第4課第1課時原電池的工作原理

目標任務

課程標準學習目標

1.能分析、解釋原電池的工作原理，能設計簡單的原1.能從宏觀與微觀相結合的角度認識原電池的構成

電池。條件及工作原理。

2.能正確判斷原電池的電極并書寫電極反應式。2.能利用原電池的理論模型，建立對原電池裝置的

3.認識化學能轉化成電能的實際意義及其重要應用。系統(tǒng)分析的思維模板，并能解決相關實際問題。

預習導學

自主梳理

一、原電池工作原理

i.概念：將轉化為的裝置，稱為原電池，其反應實質是自發(fā)的氧化還原反應。

2.鋅銅原電池工作原理

鋅片____________，銅片

&流s

裝置與gg于橋上有______________,

現(xiàn)象電流表指針發(fā)生_____

ZnSO而上

IOd溶液

電極名稱Zn電極一負極Cu電極一正極

得失電子失電子得電子

電子流向——

反應類型_____反應_____反應

電極反應式Zn-2e-^=Zn2+Cu2++2e^^=Cu

總反應式Zn+Cu2+=Zn2++Cu

3.鹽橋

⑴成分：含有瓊膠的KC1飽和溶液。

(2)離子移動方向：C「移向—極區(qū)，K+移向極區(qū)。

4.原電池的構成條件

一兩個活潑性不同的電極，較活潑的做—極

條一一溶液

劑

一形成一回路

—能自發(fā)地發(fā)生反應

二、原電池的設計

1.原電池的組成：原電池是由兩個組成，如鋅銅原電池是鋅半電池和銅半電池通過連接。

2.原電池設計關鍵

⑴外電路

e

負極（的物質）導理正極（較穩(wěn)定的金屬或能導電的非金屬）。

（2）內電路

將兩極浸入溶液中，使陰、陽離子做。陰離子移向—極，陽離子移向—極。

【答案】

一、1.化學能電能

2.逐漸溶解紅色物質析出偏轉流出流入氧化還原

3.（2）負正

4.負電解質閉合氧化還原

二、1.半電池鹽橋

2.⑴還原性較強（2）電解質定向移動負正

預習檢測

1.在如圖所示的水果（檸檬）電池中，測得Y的電勢更高，若X為鐵，則Y不可能是

A.鋅B.石墨C.銀D.銅

【答案】A

【解析】測得Y的電勢更高，Y電極為正極，因此Y的金屬活動性弱于鐵，故Y不可能為鋅，故選A。

2.某同學設計的原電池裝置如圖，下列說法錯誤的是

山（工溶液

A.電池總反應為Cu+2FeC13=CuCL+2FeC12B.Cu極為負極

c.Fe，+移向Cu極D.電流從C極流向Cu極

【答案】C

【解析】A.該反應的總反應方程式為Cu+2FeCb—CuCI2+2FeCI2,A正確;

B.該電池中Cu失電子，做負極，B正確；

C.原電池中，陽離子應該移向正極，Cu為負極，C錯誤；

D.電流由正極流向負極，該原電池中Cu為負極，C為正極，D正確；

故選Co

3.中國古代文化博大精深，下列對有關古文獻內容的解讀正確的是

選項古文獻內容解讀

A野火燒不盡，春風吹又生枯草秸稈的燃燒需要點燃，是吸熱反應

B投泥潑水愈光明向泥煤上加一點水，能夠使泥煤產熱更多

C石膽化鐵為銅鐵鍋和硫酸銅溶液形成原電池，鐵為正極

D蓋此磯色綠味酸，燒之則赤硫酸亞鐵在溶液中水解顯酸性，灼燒發(fā)生氧化還原反應

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】A.燃燒是放熱反應，和反應條件無關，A錯誤；

B.碳和水蒸氣反應是吸熱，產生的CO和H?燃燒火焰明亮，但是總熱量不變，B錯誤；

C.鐵失電子發(fā)生氧化反應，為負極，C錯誤；

D.綠色的FeSO,4HzO屬于強酸弱堿鹽，水解顯酸性，火燒之后會轉化為紅色的氧化鐵，發(fā)生氧化還原

反應，D正確；

故選D。

4.對如圖實驗現(xiàn)象描述或分析正確的是

A.溶液變藍色B.Cu片上有氣泡

C.一段時間后，溶液的pH減小D.Cu是氧化劑

【答案】B

【解析】A.銅作正極，不參與電極反應，無銅離子產生，溶液不變藍色，故A錯誤；

B.銅作正極，發(fā)生還原反應，電解質溶液中的氫離子在銅電極上得到電子轉化為氫氣，正極反應為:

