知高考考向 03 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 04 对点训练●夯基础 夯实基础知识，总结易错难点 05 考点通关●破重难 拆解核心考点，归纳解题范式 06 过关限时训练 限定答题时长，模拟考场实战 【考向预测●明考向】 综合近三年高考考频分析，原电池与常见化学电源为电化学模块高频核心考点，选择题多围绕新型化学电源开展考查，非选择题常融合在原理综合大题中，命题以各类新型电池、储能电池为真实情境，重点考查原电池工作原理判断、正负极识别、电极反应式书写、离子迁移方向分析、电子与电流流向、产物判断，常设置离子移动方向颠倒、电极反应电荷不守恒、忽视电解质环境对产物影响等易错陷阱，预测2027年高考预计延续情境化命题风格，会继续选取锂基电池、钠离子电池、液流电池等前沿储能素材，还可能结合能量转化效率、膜类装置分析进行综合设问，兼顾基础概念辨析与陌生电极反应的书写能力考查，既注重对原电池基础模型的理解，又侧重学生提取陌生装置信息、结合电解质环境推导反应的能力，整体难度中等，是电化学板块的重要得分点，同时会强化与氧化还原知识的联动，需要重视不同电解质体系下电极方程式书写的规范性训练。 【真题演练●悟高考】 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 2.(2025·广东卷)某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上(　　) A.负极反应的催化剂是ⅰ B.图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C.电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D.相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 3.(2025·重庆卷)Sb－AgCl二次电池的放电过程示意图如图所示。 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＋Cl－－e－===AgCl C.充电时，消耗4 mol Ag的同时消耗1 mol Sb4O5Cl2 D.充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2＋10H＋＋12e－===4Sb＋2Cl－＋5H2O 考点一　原电池工作原理及应用 【核心梳理●明考点】 1.概念 原电池是把化学能转化为电能的装置。 2.构成条件 【对点训练●夯基础】 在图中的8个装置中，属于原电池的是________。  3.原电池的工作原理 注　离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。 (1)盐桥(含KCl饱和溶液的琼脂)作用 ①连接内电路，形成闭合回路； ②平衡电荷，Cl－移向负极，K＋移向正极； ③减少能量损耗。 (2)三个流向 ①外电路电子的流向:电子由负极出发经导线流向正极(电子不入水)。 ②溶液中离子的流向:阳离子向正极迁移；阴离子向负极迁移(离子不上线)。 ③电流流向:电流由正极出发经导线流向负极再由负极出发经溶液流向正极，形成闭合回路。 【对点训练●夯基础】 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。 (1)电极上:锌片________电子，是________极，电极反应式:________________。  铜片上Cu2＋________电子，铜片是________极，电极反应式:________________。  (2)外电路中:电子由________片流向________片。  (3)总反应方程式:________________。  (4)电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量________(填“增加”“减小”或“不变”，下同)，乙池溶液的总质量________。  4.原电池原理应用 (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)加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。 (3)应用于金属防护。 (4)设计原电池。 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②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。 5.电极反应书写的一般方法 【对点训练●夯基础】 (1)有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验: ①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极。 ②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C。 ③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡。 ④B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。 ⑤B、E相连后，同时浸入稀硫酸中，E极发生还原反应综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为________。  (2)根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式: ①不含盐桥(单液) ②含盐桥(双液) 负极:_______________ 正极:_______________ ①不含盐桥 ②含盐桥 负极:Cu－2e－===Cu2＋ 正极:Fe3＋＋e－===Fe2＋ 【考点通关●破重难】 1.控制合适的条件，可使反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向不同的方向进行，改变电极反应。 (1)反应开始时，乙中石墨电极的名称:________，反应类型:________；甲池中发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_________________________________。  (2)一段时间后，电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作________(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_________________________________。  2.构成原电池的条件有很多，当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强。某化学实验小组用如图所示的装置实验，发现电流表指针发生偏转。 (1)电极A作________极，电极反应式为_________________________________。 (2)电极B作________极，电极反应式为_________________________________。 (3)硝酸根离子移向________(填“A”或“B”)极。  (4)由此得出的结论是，原电池反应发生的条件不仅与电极材料和电解质的性质有关，还与电解质的________有关。  