专题1 第二单元 第一课时 原电池的工作原理-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理教师用书配套课件（苏教版）

该高中化学课件聚焦原电池工作原理，通过锌铜原电池装置对比实验导入，从概念、构成条件到电子离子移动方向、盐桥作用逐步深入，搭建连贯的学习支架，衔接化学反应与能量变化知识点。 其亮点在于融合科学探究与实践，设计单液与双液原电池对比实验及能量转化效率数据表格，培养学生证据推理能力，通过电极反应式书写步骤归纳与实例分析，强化科学思维。学生能提升探究与模型建构能力，教师可依托丰富案例落实素养导向教学。

第二单元　化学能与电能的转化 第一课时　原电池的工作原理 专题1　化学反应与能量变化 1 课程标准 1.认识化学能转化为电能的实际意义及其重要应用。 2.了解分析原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 目 录 CONTENTS 知识点一　原电池的工作原理 知识点二　原电池原理的应用 知识点三　原电池电极反应式的书写 能力培养　原电池能量转化效率的实验探究 随堂演练 课时作业 3 知识点一　原电池的工作原理 目 录 1. 概念和反应本质 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. 构成条件 （1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活泼 性强的金属与电解质溶液反应）。 （2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 （3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：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。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 3. 原电池的工作原理示意图 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 用锌片、铜片、CuSO4溶液、ZnSO4溶液及装有KCl饱和溶液的盐桥组 成下面甲、乙两套装置，观察到甲、乙两装置中的电流表的指针均发 生了偏转。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 【交流讨论】 1. 装置甲中观察到锌片逐渐溶解，表面有少量红色固体析出，该红色 固体的成分是 　　，装置甲的最大缺点 是 。 ⁠ 提示：铜；装置甲中Zn片与CuSO4溶液直接接触发生反应，造成一部分负 极材料Zn的损耗，故装置甲中产生的电量少 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 装置乙由两个半电池组成，请指出原电池的正、负极，并写出电极 反应式。 提示：Zn电极为负极，电极反应式为Zn－2e－ Zn2＋；Cu电极为正极， 电极反应式为Cu2＋＋2e－ Cu。 3. 装置乙中电子在导线中的移动方向是 　　，盐桥中的K＋、Cl－的移动方 向是 　　。 提示：Zn（负极）→电流表→Cu（正极）　Cl－移向负极，K＋移向正极 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 4. 装置乙中取出盐桥，电流表的指针的变化是 　　，出现这种现象的 原因是 ⁠  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，由此总结盐桥的作 用是 ⁠。 提示：不再发生偏转　取出盐桥后，不能形成闭合回路，不能形成原电 池，故电流表指针停止偏转　①形成闭合回路；②保持溶液中电荷守恒， 使电池反应能持续发生 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 归纳总结 1. 原电池中导电微粒的移动方向 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 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 提醒：（1）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。原电池中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”。 （2）带盐桥的原电池装置中，负极半电池：还原性强的材料作负极，失 去电子被氧化；正极半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得到电 子被还原，其中盐桥不能用导线代替。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 带盐桥原电池中盐桥的组成和作用 （1）盐桥中通常是装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子在盐桥中能移动。 （2）盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电 池不断产生电流。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 1. 某同学为研究原电池原理，设计了如 图所示的两种装置，溶液A、溶液B均为 硫酸盐溶液，闭合开关K1、K2后，装置 ①和装置②中小灯泡均可以发光。下列 有关说法错误的是（　　） A. Zn电极的电势低于Cu电极 B. ②中Cu电极区的电极反应式可能为2H＋＋2e－ H2↑ C. ①中S 向Zn电极迁移，②中盐桥中的K＋向Cu电极迁移 D. 