第32講原電池化學(xué)電源高中總復(fù)習·化學(xué)課標要求

1.

從氧化還原反應(yīng)的角度認識原電池的工作原理，能設(shè)計簡單的原電池。2.

認識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用，了解原電池及常見化學(xué)電源的工作原理。考點·全面突破01真題·體驗品悟02課時·跟蹤檢測03考點·全面突破鎖定要點，聚焦應(yīng)用

考點一原電池的工作原理及應(yīng)用（一）從微觀層面認識原電池的工作原理1.

原電池的概念原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.

原電池的構(gòu)成條件反應(yīng)能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)（一般是活潑性強的金屬與電解

質(zhì)溶液反應(yīng)）電極一般是活潑性不同的兩電極（金屬或石墨）介質(zhì)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)或某離子導(dǎo)體等閉合回路兩電極連接或接觸插入介質(zhì)3.

原電池的工作原理（1）原電池工作原理模型圖（2）示例——鋅銅原電池①負極材料：

，發(fā)生

反應(yīng)，電極反應(yīng)式：

?

?；Zn

氧化

Zn2＋

②正極材料：

，發(fā)生

反應(yīng)，電極反應(yīng)式：

?

?。③鹽橋的作用Cu

還原

Cu2＋＋2e－

a.連接內(nèi)電路，形成閉合回路。b.平衡電荷，使原電池不斷形成電流。（3）原電池中的“三個方向”①電子移動方向：負極→導(dǎo)線→正極。②電流方向：正極→導(dǎo)線→負極。③離子的遷移方向：電解質(zhì)溶液中，陰離子向

極遷移，陽離子

向

極遷移?！咎嵝选?/p>

“電子”只能在電極和導(dǎo)線上移動，“離子”只能在電解質(zhì)中移

動，即“電子不下水，離子不上岸”。負

正

（二）從宏觀層面認識原電池原理的應(yīng)用1.

加快化學(xué)反應(yīng)速率一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，形成原電池時會使反應(yīng)速率增大。如在Zn

與稀硫酸反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液構(gòu)成原電池，反應(yīng)速率

?。2.

比較金屬的活動性強弱原電池中，一般活潑性強的金屬作

，而活潑性弱的金屬（或非金

屬導(dǎo)體）作

?。加快

負極

正極

（2）根據(jù)原電池的反應(yīng)特點，結(jié)合兩個“半反應(yīng)”，找出正、負極材料

和電解質(zhì)溶液。

負極反應(yīng)式：

?；正極反應(yīng)式：

?。

3.

設(shè)計制作化學(xué)電源（1）首先將氧化還原反應(yīng)拆分成兩個“半反應(yīng)”——氧化反應(yīng)和還原

反應(yīng)。4.

用于金屬的防護將需要保護的金屬制品作原電池的

極而受到保護。正

正誤判斷（正確的打“√”，錯誤的打“×”）。（1）原電池工作時，溶液中陽離子向負極移動。

（

×

）（2）原電池內(nèi)部電解質(zhì)中的陰離子一定移向負極，陽離子一定移向正

極。

（

√

）（3）構(gòu)成原電池兩極的電極材料一定是活潑性不同的金屬。

（

×

）（4）原電池中負極失去電子的總數(shù)一定等于正極得到電子的總數(shù)。

（

√

）×√×√（5）圖1能驗證鋅與硫酸銅反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移。

（

√

）

√×

一原電池的工作原理1.

下列與甲、乙兩套裝置有關(guān)的說法正確的是（

）A.

甲、乙裝置中，鋅棒均作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.

甲中鋅棒直接與稀硫酸接觸，故甲生成氣泡的速率更快C.

甲、乙裝置的電解質(zhì)溶液中，陽離子均向碳棒定向遷移D.

乙中鹽橋設(shè)計的優(yōu)點是迅速平衡電荷，提高電池效率√解析：

甲不是原電池，A錯誤；甲中鋅棒直接與稀硫酸接觸，發(fā)生化學(xué)

腐蝕，乙中構(gòu)成了原電池，負極失去電子速率加快，因此正極放出氫氣的

速率增大，B錯誤。2.

構(gòu)成原電池的條件有很多，當電解質(zhì)中某離子的濃度越大時其氧化性或

還原性越強。某化學(xué)實驗小組用如圖所示的裝置實驗，發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)

生偏轉(zhuǎn)。（1）電極A作

極，電極反應(yīng)式為

?。（2）電極B作

極，電極反應(yīng)式為

?。負

正

（3）硝酸根離子移向

（填“A”或“B”）極。（4）由此得出的結(jié)論是：原電池反應(yīng)發(fā)生的條件不僅與電極材料和電解

質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，還與電解質(zhì)的

有關(guān)。A

濃度

二原電池原理的應(yīng)用3.