2H++2e=H2個，銅電極上有氣泡產生，故B正確；

C.正極上氫離子得到電子，c(H+)降低，溶液的pH增大，故C錯誤；

D.Cu電極沒有參與反應，既不作氧化劑也不作還原劑，故D錯誤；

答案選B。

5.在實驗室中，將鋅片和銅片用導線連接（導線中間接入一個電流表），平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，裝

置如圖。下列說法正確的是

A.鋅片逐漸溶解B.燒杯中溶液逐漸呈藍色

C.電子由銅片通過導線流向鋅片D.該裝置能將電能轉變?yōu)榛瘜W能

【答案】A

【解析】A.鋅作負極，失電子，發(fā)生氧化反應，電極反應式為Zn-2e=Zn2+,則鋅片逐漸溶解，A正確；

B.銅作正極，溶液中氫離子得電子，發(fā)生還原反應，電極反應式為2H++20=凡個，因此燒杯中溶液不變

藍，B錯誤；

C.電子由負極經導線流向正極，即由鋅片通過導線流向銅片，C錯誤；

D.該裝置為原電池，能將化學能轉變?yōu)殡娔埽珼錯誤；

故選A。

6.10mL2moi/LH2sO,溶液與過量鋅粉反應，在一定溫度下，為了使產生的速率減緩，但又不影響生成

氫氣的總量，可向反應物中加入適量的

A.Nig溶液B.CH3coONa固體

C.CuSC>4溶液D.NaHCOs固體

【答案】B

【解析】A.向反應物中加入適量的NaNC>3,相當于存在硝酸，金屬與硝酸反應不會產生氫氣，A錯誤；

B.向反應物中加入適量的CH3coONa,醋酸根離子會結合氫離子形成醋酸，使氫離子濃度降低，當硫酸

消耗的過程中醋酸會電離出氫離子，不影響生成氫氣的總量，B正確；

C.向反應物中加入適量的CuSC>4,鋅與硫酸銅反應生成銅，此時鋅、銅、硫酸會構成原電池，加快反應

速率，C錯誤；

D.NaHCOs會消耗硫酸使氫氣的量減少，D錯誤；

故選Bo

探究提升

A環(huán)節(jié)一原電池及其工作原理

【情境材料】

原電池原理

RK2

----------------1----,、—1--,

硫酸溶液-------------硫酸鋅溶液硫酸溶液

【問題探究】

1.打開甲、乙兩裝置中的Ki與K2,檢流計及鋅片有何現(xiàn)象？

2.閉合Ki、K2,甲、乙裝置中的檢流計、銅片及鋅片有何現(xiàn)象？

3.乙中鹽橋的作用是什么？

4.甲、乙兩原電池中哪個工作效率高？

【答案】

1.檢流計指針均不發(fā)生偏轉，甲裝置中鋅片溶解且有氣泡產生，乙裝置中鋅片上無明顯變化。

2.檢流計指針均發(fā)生偏轉，銅片上均有氣泡生成，鋅片均溶解。

3.離子在鹽橋中能夠定向移動，通過鹽橋將兩個隔離的電解質溶液連接起來，可使電流傳導,形成閉合

回路。

4.乙電池工作效率高，甲電池中鋅片和硫酸電解質溶液直接接觸，少量鋅會與硫酸直接反應,降低工作

效率。

要點歸納

1.原電池的工作原理（以銅鋅原電池為例）

"沿導線移動，有電流產生

廠工f還原反應

氧化反應

電極反應式：I正電極反應式:

_2

Zn-2e^=Zn*陽'移l2H++2e-=H2l

孽向

斷解

電解質溶液

2.原電池正負極的判斷

③斷依即

工工.

（電極材料A不活潑金屬——（活潑金屬）

或非金屬1

11\

（電子流向J-［電子流入）——（電子流出）

11H

（電極反應J~（還原反應卜---（氧化F應）

電極增重

（電極車見現(xiàn)象戶一-----（電極減輕）

、或產生氣體,

111

（離子移向）—［陽離子移向）——（陰離子移向）

3.原電池電極反應式書寫的一般步驟

石京國按照負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反

一應，判斷出電極反應物及產物，找出得失電

電極產物在電解質溶液的環(huán)境中，應能穩(wěn)