消耗相同质量的金属Zn，装置②产生的电能比装置①更多 √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　在两种原电池装置中，Zn为负极，Cu为正极，Zn电极的电势低 于Cu电极，A正确；Cu电极区中的溶液B为硫酸铜溶液，电极反应中Cu2＋ 得电子，B错误；①中Zn电极为负极，S 向Zn电极迁移；②中Cu电极 为正极，盐桥中的K＋向Cu电极迁移，C正确；装置②中，Zn不与CuSO4溶 液接触，装置①中，Zn与CuSO4溶液接触会消耗部分Zn，因此装置②产生 的电能比装置①更多，D正确。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 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. 若两电极分别为铁棒和碳棒，则铁棒上进行的电极反应为 2H＋＋2e－ H2↑ C. X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D. 若两电极都是金属，则它们的活动性顺序是X＞Y √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　该装置是原电池，外电路中电子从X电极流向Y电极，电流的流 向与此相反，即Y→外电路→X，A项错误；若两电极分别为铁棒和碳棒， 则铁棒是负极，发生氧化反应：Fe－2e－ Fe2＋，B项错误；X是负极， 负极上发生氧化反应，Y是正极，正极上发生还原反应，C项错误；原电池 中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极，该原电 池中X是负极，Y是正极，所以若两极都是金属，则它们的活动性顺序为X ＞Y，D项正确。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 知识点二　原电池原理的应用 目 录 18 1. 加快化学反应的进行 （1）原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中 的粒子运动时相互间的干扰小，使化学反应加快。 （2）应用：实验室中用Zn与稀硫酸反应制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶 液。这样做的目的是使Zn与置换出的Cu、稀硫酸构成原电池，加快反应的 进行。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 比较金属的活动性强弱 （1）原理：一般在原电池中活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金 属作正极。 （2）应用：A、B两种金属用导线连接后插入稀硫酸中，若A极溶解，B极 上有气泡冒出，则金属活动性：A＞B。 3. 利用原电池原理设计原电池 原电池装置的设计思路是“两极一液一连线”。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 【教材挖掘】 　教材中学习了原电池的设计。已知2Fe3＋＋Zn 2Fe2＋＋Zn2＋，如何设 计成原电池装置？ 提示：根据氧化还原反应分析，Zn被氧化，为原电池的负极，则正极可为 惰性电极或不如Zn活泼的金属，电解质溶液一定含Fe3＋。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 1. 利用反应：Cu＋2FeCl3 CuCl2＋2FeCl2，设计成如图所示的原电 池，回答下列问题： ①写出电极反应式。正极： 　　；负极： 　　。 ②图中X溶液的溶质是 　　　 　（填化学式，下 同），Y溶液的溶质是 　　　 　。 ③原电池工作时，盐桥中的 　　　 　（填“阳” 或“阴”）离子向X溶液方向移动。 提示：①2Fe3＋＋2e－ 2Fe2＋　Cu－2e－ Cu2＋ ②FeCl3　CuCl2　③阳 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 控制合适的条件将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电 池。请回答下列问题： ①反应开始时，乙中石墨电极上发生 　　　 　（填“氧化”或“还原”） 反应，电极反应式为 　　。甲中石墨电极上发生 　　　 　（填“氧化”或 “还原”）反应，电极反应式为 　　。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 ②电流计读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入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 　　。 提示：①氧化　2I－－2e－ I2　还原　2Fe3＋＋2e－ 2Fe2＋　②正　I2 ＋2e－ 2I－ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 归纳总结 原电池设计的一般步骤 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 1. 某兴趣小组同学利用氧化还原反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4 2MnSO4＋5Fe2（SO4）3＋K2SO4＋8H2O设计如图原电池，盐桥中装有饱和 K2SO4溶液。下列说法正确的是（　　） A. b电极上发生还原反应 B. 外电路中电子的流向是从a到b C. 电池工作时，盐桥中的S 移向 甲烧杯 D. a电极上发生的反应为Mn ＋8H＋＋5e－ Mn2＋＋4H2O √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　由题干反应的化学方程式知FeSO4失去电子，故b电极上发生氧 化反应，A错误；分析可知，a电极为正极，电子由负极流向正极，即从b 流向a，B错误；原电池中阴离子向负极移动，则盐桥中的S 移向乙烧 杯，C错误。