3.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。试分别写出下列各装置中的电极反应式。 (1)负极________________；  正极________________。  (2)负极________________；  正极________________。  (3)负极________________；  正极________________。  (4)负极________________；  正极________________。  考点二　常见的化学电源 【核心梳理●明考点】 1.一次电池(干电池) (1)特点:只能放电，不能充电。 (2)常见的一次电池主要有酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池等。 (3)以碱性锌锰干电池为例分析电池的构造及工作原理 电极反应物 负极反应物:锌粉，正极反应物:MnO2 电解质溶液 KOH溶液 电池总反应 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 电极反应式 负极:Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极:MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ 【对点训练●夯基础】 电子表和电子计算器中所用的是纽扣式的微型银锌电池，示意图如下，分析电池工作原理并完成下表。 电池反应 Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag 电极反应 负极:________________；  正极:_______________ 电子移动方向 从________极流向________极(两空均选填“Ag2O”或“Zn”)  正极区pH变化 ________选填(“减小”“增大”或“不变”)  2.二次电池(可充电电池或蓄电池) 铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应:Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 (1)放电时: 负极反应式:Pb＋S－2e－===PbSO4； 正极反应式:PbO2＋4H＋＋S＋2e－===PbSO4＋2H2O。 放电时，当外电路中有2 mol e－通过时，溶液中消耗H2SO4 2 mol。 (2)充电时: 阴极反应式:PbSO4＋2e－===Pb＋S； 阳极反应式:PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋S。 充电一段时间电解质溶液的pH减小(填“增大”“减小”或“不变”)。 提醒　充电时电极的连接:“负接负”作阴极，“正接正”作阳极。 【对点训练●夯基础】 (1)判断正误。 ①铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。(　　) ②二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应。(　　) ③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。(　　) (2)氢镍电池的总反应式为H2＋NiO(OH)Ni(OH)2。电池放电时，负极反应式为_______________ ________________，正极反应式为________________， 正极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。  3.燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应 2H2＋O2===2H2O 备注 ①电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用； ②酸性电池中，用H＋平衡电荷，不允许出现OH－；碱性电池中，用OH－平衡电荷，不允许出现H＋ 【对点训练●夯基础】 根据甲醇燃料电池工作原理，书写在不同介质中的电极反应式。 ①酸性溶液(或含质子交换膜) 正极:________________，  负极:________________。  ②碱性溶液 正极:________________，  负极:________________。  ③固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动) 正极:________________，  负极:________________。  ④熔融碳酸盐(C) 正极:________________，  负极:________________。  【考点通关●破重难】 1.鱼雷采用Al－Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解质溶液，电池反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH＋3H2O===6Ag＋2K[Al(OH)4]，下列说法错误的是(　　) A.Ag2O为电池的正极 B.电子由Ag2O极经外电路流向Al极 C.Al在电池反应中被氧化 D.溶液中的OH－向Al极迁移 2.(2025·八省联考河南卷)我国科学家设计了一种水系S－MnO2可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.充电时，电极b为阳极 B.充电时，阳极附近溶液的pH增大 C.放电时，负极的电极反应:Cu2S－4e－===S＋2Cu2＋ D.放电时，溶液中Cu2＋向电极b方向迁移 3.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700~900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　) A.电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B.电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O C.当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有22.4 L O2参与反应 D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 【过关限时●练实战】 （30分钟） 基础落实 1.下列装置不属于原电池装置的是(　　) 2.某化学兴趣小组设计的一个简易的原电池装置如图，室温下进行了四组实验。下列说法正确的是(　　) 实验标号 ① ② ③ ④ a电极材料 石墨 石墨 铁单质 铁单质 b溶液(足量) FeCl3溶液 浓硝酸 CuSO4溶液 稀硫酸 A.实验①中正极的电极反应式为Fe3＋＋3e－===Fe B.实验②中电流表的指针会发生偏转，N向a电极移动 C.当实验③中外电路通过0.1 mol电子时，理论上Cu电极的质量增加3.2 g D.实验④放电过程中，a电极质量减少，b溶液的酸性增强 3.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.电池放电时，负极质量减轻 B.电池放电时，c(H＋)减小 C.