定存在，如堿性介質中生成的H+,應讓其

看環(huán)境

一結合OIF生成水。電極反應式要遵守電荷

配守恒

守恒、質量守恒、得失電子守恒等,并加以

配平。

兩式加一兩電極反應式相加，與總反應的離子方程

驗總式一式對照驗證。

4.鹽橋的作用

鹽橋在原電池中起導電作用，使整個裝置形成閉合回路，鹽橋導電利用的是陰、陽離子的定向移動，使電

解質溶液保持電中性，從而使原電池能相對持續(xù)、穩(wěn)定地產生電流。

(1)自發(fā)進行的氧化還原反應不一定是電極與電解質溶液發(fā)生的反應，也可能是電極與溶液中溶解的02等

發(fā)生的反應，如將鐵與石墨相連浸入食鹽水中，F(xiàn)e與Ch發(fā)生反應。

⑵電子只能在導線中流動而不能在溶液中流動；離子只能在溶液中移動而不能在導線中移動。原電池中的

內電路和外電路分別通過離子的移動和電子的流動而形成閉合回路，可形象的描述為“電子不下水，離子

不上岸”。

(3)帶鹽橋的原電池裝置中，負極半電池：還原性強的材料作負極，失去電子被氧化；正極半電池：電解質

溶液中氧化性強的離子在正極得到電子被還原，其中鹽橋不能用導線代替。

典例精講

【例1】|如圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，

對此裝置的下列說法正確的是

A.電子流動方向為：X玲外電路玲Yf溶液-X

B.若兩電極分別為Zn和石墨棒，則X為石墨棒，Y為Zn

C.S。丁移向X電極，Y電極上有氫氣產生

D.X極上發(fā)生的是還原反應，Y極上發(fā)生的是氧化反應

【答案】C

【解析】A.根據(jù)電子流動的方向，X為負極，Y為正極，電子從負極流出，經導線流向正極，電子不能經

過電解質溶液，選項A錯誤；

B.X為負極，Zn為活潑金屬，作負極，石墨作正極，選項B錯誤；

C.原電池中，陰離子向負極移動，SO：移向X電極，稀硫酸作為電解質，正極上產生H?,選項C正確;

D.X為負極，失去電子，發(fā)生氧化反應，Y極為正極，得電子發(fā)生的是還原反應，選項D錯誤；

答案選C。

【例2】根據(jù)反應2FeC13+Cu=2FeCL+CuC12設計如圖所示的原電池，下列選項中的組合正確的是

電極M

X、三

選項電極M電極NXY

A鋅片銅片F(xiàn)eCL溶液CuC"溶液

B銅片石墨CuQ溶液FeCl3溶液

C石墨銅片F(xiàn)eCl3溶液CuJ溶液

D石墨銅片CuQ溶液FeCl3溶液

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】由圖中電子移動方向可知，電極N為負極，則N極材料的活潑性比M極的強，排除選項A、B；

FeC^在反應中得到電子，正極區(qū)的X為FeCL溶液，負極區(qū)的Y為CuC1溶液，選項C符合題意；

答案選C。

【例3】1799年意大利物理學家伏打發(fā)明了伏打電池，其在早期被稱為"電堆"。他把金屬條浸入強酸溶液

中時，發(fā)現(xiàn)在兩個金屬條間產生了穩(wěn)定而又強勁的電流。他又用不同的金屬進行實驗，發(fā)現(xiàn)銅和鋅是最合

適的金屬，并發(fā)明了伏打電池（即為原電池的原型）。如圖是伏打電堆的一種，下列有關該電池的說法正確

的是

A.若濕布片所含的為飽和食鹽水，則在電池工作時，銅片附近會有C"產生

B.該電池正極電極反應式為5+4e-+2H2()=4Oir

C.電池工作一段時間后，濕布片上可能會有Zn(OH)z產生

D.電池工作一段時間后，電池質量一定不會變

【答案】C

【解析】A.當濕布片所含的溶液為飽和食鹽水時，銅片為正極，。2在銅片上得電子，銅片附近不會生成

氣體.A項錯誤；

B.由于無法判斷濕布片所含溶液酸堿性，所以無法判斷電池具體的電極反應式，B項錯誤；

C.當濕布片所含溶液為堿性時，負極會產生Zn(OH)2,由于Zn(OH)2在pH等于時開始沉淀，所以濕

布片上可能會產生沉淀，C項正確；

D.若濕布片所含的是飽和食鹽水，根據(jù)該原電池的工作原理可知，原電池在工作一段時間后，總質量會

增加，增加的質量來自于。2,D項錯誤；

故選：Co

A環(huán)節(jié)二原電池原理的應用

【情境材料】

根據(jù)原電池工作原理，我們可以進行金屬活動性強弱的比較，改變化學反應速率，同時設計新型原電池等。

【問題探究】

1.將金屬a、b用導線相連插入稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)b上產生氣泡，則a與b相比較，誰更活潑？