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。 装置 现象 二价金属A不断溶解　 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题： （1）装置甲中负极的电极反应式是 ⁠。 （2）装置乙中正极的电极反应式是 ⁠。 A－2e－ A2＋　 Cu2＋＋2e－ Cu　 （3）装置丙中溶液的pH （填“变大”“变小”或“不变”）。 变大　 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （4）四种金属活泼性由强到弱的顺序是 ⁠。 解析：甲、乙、丙均为原电池装置，依据原电池原理，甲中A不断溶解， 则A为负极、B为正极，活泼性：A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为 负极，活泼性：B＞C；丙中A上有气体（即有H2）产生，则A为正极，活 泼性：D＞A，随着H＋的消耗，溶液的pH变大。 D＞A＞B＞C　 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 知识点三　 原电池电极反应式的书写 目 录 30 实例分析一般步骤（以Zn—石墨—稀硝酸原电池为例） 1. 分析总反应确定正、负极 总反应是Zn与稀硝酸反应，Zn被氧化作负极，石墨作正极，N 被还原。 2. 列出两极反应物、生成物，各自相对应 负极：Zn Zn2＋ 正极：N NO↑ 3. 用得失电子平衡化合价 负极：Zn－2e－ Zn2＋ 正极：N ＋3e－ NO 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 4. 用溶液中的离子平衡电荷（负极已平衡） 负极：Zn－2e－ Zn2＋ 正极：N ＋3e－＋4H＋ NO 5. 根据原子守恒补充物质（负极已平衡） 负极：Zn－2e－ Zn2＋ 正极：N ＋3e－＋4H＋ NO↑＋2H2O 正、负极反应相加，抵消电子，可得电池总反应式。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 1. 基础原电池。 （1）Mg—Al—NaOH溶液 负极反应： ⁠； 正极反应： ⁠； 总反应：2Al＋2OH－＋6H2O 2[Al（OH）4]－＋3H2↑。 2Al－6e－＋8OH－ 2[Al（OH）4]－ 6H2O＋6e－ 3H2↑＋6OH－ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （2）铁—石墨—稀硝酸 负极反应： ⁠； 正极反应： ⁠； 总反应： ⁠。 Fe－3e－ Fe3＋ N ＋4H＋＋3e－ NO↑＋2H2O Fe＋N ＋4H＋ Fe3＋＋NO↑＋2H2O 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 带盐桥的原电池。 某兴趣小组为了提高电池的效率设计了如图所示的原电池。请回答下 列问题： （1）若X是AlCl3溶液，Y是稀硫酸，写出电极名称及 对应的电极反应式： Al片（　负极　） ⁠， Cu片（　正极　） ⁠。 负极 2Al－6e－ 2Al3＋ 正极 6H＋＋6e－ 3H2↑ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析：该原电池中，Al易失电子发生氧化反应而作负极、Cu作正极；负极上Al失电子生成铝离子进入溶液，所以负极的电极反应式为2Al－6e－ 2Al3＋，正极是氢离子得电子产生氢气，电极反应式为6H＋＋6e－ 3H2↑。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （2）若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，写出电极名称及对应的电极反应式： Al片（　正极　） ⁠， Cu片（　负极　） ⁠。 正极 2N ＋2e－＋4H＋ 2NO2↑＋2H2O 负极 Cu－2e－ Cu2＋ 解析：Al和浓硝酸发生钝化现象，Cu和浓硝酸的反应是自发的放热的氧化还原反应，所以能构成原电池，Cu失电子作负极、Al作正极，正极上硝酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为2N ＋2e－＋4H＋ 2NO2↑＋2H2O，负极的电极反应式为Cu－2e－ Cu2＋。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 能力培养　原电池能量转化效率的实验探究 目 录 38 设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq），铜片，铁片，锌 片和导线。 （1）完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。 要求：在同一烧杯中，电极材料与电解质溶液含相同的金属元素。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 提示： 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （2）铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装 原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极有什么现象？ 提示：电极逐渐溶解。 （3）甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 　　，其 原因是 。 ⁠ 提示：甲　乙池的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转 化为热能；甲池的负极不与所接触的电解质溶液发生化学反应，化学能在 转化为电能时损耗较小 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 查阅资料：利用数字化传感器测双液电池的电 流，发现电流虽然稳定，但是电流较低，原因是使用 盐桥：①离子运动的距离长，长度L大，②离子运动 的通道窄，横截面积S小。因此可以通过缩短盐桥的 长度及增大盐桥的横截面积的方法进行改进，又设计 了如图装置： 装置中间是交换膜，常见的交换膜有阳离子交换膜（只允许阳离子通过）、阴离子交换膜（只允许阴离子通过）、质子交换膜（只允许H＋通 过）。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （1）离子交换膜的作用是 　　 。 提示：隔开溶液，允许某些离子通过，起到导电作用，并构成闭合回路 （2）上述装置中的交换膜若是阴离子交换膜，当外电路中通过0.2 mol电 子时，有 　 　mol S 通过交换膜，CuSO4溶液的质量变化是 　　。 提示：0.1　减少16 g 当外电路中通过0.2 mol电子时，CuSO4溶液中有0.1 mol Cu2＋（即6.4 g） 得电子析出，有0.1 mol S （即9.6 g）迁移到左侧，故CuSO4溶液的质 量减少16 g。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 规律方法 1. 单池原电池中由于负极与电解质溶液直接接触，导致部分化学能转化为 热能，故单池原电池中化学能转化为电能的效率低于双池原电池，使用交 换膜使原电池更具有实用性。 2. 原电池中的正、负极不能只依据金属的活动性判断，还要考虑电解质溶 液与电极的反应。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 【迁移应用】 1. 探究化学反应中的能量转化，实验装置（装置中的试剂及用量完全相同）及实验数据如下（注：50 mL注射器用于收集气体并读取气体体积）。 　　　项目 时间/min　　 装置① 装置② 气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 22.0 8.5 30 24.8 50 23.8 10.5 50 26.0 － － 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 下列说法不正确的是（　　 ） A. 装置①中的Cu表面无气泡产生，而装置②中的Cu表面有气泡 B. 装置①和②中发生反应的离子方程式都为Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑ C. 原电池反应能加快化学反应速率，导致装置①中反应的平均速率比装置 ②中的小 D. 由实验数据可知，原电池的化学能全部转化为电能 √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　A项，装置②中的Cu表面有气泡产生，Cu是原电池的正极，而 装置①中的Cu表面无气泡，Zn表面有气泡，正确；B项，装置①为锌与稀 硫酸的反应，离子方程式为Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑；装置②为Zn、Cu与 稀硫酸形成的原电池，总反应式为Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑，正确；C 项，基于表格数据信息的推理可知，收集相同体积的气体，装置②需要的 时间更短，故原电池反应能加快化学反应速率，正确；D项，基于表格数 据信息推理可知，化学能有一部分转化为热能，而不是全部转化为电能， 错误。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 铜锌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，下列有关叙述正确的是（　　） A. 铜电极上发生氧化反应 B. 电池工作一段时间后，甲池的c（S ）减小 C. 电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D. 阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动， 保持溶液中电荷平衡 √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　由铜锌原电池原理可知，锌电极为负极，失去电子，发生氧 化反应，铜电极为正极，得到电子，发生还原反应，A项错误；阳离子 交换膜只允许阳离子和水分子通过，两池中c（S ）不变，B项错 误；电池工作过程中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池铜 电极上发生反应：Cu2＋＋2e－ Cu，乙池溶液中的离子转换为Cu2＋ →Zn2＋，摩尔质量M（Cu2＋）＜M（Zn2＋），乙池溶液的总质量增 加，C项正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电池工作过 程中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液的电荷平衡，阴 离子并不通过交换膜，D项错误。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 随堂演练 目 录 50 1. 下列有关电化学知识的描述正确的是（　　） A. Cu＋H2SO4 CuSO4＋H2↑这个反应可设计成原电池 B. 利用Cu＋2FeCl3 CuCl2＋2FeCl2，可设计如图所示 原电池装置，盐桥内K＋向FeCl3溶液移动 C. 因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后 放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其 负极反应式为Fe－2e－ Fe2＋ D. 