电池充电时总反应为2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4 D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低 4.(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A.Ag作原电池正极 B.电子由Ag经活性炭流向Pt C.Pt表面发生的电极反应:O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ 5.一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。下列说法正确的是(　　) A.电池工作时，化学能完全转化为电能 B.放电过程中，负极区溶液pH增大 C.负极的电极反应式为N2H4－4e－===N2↑＋4H＋ D.电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等 6.一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A.电极B是该电池的负极 B.电池工作时，C向电极A移动 C.电极B上发生的电极反应为O2－4e－===2 D.H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O 7.一种可用于吸收CO2的电池，其工作时的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电极a上发生的电极反应为H2－2e－===2H＋ B.Ⅰ室出口处溶液的pH大于入口处 C.若将Ⅰ室、Ⅱ室间改为阳离子交换膜，则电池工作时，Ⅰ室可能有CaCO3沉淀生成 D.该装置可以制取CaCl2和NaHCO3 8.(1)普通锌锰电池放电时的主要反应为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，其结构如图所示。 该电池中，负极材料主要是__________，电解质的主要成分是__________，正极发生的主要反应是  ________________。  (2)表面积相同的废锌皮(杂质不与硫酸反应)和纯锌片分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较快的是________________，原因是________________。  若用过量的纯锌片与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是________(填字母)。  A.微热 B.加入适量氧化铜 C.加入少量硫酸铜溶液 能力提升 9.(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) 10.(2023·海南卷)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.b电极为电池正极 B.电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动 C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D.每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量 11.通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应:H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。 (1)电极a上发生的电极反应为_______________________________。  (2)理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为________。  12.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题: (1)高铁电池的负极材料是________，放电时负极的电极反应式为________________。  (2)放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为_________________________________。  放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。  学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元五化学反应原理 第一单元化学反应与能量 第50讲　原电池　常见化学电源 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 真题演练●悟高考 溯源真题逻辑，感知高考考向 03 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 04 对点训练●夯基础 夯实基础知识，总结易错难点 05 考点通关●破重难 拆解核心考点，归纳解题范式 06 过关限时训练 限定答题时长，模拟考场实战 【考向预测●明考向】 综合近三年高考考频分析，原电池与常见化学电源为电化学模块高频核心考点，选择题多围绕新型化学电源开展考查，非选择题常融合在原理综合大题中，命题以各类新型电池、储能电池为真实情境，重点考查原电池工作原理判断、正负极识别、电极反应式书写、离子迁移方向分析、电子与电流流向、产物判断，常设置离子移动方向颠倒、电极反应电荷不守恒、忽视电解质环境对产物影响等易错陷阱，预测2027年高考预计延续情境化命题风格，会继续选取锂基电池、钠离子电池、液流电池等前沿储能素材，还可能结合能量转化效率、膜类装置分析进行综合设问，兼顾基础概念辨析与陌生电极反应的书写能力考查，既注重对原电池基础模型的理解，又侧重学生提取陌生装置信息、结合电解质环境推导反应的能力，整体难度中等，是电化学板块的重要得分点，同时会强化与氧化还原知识的联动，需要重视不同电解质体系下电极方程式书写的规范性训练。 【真题演练●悟高考】 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 【答案】C 【解析】MnO2转化为MnO(OH)，Mn由＋4价降为＋3价，MnO2作氧化剂，发生还原反应，A错误；原电池工作时阴离子向负极移动，B错误；温度较低时，反应速率会降低，C正确；MnO2转化为MnO(OH)，Mn由＋4价降为＋3价，每生成1 mol MnO(OH)，转移电子数为1×6.02×1023，D错误。 2.(2025·广东卷)某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上(　　) A.负极反应的催化剂是ⅰ B.图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C.电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D.相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【答案】C 【解析】由图a知，电极Ⅰ发生的反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故电极Ⅰ作正极，由图c知，电极Ⅱ发生的反应为H2－2e－===2H＋，故电极Ⅱ作负极。