2.實驗室用稀硫酸與鋅粒反應制取比時常加入少量銅片，其目的是什么？

3.已知2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,如何設計成原電池裝置？

【答案】

1.a比b活潑。

2.形成鋅銅原電池，加快制取氫氣的反應速率。

3.根據(jù)氧化還原反應分析，Cu被氧化，為原電池的負極，則正極可為惰性電極或不如Cu活潑的金屬，

電解質溶液一定含F(xiàn)e3+。

要點歸納

1.加快化學反應的進行

(1)原理：在原電池中，氧化反應和還原反應分別在兩極進行，溶液中的粒子運動時相互間的干擾小，使化

學反應速率加快。

⑵應用：實驗室中用Zn與稀H2sCU反應制取比時，通常滴入幾滴CuSCU溶液。這樣做的原因是Zn與置

換出的Cu、稀H2SO4構成了原電池，加快了反應的進行。

2.比較金屬的活動性強弱

(1)原理：一般原電池中活動性較強的金屬作負極，活動性較弱的金屬作正極。

(2)應用：A、B兩種金屬用導線連接后插入稀H2sCU中，若A極溶解，B極上有氣泡冒出，則金屬活動性：

A>Bo

3.利用原電池原理設計原電池

原電池裝置的設計思路是“兩極一液一連線”。

以Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反應為例，原電池裝置設計思路如下。

第一步：將電池總反應拆成兩個半反應，分別作原電池的負極和正極的反應。電極反應式分別為

負極：Fe—2e-^=Fe2+,正極：Cu2++2e-^=Cu?

第二步：確定負極材料、正極材料和電解質溶液。

負極材料：失電子的物質（還原劑）作負極材料，即Fe。

正極材料：比負極材料金屬活動性弱的金屬或非金屬導體作正極材料，如Cu、Ag或C等。

電解質溶液：含有氧化劑的物質作電解質，即CuS04溶液，如果兩個半反應分別在兩個容器中進行（中間

連接鹽橋），則兩個容器中的電解質溶液應含有與電極材料相同的金屬陽離子。

第三步：畫出裝置圖，并注明電極材料和電解質溶液，如圖。

CuSO,溶液FeSO4溶液CuSO,溶液

口易錯提醒

⑴通過原電池原理比較金屬的活動性時，A、B兩種金屬用導線相連需浸入非氧化性酸中（如稀H2sCh、

鹽酸），而在其他電解質溶液中，不一定較活潑的金屬作負極，如Mg—Al—NaOH溶液形成的原電池中，

A1作負極，Mg作正極，但金屬活動性：Mg>AL

（2）設計原電池時，正極材料若無合適的金屬，則可用石墨棒作正極，如將反應2FeCb+Fe=3FeC12設計

成原電池時，用鐵作負極，石墨棒作正極，F(xiàn)eCb溶液作電解質溶液。

⑶設計原電池時，若氧化還原反應中無明確的電解液，可以用水作電解液，但為了增強其導電能力，往往

向其中加入少量強堿或強酸。

典例精講

【例4】100mL6moi/LH2SO4跟過量的鋅粉反應，在一定溫度下，為了減緩反應速率，但又不影響生成氫氣

的總量?？上蚍磻镏屑尤脒m量的

A.碳酸鈉（固體）B.水C.硫酸銅溶液D.硝酸鉀（固體）

【答案】B

【解析】A.碳酸鈉（固體）與硫酸反應生成二氧化碳和水，消耗氫離子，放出的氫氣量減小，故A不選；

B.硫酸中加水，氫離子物質的量不變，放出氫氣的量不變，氫離子濃度降低，放出氫氣的速率減慢，故B

選；

C.加入硫酸銅溶液，鋅置換出銅，構成原電池，鋅與硫酸反應速率加快，故C不選；

D.硝酸鉀提供了NO1,在酸性條件下有強氧化性，和鋅不產生氫氣，故D不選；

故選B?

【例5】M、N、P、E四種金屬，己知：①M+N2+=N+M?+；②M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中,

M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應為E2++2e=E,N2e=N2+?