由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为Mg－2e－＋2OH－ Mg（OH）2 √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　该反应不是自发进行的氧化还原反应，不能设计成原电池，A错 误；根据电池总反应式Cu＋2FeCl3 CuCl2＋2FeCl2，可知Cu失电子作 负极，正极上Fe3＋得电子生成Fe2＋，原电池工作时，盐桥中的阳离子向正 极移动，故盐桥内K＋向FeCl3溶液移动，B正确；铁遇到浓硝酸会钝化，铜 作负极，负极反应式为Cu－2e－ Cu2＋，C错误；由Al、Mg与氢氧化钠 溶液组成的原电池反应是Al与氢氧化钠溶液之间的反应，其负极反应式为 Al－3e－＋4OH－ [Al（OH）4]－，D错误。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. （人教版习题改编）有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起 来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀。将A、D分别投入等浓度的盐酸 中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。把铜浸入C的 盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 （　　） A. D＞C＞A＞B B. D＞A＞B＞C C. D＞B＞A＞C D. B＞A＞D＞C √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　①原电池中较活泼的金属作负极，负极上金属失电子生成金属 阳离子进入溶液而被腐蚀，较不活泼的金属作正极而不易被腐蚀，所以金 属活动性：A＞B；②金属和酸反应，较活泼的金属与酸反应较剧烈，D比 A反应剧烈，所以金属活动性：D＞A；③金属之间的置换反应中，较活泼 的金属能置换出较不活泼的金属，所以金属活动性：B＞Cu、Cu＞C。所 以活动性顺序是D＞A＞B＞C。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 3. 图甲和图乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法中错误的是（　　） A. 图甲电池反应的离子方程式为Cd（s）＋Co2＋（aq） Co（s）＋Cd2 ＋（aq） B. 反应2Ag（s）＋Cd2＋（aq） Cd（s）＋2Ag＋（aq）能够发生 C. 盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D. 当图乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析：　根据图甲可知，原电池中Cd为负极，Co2＋得到电子，所以甲电 池反应的离子方程式为 Cd（s）＋Co2＋（aq） Co（s）＋Cd2＋ （aq），金属活动性：Cd＞Co，A正确；根据图乙可知，原电池中Co为负 极，Ag＋得到电子，所以乙电池反应的离子方程式为Co（s）＋2Ag＋ （aq） 2Ag（s）＋Co2＋（aq），金属活动性：Co＞Ag，则金属活动 性：Cd＞Co＞Ag，因此反应2Ag（s）＋Cd2＋（aq） Cd（s）＋2Ag＋ （aq）不能发生，B错误；原电池放电时，盐桥中的阴、阳离子定向移动 使原电池内部形成通路，从而形成闭合回路，且盐桥可以使两个烧杯中的 溶液保持电中性，C正确；根据 Co（s）＋2Ag＋（aq） 2Ag（s）＋Co2＋（aq）可知，图乙电池中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出，D正确。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 4. 某大学开发出纸一样薄的可生物降解锌电池，一化学兴趣小组受到启发，设计出如图所示装置用于探究原电池构成条件。回答下列问题： （1）甲同学设计了下列实验探究原电池的构成条件。 实验编号 M极材料 N极材料 滤纸浸泡物质 电流计指针是否偏转 1 铝箔 铜箔 稀硫酸 是 2 铝箔 铜箔 乙醇 否 3 铝箔 铜箔 蔗糖溶液 否 4 铝箔 铜箔 番茄汁（pH≈4） 是 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 ①实验1中电流计指针发生偏转的原因为 （填字母）。 A. 铝与铜的活泼性不同 B. 稀硫酸为电解质 C. 整个装置形成了闭合回路 D. 铜不与稀硫酸反应 AC　 ②实验1中电流计指针发生偏转的原因之一是溶液中有自由移动的 ⁠ （填“分子”“离子”或“电子”）；实验4中，原电池的负极 为 （填“铝箔”或“铜箔”）。 离 子　 铝箔　 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析：①实验1中电流计指针发生偏转说明有电流通过，铝、铜和稀硫酸构成原电池，铝作负极，铜作正极，原因为铝与铜的活泼性不同、整个装置形成了闭合回路，选A、C；②实验1中电流计指针发生偏转的原因之一是溶液中有自由移动的离子，实验4中，番茄汁呈酸性，含大量氢离子，铝的金属活泼性比铜强，则原电池的负极为铝箔。 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （2）乙同学设计了下列实验探究原电池的构成条件。 实验编号 M极材料 N极材料 滤纸浸泡物质 电流计指针是否偏转及偏转方向 5 铝箔 铜箔 稀硫酸 偏向铝箔 6 铝箔 铝箔 稀硫酸 不偏转 7 铜箔 铝箔 未知溶液 偏向铜箔 ①实验5、6中，所用稀硫酸的物质的量浓度相同，N极均观察到有气泡产 生，产生气泡较快的是实验 （填“5”或“6”），原因是 ⁠ ⁠。 