结合上述分析知，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误；由O2获得第一个电子的过程最慢知，ⅰ到ⅱ过程的活化能最大，B错误；H2进入负极失电子生成H＋，为保持溶液呈电中性，H＋通过质子交换膜向正极迁移，故负极室的溶液质量保持不变，C正确；根据正、负极的电极反应式及得失电子守恒知，相同时间内电极Ⅱ上催化循环完成次数为电极Ⅰ上的2倍，D错误。 3.(2025·重庆卷)Sb－AgCl二次电池的放电过程示意图如图所示。 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＋Cl－－e－===AgCl C.充电时，消耗4 mol Ag的同时消耗1 mol Sb4O5Cl2 D.充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2＋10H＋＋12e－===4Sb＋2Cl－＋5H2O 【答案】D 【解析】放电时，M极上Sb转化为Sb4O5Cl2，发生氧化反应:4Sb－12e－＋2Cl－＋5H2O===Sb4O5Cl2＋10H＋，为负极，A项错误；放电时，N极上AgCl转化为Ag，发生还原反应，为正极，电极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B项错误；充电时，N极为阳极，阳极反应为Ag－e－＋Cl－===AgCl，消耗4 mol Ag，转移4 mol电子，M极为阴极，电极反应为Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O，转移4 mol电子，消耗 mol Sb4O5Cl2，C项错误，D项正确。 1.高考热点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  2.新考法新角度:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  考点一　原电池工作原理及应用 【核心梳理●明考点】 1.概念 原电池是把化学能转化为电能的装置。 2.构成条件 【对点训练●夯基础】 在图中的8个装置中，属于原电池的是________。  【答案】③⑤⑦ 3.原电池的工作原理 注　离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。 (1)盐桥(含KCl饱和溶液的琼脂)作用 ①连接内电路，形成闭合回路； ②平衡电荷，Cl－移向负极，K＋移向正极； ③减少能量损耗。 (2)三个流向 ①外电路电子的流向:电子由负极出发经导线流向正极(电子不入水)。 ②溶液中离子的流向:阳离子向正极迁移；阴离子向负极迁移(离子不上线)。 ③电流流向:电流由正极出发经导线流向负极再由负极出发经溶液流向正极，形成闭合回路。 【对点训练●夯基础】 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。 (1)电极上:锌片________电子，是________极，电极反应式:________________。  铜片上Cu2＋________电子，铜片是________极，电极反应式:________________。  (2)外电路中:电子由________片流向________片。  (3)总反应方程式:________________。  (4)电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量________(填“增加”“减小”或“不变”，下同)，乙池溶液的总质量________。  【答案】(1)失　负　Zn－2e－===Zn2＋　得　正　Cu2＋＋2e－===Cu　(2)锌　铜　(3)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu　(4)不变　增加 4.原电池原理应用 (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)加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。 (3)应用于金属防护。 (4)设计原电池。 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②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。 5.电极反应书写的一般方法 【对点训练●夯基础】 (1)有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验: ①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极。 ②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C。 ③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡。 ④B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。 ⑤B、E相连后，同时浸入稀硫酸中，E极发生还原反应综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为________。  (2)根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式: ①不含盐桥(单液) ②含盐桥(双液) 负极:_______________ 正极:_______________ 【答案】(1)A>C>D>B>E (2) ①不含盐桥 ②含盐桥 负极:Cu－2e－===Cu2＋ 正极:Fe3＋＋e－===Fe2＋ 【考点通关●破重难】 1.控制合适的条件，可使反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向不同的方向进行，改变电极反应。 (1)反应开始时，乙中石墨电极的名称:________，反应类型:________；甲池中发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_________________________________。  (2)一段时间后，电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作________(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_________________________________。  【答案】(1)负极　氧化反应　还原　Fe3＋＋e－===Fe2＋　(2)正　I2＋2e－===2I－ 2.构成原电池的条件有很多，当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强。某化学实验小组用如图所示的装置实验，发现电流表指针发生偏转。 (1)电极A作________极，电极反应式为_________________________________。 (2)电极B作________极，电极反应式为_________________________________。 (3)硝酸根离子移向________(填“A”或“B”)极。  (4)由此得出的结论是，原电池反应发生的条件不仅与电极材料和电解质的性质有关，还与电解质的________有关。  