則這四種金屬的還原性由強到弱的順序是

A.P>M>N>EB.E>N>M>PC.P>N>M>ED.E>P>M>N

【答案】A

【解析】①M+N2+=N+M2+,M是還原劑、N是還原產物，所以M的還原性大于N；②M、P用導線

連接放入稀硫酸中，M表面有大量氣泡逸出，說明M是正極，則還原性P大于M；③N、E用導線連接放

入E的硫酸鹽溶液中，電極反應為E?++2e-=E,N-2e-=N2+,說明N是負極，N的還原性大于E,則這

四種金屬的還原性由強到弱的順序是P>M>N>E；

答案選A。

課堂總結

電子沿導線由負極向正極流動產生電流

發(fā)生氧化反應發(fā)生還原反應

負極正極

陽

陰

離

離

子

子

移

移

向

向

離子導體電解質溶液

強化訓練探究

一、單選題

1.（2022秋?北京西城?高二?？计谥校﹟下列裝置或過程能實現(xiàn)化學能轉化為熱能的是

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】A.風力發(fā)電，是將風能轉化為電能，故A錯誤；

B.水果電池，是將化學能轉化為電能的原電池，故B錯誤;

C.燃料燃燒，是化學能轉化為熱能，故C正確；

D.手機充電，是電能轉化為化學能，故D錯誤；

故選：Co

2.（822秋?重慶璧山?高二重慶市璧山來鳳中學校校考期中）"鹽水動力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為

電極，向極板上滴加食鹽水后電池便可工作，電池反應為2Mg+C）2+2H2O=2Mg（OH”。下列關于該電池的說

法錯誤的是

A.鎂片作為正極

B.食鹽水作為電解質溶液

C.電池工作時鎂片逐漸被消耗

D.電池工作時實現(xiàn)了化學能向電能的轉化

【答案】A

【解析】A.從電池反應看，Mg由0價升高到+2價，則鎂片失電子，作負極，A錯誤；

B.食鹽水中含有Na+和CI,具有導電性，可作為電解質溶液，B正確；

C.電池工作時，鎂片不斷失電子生成Mg2+進入溶液，所以鎂片逐漸被消耗，C正確；

D.電池工作時，通過發(fā)生化學反應產生電流，從而實現(xiàn)化學能向電能的轉化，D正確；

故選A?

3.（2023春?河北廊坊?高二固安縣第一中學校聯(lián)考開學考試）僅用提供的下列各組物質能組成原電池的

選項ABcD

電極材料Al、AgC、CCu>CuCu>Fe

電解質溶液稀H2sO4稀H2sO4稀HNO3酒精

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】A.鋁為電池的負極，失電子產生硫酸鋁、銀為正極，能形成原電池，選項A符合題意；

B.兩個C電極均不與稀HAO,發(fā)生氧化還原反應，不能形成原電池，選項B不符合題意；

C.兩個Cu電極均會與稀HNO3發(fā)生氧化還原反應，電子不發(fā)生定向移動，不能形成原電池，選項C不符

合題意；

D.酒精不是電解質，不能形成原電池，選項D不符合題意；

答案選A。

【答案】D

【解析】A.無水乙醇是非電解質，不能形成原電池，故A錯誤；

B.蔗糖為非電解質，不能形成原電池，故B錯誤；

C.Fe、Al未用導線連接，未形成閉合回路，不能形成原電池，故C錯誤；

D.Fe、C用導線連接，稀硫酸是電解質溶液，構成閉合電路，形成原電池，故選D正確；

故選D。

5.（2022秋?河南瀑河?高二統(tǒng)考期末）原電池原理的發(fā)現(xiàn)是化學對人類的一項重大貢獻。關于如圖所示原

電池（鹽橋中裝有含瓊膠的KCI飽和溶液）的說法正確的是

A.正極上的反應為Cu2++2e=Cu

B.銅電極為負極

C.鹽橋中K+移向銅極

D.銀電極區(qū)的NO］通過鹽橋移向銅電極區(qū)

【答案】B

【解析】A.Ag為正極，正極上的反應為Ag++e=Ag,故A錯誤；

B.Cu的活潑性大于Ag,則Cu為負極、Ag為正極，故B正確；

C.原電池中陽離子移向正極，則鹽橋中K+移向Ag極，故C錯誤；

D.Cu為負極、Ag為正極，陰離子移向負極，鹽橋中的CI移向銅電極區(qū)，故D錯誤;