5　 实验5形 成了原电池，原电池可以加快反应速率 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 ②实验7中的未知溶液可能为 （填字母）。 a.浓盐酸 b.浓硝酸 c.NaOH溶液 d.稀硫酸 解析：①实验5形成原电池，实验6只是普通的化学反应，原电池装置能加快反应速率，则其他条件相同时，产生气泡较快的是实验5；②实验7中电流计指针偏向铜箔，说明铜作负极，铝作正极，未知溶液可能是浓硝酸，选b。 b　 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （3）丙同学按下列材料设计了一个原电池，该电池工作时，Cl－移 向 （填“M”或“N”）极，该电池的正极表面发生的电极反应 为 ⁠。 M极材料 N极材料 滤纸浸泡物质 铁箔 铜箔 FeCl3稀溶液 解析：该原电池原理是铁和FeCl3稀溶液反应生成FeCl2，M极为负极，N极为正极，原电池中阴离子移向负极，则Cl－移向M极，正极的电极反应式为Fe3＋＋e－ Fe2＋。 M　 Fe3＋＋e－ Fe2＋ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 课时作业 目 录 63 题组一　原电池的工作原理 1. （2026·河北唐县一中开学考）下列有关如图所示装置的叙述正确的是 （该装置工作时）（　　） A. 稀硫酸的电离方程式为H2SO4 2H＋＋2 B. H＋往锌电极迁移，且铜电极上无气泡产生 C. 铜电极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－ D. 一段时间后，电解质溶液的质量较反应前有所增加 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　稀硫酸的电离方程式应为H2SO4 2H＋＋ ，选项中书写 错误，A错误；原电池中阳离子向正极迁移，铜为正极， H＋应向铜电极迁 移，且H＋在铜电极得电子生成H2，铜电极有气泡产生，B错误；电解质为 稀硫酸，铜电极（正极）的电极反应式为 H2↑，C错误； 负极锌溶解：Zn－2e－ Zn2＋，正极生成H2逸出：2H＋＋2e－ H2↑， 每溶解65 g Zn生成2 g H2，溶液质量增加，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 2. 下列关于实验现象的描述错误的是（　　 ） A. 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B. 用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加 C. 把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率 加快 D. 把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　铜片和铁片紧靠并浸入稀硫酸中，铜片上H＋获得由铁片传递过 来的电子：2H＋＋2e－ H2↑，所以可观察到铜片表面出现气泡，A正 确；锌片作负极，铜片作正极，发生反应：Zn＋Cu2＋ Zn2＋＋Cu，生 成的Cu在铜片上析出使其质量增加，B正确；把锌粒放入盛有盐酸的试管 中，加入几滴氯化铜溶液，发生反应：Zn＋Cu2＋ Zn2＋＋Cu，置换出 的Cu与剩余的Zn接触，在盐酸中构成了原电池，加速2H＋＋2e－ H2↑ 反应，可观察到气泡放出的速率加快，C正确；铜片插入FeCl3溶液中，发 生的反应是Cu＋2Fe3＋ Cu2＋＋2Fe2＋，并没有单质铁析出，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 题组二　原电池工作原理的应用 3. （2026·南京五校联盟调研） 由A、B、C、D四种金属按下表中装置进 行实验。 装置 现象 A上有气体产生 B的质量增加 二价金属A不断溶解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 A. 装置甲中正极的电极反应式是：2H＋＋2e－ H2↑ B. 四种金属的活泼性强弱顺序为：C＞B＞A＞D C. 装置乙中B为负极 D. 装置丙中负极电极反应式为A－2e－ A2＋ 根据实验现象判断下列说法错误的是（　　） √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　装置甲中A电极电极反应式为2H＋＋2e－ H2↑，则A极是正 极，B极是负极，说明金属活泼性B＞A。装置乙中，B的质量增加，B极反 应式为Cu2＋＋2e－ Cu，说明B是正极，C是负极，金属活泼性C＞B。 装置丙中二价金属A不断溶解于稀硫酸，说明A作负极，电极反应式为A－ 2e－ A2＋，D为正极，则金属活泼性A＞D；则活泼性强弱顺序为C＞B ＞A＞D，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 4. 某同学根据化学反应：Fe＋Cu2＋ Fe2＋＋Cu，并利用实验室材料制 作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是（　　） 选项 A B C D 正极 石墨棒 石墨棒 铁棒 铜棒 负极 铁棒 铜棒 铜棒 铁棒 电解质溶液 CuCl2溶液 CuCl2溶液 FeSO4溶液 FeSO4溶液 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　根据反应Fe＋Cu2＋ Fe2＋＋Cu，可知该原电池中Fe为负极， 正极选用比铁不活泼的金属或石墨棒，电解液为含Cu2＋的溶液。Fe为负 极，不能为铜棒，B错误；铁和铜作原电池电极，铁更活泼，应为负极，C 错误；电解液为含Cu2＋的溶液，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 题组三　原电池电极反应式的书写 5. 