【答案】(1)负　Ag－e－===Ag＋　(2)正　Ag＋＋e－===Ag　(3)A　(4)浓度 3.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。试分别写出下列各装置中的电极反应式。 (1)负极________________；  正极________________。  (2)负极________________；  正极________________。  (3)负极________________；  正极________________。  (4)负极________________；  正极________________。  【答案】(1)Mg－2e－===Mg2＋　2H＋＋2e－===H2↑　(2)2Al－6e－＋8OH－===2[Al(OH)4]－　6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ (3)Cu－2e－===Cu2＋　2N＋2e－＋4H＋===2NO2↑＋2H2O (4)2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 【解析】(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极；(3)中铜作负极；(4)是铁的吸氧腐蚀，Fe作负极。 考点二　常见的化学电源 【核心梳理●明考点】 1.一次电池(干电池) (1)特点:只能放电，不能充电。 (2)常见的一次电池主要有酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池等。 (3)以碱性锌锰干电池为例分析电池的构造及工作原理 电极反应物 负极反应物:锌粉，正极反应物:MnO2 电解质溶液 KOH溶液 电池总反应 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 电极反应式 负极:Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极:MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ 【对点训练●夯基础】 电子表和电子计算器中所用的是纽扣式的微型银锌电池，示意图如下，分析电池工作原理并完成下表。 电池反应 Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag 电极反应 负极:________________；  正极:_______________ 电子移动方向 从________极流向________极(两空均选填“Ag2O”或“Zn”)  正极区pH变化 ________选填(“减小”“增大”或“不变”)  【答案】Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O　Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－　Zn　Ag2O　增大 2.二次电池(可充电电池或蓄电池) 铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应:Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 (1)放电时: 负极反应式:Pb＋S－2e－===PbSO4； 正极反应式:PbO2＋4H＋＋S＋2e－===PbSO4＋2H2O。 放电时，当外电路中有2 mol e－通过时，溶液中消耗H2SO4 2 mol。 (2)充电时: 阴极反应式:PbSO4＋2e－===Pb＋S； 阳极反应式:PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋S。 充电一段时间电解质溶液的pH减小(填“增大”“减小”或“不变”)。 提醒　充电时电极的连接:“负接负”作阴极，“正接正”作阳极。 【对点训练●夯基础】 (1)判断正误。 ①铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。(　　) ②二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应。(　　) ③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。(　　) (2)氢镍电池的总反应式为H2＋NiO(OH)Ni(OH)2。电池放电时，负极反应式为_______________ ________________，正极反应式为________________， 正极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。  【答案】(1)①√　②√　③× (2)H2－e－＋OH－===H2O　NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－　增大 3.燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应 2H2＋O2===2H2O 备注 ①电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用； ②酸性电池中，用H＋平衡电荷，不允许出现OH－；碱性电池中，用OH－平衡电荷，不允许出现H＋ 【对点训练●夯基础】 根据甲醇燃料电池工作原理，书写在不同介质中的电极反应式。 ①酸性溶液(或含质子交换膜) 正极:________________，  负极:________________。  ②碱性溶液 正极:________________，  负极:________________。  ③固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动) 正极:________________，  负极:________________。  ④熔融碳酸盐(C) 正极:________________，  负极:________________。  【答案】①O2＋4e－＋4H＋===2H2O CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ ②O2＋4e－＋2H2O===4OH－ CH3OH－6e－＋8OH－===C＋6H2O ③O2＋4e－===2O2－ CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O ④O2＋4e－＋2CO2===2C CH3OH－6e－＋3C===4CO2↑＋2H2O 【考点通关●破重难】 1.鱼雷采用Al－Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解质溶液，电池反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH＋3H2O===6Ag＋2K[Al(OH)4]，下列说法错误的是(　　) A.Ag2O为电池的正极 B.电子由Ag2O极经外电路流向Al极 C.Al在电池反应中被氧化 D.溶液中的OH－向Al极迁移 【答案】B 【解析】该原电池中，Al元素化合价由0价升高为＋3价，发生氧化反应，所以Al为负极，Ag2O为正极，A、C正确；放电时，电子从负极沿导线流向正极即电子由Al极通过外电路流向Ag2O极，B错误；放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动，即溶液中的OH－向Al极迁移，D正确。 