選Bo

6.(2022秋?新疆喀什?高二統(tǒng)考期中)下列化學反應的原理不能設計成原電池的是

A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)AH<0

B.C(s)+O2(g)=CO2(g)AH<0

C.H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)AH<0

D.2FeCl3(aq)+Cu=2FeCl2(aq)+CuCl2(aq)AH<0

【答案】C

【解析】A.出與Cb反應產生HCI的反應是放熱反應，反應過程中元素化合價發(fā)生了變化，因此反應屬于

氧化還原反應，該反應可以設計為原電池，A不符合題意；

B.C完全燃燒的反應是放熱反應，反應過程中元素化合價發(fā)生了變化，因此反應屬于氧化還原反應，故該

反應可以設計為原電池，B不符合題意；

C.酸、堿中和反應是放熱反應，但反應過程中元素化合價不變，因此該反應不能設計為原電池，C符合題

思；

D.FeCb與Cu反應產生FeCL和CuCL,該反應是氧化還原反應，反應發(fā)生放出熱量，因此可以設計為原電

池，D不符合題意；

故合理選項是Co

7.(2022秋?河南洛陽,高二宜陽縣第一高級中學?？茧A段練習)妝口圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相

同、質量相等的空心銅球和空心鐵球，調節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入濃

CuSO4溶液。一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮鐵絲反應及兩球的浮力

變化)

A.杠桿為導體和絕緣體時，均為A端高B端低

B,杠桿為導體和絕緣體時，均為A端低B端高

C.當杠桿為導體時，A端低，B端高；為絕緣體時，A端高，B端低

D.當杠桿為導體時，A端高，B端低；為絕緣體時，A端低，B端高

【答案】C

【解析】當杠桿為導體時，構成原電池，鐵球作負極，失電子Fe2e=Fe2+,質量減輕，銅球作正極，溶液中

銅離子得電子Cu2++2e=Cu,質量增加，A端低B端高；當杠桿為絕緣體時，不能形成原電池，鐵球與CuSO,

溶液發(fā)生置換反應，在鐵球表面析出銅，使其質量增加，則A端高，B端低。

A.由分析可知，A錯誤；

B.由分析可知，B錯誤；

C.由分析可知，C正確；

D.由分析可知，D錯誤；

故選C。

8.@023春?河南焦作?高二統(tǒng)考期中)|利用微生物電池可以將工業(yè)廢水中的有機物(以葡萄糖為例)、硝酸

鹽、亞硝酸鹽轉化為大氣循環(huán)系統(tǒng)中的物質，其反應機理如圖所示。下列說法正確的是

A.外電路中：電流從非生物電極好燈泡玲微生物電極

B.電池溫度越高，越有利于W的產生

+

C.非生物電極的電極反應式：C6H12O6+6H2O=24e=6CO2T+24H

D.若生成ImoINz,則反應中一定轉移8moi電子

【答案】C

【解析】由圖可知，葡萄糖在左側電極失去電子生成二氧化碳，則左側電極為負極，右側硝酸根或者亞硝

酸根離子得到電子生成氮氣，則右側為正極。

A.外電路中，電流從正極到負極，故應該是電流從生物電極少燈泡好非微生物電極，A錯誤；

B.電池溫度過高會導致微生物失去活性，電池會失效，B錯誤；

+

C.由分析可知，非生物電極的電極反應式：C6H12O6+6H2O=24e=6CO2T+24H,C正確；

D.生成氮氣時可能是硝酸根或者亞硝酸根離子得到電子，故若生成lmoINz,則反應中不一定轉移8moi

電子，D錯誤；

故選Co

9.(2023秋?廣東廣州?高二廣州市白云中學?？计谀?依據(jù)氧化還原反應

2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設計的原電池如圖所示。下列說法正確的是

A.X電極上發(fā)生的電極反應為：Cu-2e=Cu2+

B.電極X的材料是Cu,電解質溶液Y是CuSCU溶液

C.銀電極為電池的負極，被氧化

D.鹽橋中K+移向CuS04溶液

【答案】A

【解析】依據(jù)氧化還原反應：2Ag+（aq）+Cu（s）=Ct|2+（aq）+2Ag⑸，銅失電子生成銅離子作負極，銀離子在正

極得電子生成銀單質，原電池中電子由負極流出經導線流向正極，電解質溶液中的陰離子向負極移動，陽

離子向正極移動，有鹽橋的裝置中鹽橋中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。

A.X電極為Cu,作負極失電子生成銅離子，電極反應為：Cu-2e-=Cu2+,A正確；

B.結合原理及裝置可知電極X應為Cu,作負極，Ag作正極，正極的電解質溶液應為硝酸銀，B錯誤；

C.銀電極作為正極，溶液中的銀離子在正極得到電子轉變成Ag,被還原，C錯誤；

D.鹽橋中陽離子向正極移動即向電解質溶液Y移動，D錯誤；

故選A?