原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有 关。下列说法错误的是（　　） A. 由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极的电极反应式为Fe－2e－ Fe2＋ B. 由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极的电极反应式为Al－3e－ Al3＋ C. 由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极的电极反应式为Al＋4OH－ －3e－ [Al（OH）4]－ D. 由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极的电极反应式为Al－3e－ Al3＋ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析：　铁比铜活泼，铁作负极，负极的电极反应式为Fe－2e－ Fe2 ＋，A正确；铝比铜活泼，铝作负极，负极的电极反应式为Al－3e－ Al3＋，B正确；虽然镁比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作 负极，负极的电极反应式为Al＋4OH－－3e－ [Al（OH）4]－，C正 确；Al遇浓硝酸发生钝化，则铜作负极，负极的电极反应式为Cu－2e－ Cu2＋，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 6. （2026·扬州红桥中学月考）实验发现，298 K时，在氯化铁酸性溶液 中加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实 验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是（　　） A. 左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去 B. 该原电池的正极反应是Zn－2e－ Zn2＋ C. 该电池铂电极上立即有气泡出现 D. 该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋ 2Fe＋3Zn2＋ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析：　由题意可知：加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋，故Pt 电极作原电池正极，电极反应方程式为Fe3＋＋e－ Fe2＋，Zn作负极，电 极反应方程式为Zn－2e－ Zn2＋，A正确，B、C错误；负极Zn失去电子 变为Zn2＋，正极Fe3＋获得电子变为Fe2＋，故该电池总反应为Zn＋2Fe3＋ 2Fe2＋＋Zn2＋，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 7. （2025·连云港东海高级中学）下列关于如图所示原电池的说法正确的 是（　　） A. 当a为Cu，b为含有碳杂质的Al，c为稀硫酸时，b极上观察不 到气泡产生 B. 当a为石墨，b为Fe，c为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流 C. 当a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液时，根据现象可推知Al的活 动性强于Mg的 D. 当a为石墨，b为Cu，c为FeCl3溶液时，a、b之间没有电流通过 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　A项，a为正极，b为负极，铜上有气泡产生，因b为含有碳杂质 的Al，自身构成原电池，碳为正极，铝为负极，b极上可观察到气泡产 生，错误；B项，铁与浓硫酸反应生成致密的氧化物保护膜，发生钝化现 象，不能产生连续的稳定电流，正确；C项，Mg、Al在NaOH溶液中可以 构成原电池，Al作原电池的负极，但是Mg的活泼性强于Al，错误；D项， 当a为石墨，b为Cu，c为FeCl3溶液时，b为负极，a为正极，a、b之间有电 流通过，错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 8. （2026·苏州第十中学段考）为探究AgNO3与KI溶液能否发生氧化还原 反应，设计了如图所示的原电池装置，闭合开关K一段时间后，观察到Y电 极表面有银白色物质析出，左侧烧杯中溶液变蓝。下列说法正确的是（　　） A. 该装置实现了电能向化学能的转化 B. X电极为正极 C. 盐桥中的 移向右侧烧杯 D. 该原电池总反应为2AgNO3＋2KI 2Ag＋ I2＋2KNO3 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　根据题目信息和装置可知，该装置为原电池，闭合开关K一段时 间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出，则Y电极是正极，电极反应式 是Ag＋＋e－ Ag，X电极是负极，电极反应式为2I－－2e－ I2，A、B 错误；原电池中，阴离子移向负极，盐桥中的 移向左侧烧杯，C错 误；结合两极反应式，该原电池总反应为2AgNO3＋2KI 2Ag＋I2＋ 2KNO3，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 9. （2026·苏州桃坞高级中学月考）根据反应KMnO4＋FeSO4＋ H2SO4 MnSO4＋Fe2 ＋K2SO4＋H2O（未配平）设计如下原电 池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的 体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是 （　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 A. 