2.(2025·八省联考河南卷)我国科学家设计了一种水系S－MnO2可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.充电时，电极b为阳极 B.充电时，阳极附近溶液的pH增大 C.放电时，负极的电极反应:Cu2S－4e－===S＋2Cu2＋ D.放电时，溶液中Cu2＋向电极b方向迁移 【答案】C 【解析】由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为Mn2＋，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S和Cu2＋，发生氧化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极a上Mn2＋转化为MnO2，发生氧化反应，电极b上S转化为Cu2S，发生还原反应，此时电极a为阳极，电极b为阴极。A.充电时，电极b为阴极，A错误；B.根据分析，充电时，电极a为阳极，电极a的电极反应为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，阳极附近溶液的pH减小，B错误；C.放电时，电极b为负极，负极的电极反应为Cu2S－4e－===S＋2Cu2＋，C正确；D.放电时，溶液中Cu2＋向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误。 3.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700~900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　) A.电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B.电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O C.当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有22.4 L O2参与反应 D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 【答案】A 【解析】该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，A项正确；电池的总反应为N2H4＋O2===N2↑＋2H2O，B项错误；当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上就有1 mol O2参与反应，但题目没有指明是否处于标准状况，C项错误；在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，D项错误。 ▶我的收获 知识建构 感悟笔记 1.方法规律:　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　  2.盲点误区:　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　  【过关限时●练实战】 （30分钟） 基础落实 1.下列装置不属于原电池装置的是(　　) 【答案】D 【解析】D项装置中含有外接电源，属于电解池，D符合题意。 2.某化学兴趣小组设计的一个简易的原电池装置如图，室温下进行了四组实验。下列说法正确的是(　　) 实验标号 ① ② ③ ④ a电极材料 石墨 石墨 铁单质 铁单质 b溶液(足量) FeCl3溶液 浓硝酸 CuSO4溶液 稀硫酸 A.实验①中正极的电极反应式为Fe3＋＋3e－===Fe B.实验②中电流表的指针会发生偏转，N向a电极移动 C.当实验③中外电路通过0.1 mol电子时，理论上Cu电极的质量增加3.2 g D.实验④放电过程中，a电极质量减少，b溶液的酸性增强 【答案】C 【解析】A.Cu能与FeCl3发生Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，根据原电池工作原理，Cu为负极，石墨为正极，正极上得电子，即电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，故A错误；B.Cu能与浓硝酸发生Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，该反应为氧化还原反应，符合原电池构成条件，电流表的指针会偏转，N向负极移动，即向Cu电极移动，故B错误；C.该反应为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，a电极为负极，Cu电极为正极，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，电路中通过0.1 mol电子，Cu电极上质量增大3.2 g，故C正确；D.发生Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，根据原电池工作原理，Fe为负极，失去电子，a极质量减少，硫酸参与反应生成氢气，溶液的酸性减弱，故D错误。 3.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.电池放电时，负极质量减轻 B.电池放电时，c(H＋)减小 C.电池充电时总反应为2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4 D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低 【答案】A 【解析】放电时，负极Pb失去电子转化为PbSO4，负极质量增加，A项错误；放电过程中消耗H2SO4，溶液中c(H＋)减小，B项正确。 4.(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A.Ag作原电池正极 B.电子由Ag经活性炭流向Pt C.Pt表面发生的电极反应:O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ 【答案】B 【解析】O2在Pt极得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag失去电子发生氧化反应，Ag为负极。A.由分析可知，Ag失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；B.电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；C.溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移电子2 mol，而2 mol Ag失去2 mol 电子生成2 mol Ag＋，故最多去除2 mol Cl－，D错误。 5.一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。下列说法正确的是(　　) A.电池工作时，化学能完全转化为电能 B.放电过程中，负极区溶液pH增大 C.负极的电极反应式为N2H4－4e－===N2↑＋4H＋ D.