10.（2022秋?陜西西安,高二統(tǒng)考期末）燃料電池是利用燃料（如H?、CO、CH,等）跟氧氣反應從而將化學

能轉化成電能的裝置。下列關于甲烷燃料電池（NaOH溶液作電解質）的說法中正確的是

+

A.正極反應為：O2+4H+4e=2H2O

B.負極反應為：CH4+10OH--8e-=CO^+7H2O

C.放電時負極發(fā)生氧化反應，電子從負極經電解質溶液流向正極

D.隨著放電的進行，溶液的pH保持不變

【答案】B

【解析】A.因為電解質溶液為NaOH,所以該電池的正極反應為：O2+2H2O+4e=4OH-,A錯誤；

B.燃料電池，燃料為負極，電極反應為：CH4+10OH-8e=CO^+7H2O,B正確；

c.放電時負極失電子發(fā)生氧化反應，電子從負極經導線流向正極，c錯誤；

D.總反應為：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O,反應消耗NaOH,所以隨著放電的進行，溶液的pH保

持減小，D錯誤；

故選Bo

11.（2022秋?內蒙古包頭?高二內蒙古第一機械制造（集團）第一中學校考期中）用過量鐵片與稀鹽酸反應，

為減慢其反應速率而生成氫氣量不變，下列措施中可行的有幾項

①以鐵屑代替鐵片②用過量銅片代替鐵片③在稀鹽酸中加入少量CuSC>4溶液④在稀鹽酸中加入

CH3coONa固體⑤在稀鹽酸中加入等體積等物質的量濃度的NaCl溶液⑥在稀鹽酸中加入硝酸鉀溶

液⑦在稀鹽酸中加入Na2c固體

A.1B.2C.3D.4

【答案】B

【解析】①用鐵屑代替鐵片，增大反應物之間的接觸面積，化學反應速率加快，產生氫氣量不變，①不

可行；

②銅和鹽酸不反應，②不可行；

③鐵與硫酸銅反應生成銅，鐵片過量，可形成微小的鐵銅原電池，加快產生氫氣速率，且產生氫氣量不變，

③不可行；

④醋酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和醋酸，醋酸是弱酸，使得反應速率減慢，產生氫氣量不變，④可行；

⑤在稀鹽酸中加入等體積等物質的量濃度的NaCl溶液會使鹽酸濃度變小，使得反應速率減慢，產生氫氣

量不變，⑤可行；

⑥在稀鹽酸中加入硝酸鉀溶液引入硝酸根離子，等價于鐵和硝酸反應，不能生成氫氣，⑥不可行；

⑦碳酸鈉消耗鹽酸，使得產生氫氣量減少，⑦不可行；

綜上分析，不可行的為：①②③⑥⑦，可行的為：④⑤；

答案選B。

12.?022秋?湖北十堰）把A、B、C、D四塊金屬片用導線兩兩相連，浸入稀硫酸中組成原電池。若A、B

相連時，A為負極；C、D相連時，D上產生大量氣泡；A、C相連時，電流由C經導線流向A；B、D相連

時，電子由D經導線流向B,則此4種金屬的活動性由強到弱的順序為

A.A>C>D>BB.A>B>C>DC.C>A>B>DD.B>A>C>D

【答案】A

【解析】原電池中，活潑金屬做負極，若A、B相連時，A為負極，則金屬活潑性A>B,C、D相連時，D

上產生大量氣泡，D電極上H+得電子生成出，D為正極，C為負極，金屬活潑性C>D,A、C相連時，電流

由C經導線流向A,C為正極，A為負極，金屬活潑性A>C,B、D相連時，電子由D經導線流向B,D為

負極，B為正極，金屬活潑性D>B,綜合分析，4種金屬的活動性由強到弱的順序為A>C>D>B,答案選A。

二、填空題

13.（2023春,四川雅安?高二雅安中學?？茧A段練習）固根據(jù)化學能轉化為電能的相關知識，回答下列問

題：

（1）根據(jù)構成原電池的本質判斷，下列化學（或離子）方程式正確且能設計成原電池的是（填字母,

下同）。

3+2+2+

A.KOH+HC1=KC1+H2OB.Cu+Fe=Fe+Cu

C.Na2O+H2O=2NaOHD.Fe+H2SO4=FeSO4+H2T

固鉛蓄電池是常用的化學電源。

（2）鉛蓄電池屬于（填"一次"或"二次"）電池。已知硫酸鉛為不溶于水的白色固體，生成時附著在電

極上。寫出該電池放電時，正極上的電極反應式：o

⑶甲烷（CH。燃料電池以30%KOH溶液為電解質溶液,該燃料電池放電時負極上的電極反應式為;