石墨b是原电池的负极，发生氧化反应 B. 甲烧杯中的电极反应式： ＋5e－＋8H＋ Mn2＋＋4H2O C. 电池工作时，盐桥中的阴离子向乙烧杯中移动，阳离子向甲烧杯中移 动，保持溶液中的电荷平衡 D. 忽略溶液体积变化，Fe2 浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转 移的电子为0.1 mol √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 解析： 　乙烧杯中Fe2＋发生氧化反应生成Fe3＋，石墨b为负极，发生氧化 反应，A正确；甲烧杯为正极区， 在酸性条件下得电子被还原为Mn2 ＋，电极反应式正确，B正确；电池工作时，盐桥中的阴离子向负极（乙） 移动，阳离子向正极（甲）移动，C正确；乙烧杯溶液体积0.2 L，Fe2 （SO4）3浓度从1 mol·L－1增至1.5 mol·L－1，生成0.1 mol Fe2（SO4） 3，对应0.2 mol Fe2＋被氧化，转移0.2 mol电子，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 10. （2025·淮安段考）已知：质子交换膜只允许H＋通过。科学家利用氨 硼烷设计成原电池装置如图所示，该电池在 常温下即可工作，总反应为NH3·BH3＋ 3H2O2 NH4BO2＋4H2O。 （1）b室为该原电池的 极区。 解析：由总反应方程式可知，a室为原电池的负极区，电极反应式为NH3·BH3＋2H2O－6e－ N ＋B ＋6H＋，b室为原电池 的正极区，电极反应式为3H2O2＋6H＋＋6e－ 6H2O。（1）b室为原电池的正极区。 正　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （2）放电过程中，H＋通过质子交换膜的移动方向为 ⁠。 解析：由总反应方程式可知，a室为原电池的负极区，电极反应式为NH3·BH3＋2H2O－6e－ N ＋B ＋6H＋，b室为原电池的正极区，电极反应式为3H2O2＋6H＋＋6e－ 6H2O。（2）原电池中阳离子移向正极，电池工作时，氢离子通过质子交换膜向正极移动，即由a室移向b室。 由a室向b室　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （3）当有6 mol电子转移时，理论上消耗的H2O2为 mol。 解析：由总反应方程式可知，a室为原电池的负极区，电极反应式为NH3·BH3＋2H2O－6e－ N ＋B ＋6H＋，b室为原电池的正极区，电极反应式为3H2O2＋6H＋＋6e－ 6H2O。（3）b室电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－ 2H2O，当有6 mol电子转移时，理论上消耗3 mol H2O2。 3　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 11. Ⅰ.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入电解质A的稀溶液中组成 原电池，如图1所示： （1）若A为HCl，则Al片作 极。 负　 解析：Cu不能和盐酸反应，Cu—Al—盐酸构成原电池时，Al失去电子，作负极。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （2）若A为NaOH，则Al片作 极，该电极的电极反应式为 ⁠ ⁠。 负　 Al＋ 4OH－－3e－ [Al（OH）4]－ 解析： Al—Cu—NaOH溶液构成原电池时，Al作负极，电极反应式为Al＋ 4OH－－3e－ [Al（OH）4]－。 （3）若A为HNO3，则Cu片作 极，该电极的电极反应式为 ⁠ ⁠。 正　 N ＋ 3e－＋4H＋ NO↑＋2H2O 解析： Al和Cu都能和稀硝酸反应，Al比Cu活泼，Al片作负极，Cu片作正 极，该电极上N 在酸性条件下得电子生成NO和H2O，该电极反应式为 N ＋3e－＋4H＋ NO↑＋2H2O。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 Ⅱ.某学生利用图2实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。 按照实验步骤依次回答下列问题： （4）若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为 ⁠。 1.204×1022（或0.02NA） 解析： 0.64 g铜的物质的量为0.01 mol，由电极反应式Cu2＋＋2e － Cu 可知，生成1 mol铜，转移2 mol电子，故生成0.01 mol铜，导线中转移0.02 mol电子，电子数目为1.204×1022或0.02NA。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 （5）若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2＋，会加速Zn电极的腐蚀，还可能导致 电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的 （填 字母）。 A. NaOH B. Zn C. Fe D. H2SO4 B　 解析：除去Cu2＋，A、C项物质会引入杂质，D项物质不能除去Cu2＋，并且 会在正极上生成H2，只有B项物质符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学·选择性必修1（SJ） 目 录 $