电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等 【答案】D 【解析】 任何实用电池都不可能将化学能完全转化为电能，A错误；通入N2H4的一极是负极，由图可知，放电时负极反应消耗OH－，pH减小，B错误；负极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O，C错误；总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，反应前后NaOH的物质的量不变，即负极消耗的NaOH与正极生成的NaOH的物质的量相等，D正确。 6.一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A.电极B是该电池的负极 B.电池工作时，C向电极A移动 C.电极B上发生的电极反应为O2－4e－===2 D.H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O 【答案】B 【解析】电极B通入的是O2、CO2，则电极B为正极，电极A为负极，负极反应式为H2＋C－2e－===H2O＋CO2、CO＋C－2e－===2CO2，正极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2C，A、C、D错误；原电池工作时，阴离子(C)向负极(电极A)移动，B正确。 7.一种可用于吸收CO2的电池，其工作时的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电极a上发生的电极反应为H2－2e－===2H＋ B.Ⅰ室出口处溶液的pH大于入口处 C.若将Ⅰ室、Ⅱ室间改为阳离子交换膜，则电池工作时，Ⅰ室可能有CaCO3沉淀生成 D.该装置可以制取CaCl2和NaHCO3 【答案】D 【解析】电极a是负极，电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，A错误；由电极a的电极反应式知，OH－被消耗，故Ⅰ室出口处溶液的pH小于入口处，B错误；若将Ⅰ室、Ⅱ室间改为阳离子交换膜，则C不可能进入Ⅰ室，故电池工作时，Ⅰ室不可能有CaCO3沉淀生成，C错误；电极b是正极，电极反应式为2CO2＋2H2O＋2e－===2HC＋H2↑，Cl－穿过阴离子交换膜进入Ⅰ室，故Ⅰ室中生成CaCl2，Ⅱ室中生成NaHCO3，D正确。 8.(1)普通锌锰电池放电时的主要反应为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，其结构如图所示。 该电池中，负极材料主要是__________，电解质的主要成分是__________，正极发生的主要反应是  ________________。  (2)表面积相同的废锌皮(杂质不与硫酸反应)和纯锌片分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较快的是________________，原因是________________。  若用过量的纯锌片与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是________(填字母)。  A.微热 B.加入适量氧化铜 C.加入少量硫酸铜溶液 【答案】(1)Zn　NH4Cl　MnO2＋N＋e－===MnO(OH)＋NH3 (2)废锌皮　废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，产生氢气速率较快　AC 能力提升 9.(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) 【答案】C 【解析】充电时Zn2＋向阴极移动，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；Zn电极质量减少0.65 g(0.01 mol)时，电路中通过0.02 mol 电子，故MnO2电极有0.02 mol MnO2发生反应，但MnO2转化为MnO(OH)和少量ZnMn2O4，故生成的MnO(OH)的量小于0.020 mol，D错误。 10.(2023·海南卷)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.b电极为电池正极 B.电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动 C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D.每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量 【答案】A 【解析】电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的Na＋向b电极移动，B错误；电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子:Al－3e－===Al3＋，铝离子水解使紧邻a电极区域的海水呈酸性，C错误；每消耗1 kg Al(为 mol)，电池最多向外提供 mol×3＝ mol电子的电量，D错误。 11.通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应:H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。 (1)电极a上发生的电极反应为_______________________________。  (2)理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为________。  【答案】(1)SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋S (2)2 mol 【解析】(1)由图可知，该装置为原电池，电极a为电池的负极，通入的二氧化硫气体在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋S。(2)由反应H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2可知，1 mol H2S参加反应时，负极上有2 mol二氧化硫参与放电，由得失电子守恒可得:2 mol×2＝n(H2)×2，解得n(H2)＝2 mol。 12.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题: (1)高铁电池的负极材料是________，放电时负极的电极反应式为________________。  (2)放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为_________________________________。  放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。  【答案】(1)Zn　3Zn＋6OH－－6e－===3Zn(OH)2 (2)还原　2Fe＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－　正 【解析】放电时，电池的负极上发生氧化反应，负极的电极反应式为3Zn＋6OH－－6e－===3Zn(OH)2，正极上发生还原反应，正极的电极反应式为2Fe＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，则正极附近生成了OH－，溶液的碱性增强。 学科网（北京）股份有限公司 $