正極附近溶液的堿性（填"增強"、"減弱"或"不變"）o

⑷銀鋅電池總反應為：Ag2O+Zn+H2O=Zn（OH）2+2Ag?則該電池的正極電極反應式：。

⑸如圖為氫氧燃料電池的構造示意圖。

①氧氣從(填"a"或"b")口通入；電池工作時，0H向(填"X"或"Y")極移動。

②某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質可以傳導U,則電池工作時負極電極反應式

為o

【答案】⑴D

+

(2)二次PbO2+2e+SO^+4H=PbSO4+2H2O

⑶CH48e+10OH=CO^+7H2O增強

(4)Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH

2

(5)bXH2-2e+O=H2O

【解析】(1)原電池發(fā)生的反應是氧化還原反應。

A.該反應是中和反應，反應過程中元素化合價不變，因此不屬于氧化還原反應，不能構成原電池，A不

符合題意；

B.該反應屬于氧化還原反應，但離子方程式書寫中，電子不守恒，電荷不守恒，B不符合題意；

C.該反應基本類型是化合反應，但反應反應過程中元素化合價不變，因此不屬于氧化還原反應，不能構

成原電池，C不符合題意；

D.該反應屬于氧化還原反應，反應過程中電子守恒，元素守恒，方程式書寫正確，因此能構成原電池，D

符合題意；

故合理選項是Do

(2)鉛蓄電池能夠反復放電和充電使用，因此屬于二次電池；

在鉛蓄電池放電時，負極材料是Pb,Pb失去電子發(fā)生氧化反應，負極的電極反應式為：Pb2e+SOj=PbSC)4；

正極材料是PbCh,PbC)2得到電子被還原產生Pb?+結合溶液中的SOj生成PbSCU；。2結合H+生成也0,則

+

正極的電極反應式為：Pb02+2e+SO^+4H=PbSO4+2H2O；

(3)在甲烷燃料電池中，通入燃料甲烷的電極為負極，CH4失去電子被氧化產生的C02與溶液中的0H結

合形成CO3同時產生H2O,則負極的電極反應式為CH48e+10OH=COj+7H2。；

在正極上O2得到電子，與溶液中的出0結合形成0H,故正極附近c(OH)增大，故正極附近溶液的堿性增

強；

(4)銀鋅電池中，Zn為負極，失去電子發(fā)生氧化反應，Ag2O為正極，得到電子發(fā)生還原反應，正極的電

極反應式為：Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH；

（5）①根據(jù)圖示可知：在X電極上有電子流出，則X電極為負極，a口通入的氣體為出；在Y電極上有

電子流入，則Y電極為正極，b口通入的氣體為5。因此氧氣從b口通入；電池工作時，0H向正電荷較

多的負極區(qū)移動，因此0H向X電極移動。

②某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質可以傳導則電池工作時負極上也失去電子產

生的H+結合。2生成H20,則負極的電極反應式為H2-2e-+O2=H2。。

14.（2022秋?江蘇揚州?高二邵伯高級中學?？茧A段練習|）能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱之一，化學在提

高能源的利用率和開發(fā)新能源中起到了重要的作用。電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛的二次能源。

⑴下列裝置中能夠實現(xiàn)化學能轉化為電能的是（填字母）。

（2）該裝置正極為（填電極的化學式），寫出該裝置正極的電極反應式：o發(fā)生了反應（氧

化或還原）。

⑶該裝置溶液里的陰離子移向極（填電極的化學式）。

⑷若裝置中轉移了0.2mol電子，則理論上溶液增加的質量是（寫出具體過程）。

【答案】⑴C

+

（2）Ag2H+2e=H2T還原

⑶Zn

(4)6.3g

【解析】（1）A.酒精是非電解質，不能導電，沒有構成原電池，故不選A；

B.兩個電極相同，不能構成原電池，故不選B；

C.兩個電極活潑性不同、有電解質溶液、形成閉合電路、能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，構成原電池，故

選C；

D.沒有形成閉合電路，不能共存原電池，故不選D；

選C。

（2）B裝置構成原電池，鋅的活潑性大于銀，Zn是負極、Ag是正極；正極氫離子得電子生成氫氣，電極

反應式為2H++2日=凡?，發(fā)生了還原反應。

（3）該裝置中Zn是負極、Ag是正極；原電池中陰離子移向負極，所以溶液里的陰離子移向Zn。