將兩份過量的鋅粉a、b分別加入一定量的稀硫酸中，同時向a中加入幾

滴CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V（L）與時間t（min）的關(guān)系正確的是

（

）解析：

加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu，形成原電池，加快反應(yīng)速率，

由于H2SO4的量一定，故a、b產(chǎn)生H2的體積一樣多。√4.

理論上任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。下列能設(shè)計成原

電池且b極質(zhì)量增加的是（

）選項a極b極X溶液ACFe稀硫酸BCuAg酒精CZnCuFeCl3溶液DFeAgCuSO4溶液√解析：

鐵與稀硫酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，但表現(xiàn)為b極的溶解，A不符

合題意；銅和銀插在酒精溶液中，不存在反應(yīng)且未形成閉合回路，B不符

合題意；鋅與氯化鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化鋅和氯化亞鐵，b極質(zhì)量

不會增加，C不符合題意；鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)，

且b極上銅離子得電子生成銅單質(zhì)從而使質(zhì)量增加，D符合題意?？键c二化學(xué)電源1.

一次電池

負極反應(yīng)式：

?

?；正極反應(yīng)式：

?

?；總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O

2MnO

（OH）＋Zn（OH）2

（OH）2

MnO（OH）＋OH－

負極反應(yīng)式：

?

?；正極反應(yīng)式：

?

?；總反應(yīng)：Zn＋Ag2O

ZnO＋2Ag

H2O

2OH－

2.

二次電池放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池，又稱為可充電電池或蓄電池。鉛酸蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是

，正極材料

是

。總反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4

2PbSO4＋2H2O。Pb

PbO2

（1）放電時負極反應(yīng)式：

?；正極反應(yīng)式：

?。（2）充電時陰極反應(yīng)式：

?；陽極反應(yīng)式：

??！咎嵝选?/p>

充電時的電極反應(yīng)與放電時的電極反應(yīng)過程相反，充電時的

陽極反應(yīng)與放電時的正極反應(yīng)相反，充電時的陰極反應(yīng)與放電時的負

極反應(yīng)相反。

3.

燃料電池（1）特點：連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。常見燃料

有H2、烴、肼、烴的衍生物、NH3、煤氣等。電能轉(zhuǎn)化率超過80％。（2）氫氧燃料電池酸性（H＋）堿性（OH－）負極反應(yīng)式

?

?正極反應(yīng)式

?

?

?電池總反應(yīng)式H2＋

O2

H2O

H2O

判斷正誤（正確的打“√”，錯誤的打“×”）。（1）手機、電腦中使用的鋰離子電池屬于一次電池。

（

×

）（2）鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘的資源有限，價格昂

貴。

（

×

）（3）鉛酸蓄電池放電時，正極與負極質(zhì)量均增加。

（

√

）（4）二次電池充電時，陰極連接電源的負極，發(fā)生還原反應(yīng)。（

√

）（5）鉛酸蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應(yīng)。

（

×

）××√√×（6）燃料電池工作時燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能。（

×

）×

一化學(xué)電源1.

（2024·大連模擬）化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)

用。下列說法錯誤的是（

）A.

圖甲：鋅銅原電池工作時，電流由銅電極經(jīng)電流計流向鋅電極，再由

鋅電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向銅電極B.

圖乙：紐扣式鋅銀電池中，正極的電極反應(yīng)式為Ag2O＋2e－＋2H＋

2Ag＋H2OC.

圖丙：鋅錳干電池中，鋅筒作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，且外電路中每轉(zhuǎn)移

2

mol電子消耗65

g鋅D.

圖?。恒U酸蓄電池為二次電池，其正極的電極反應(yīng)式為PbO2＋2e－＋4H

＋＋S

PbSO4＋2H2O√

2.

燃料電池是燃料（如CO、H2、CH4、C2H6等）與氧氣（或空氣）反應(yīng)

將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質(zhì)溶液是強堿溶液，下列關(guān)于乙烷

（C2H6）燃料電池的說法正確的是（

）A.

通入5.6

L

O2完全反應(yīng)后，有1

mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移B.

負極反應(yīng)式：C2H6＋18OH－＋14e－

2C

＋12H2OC.

該電池工作時，正極附近溶液的堿性增強D.

燃料電池的優(yōu)點之一是燃料反應(yīng)時化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能√

二電極反應(yīng)式的書寫3.

有如圖所示的四個裝置，回答相關(guān)問題：（1）圖①中，Mg作

極。負

（2）圖②中，Mg作

極，寫出負極反應(yīng)式：

?

，正極反應(yīng)式：

，總反

應(yīng)的離子方程式：

?。正

[Al（OH）4]－

（3）圖③中，F(xiàn)e作

極，寫出負極反應(yīng)式：

?

?，正極反應(yīng)式：

?，總反應(yīng)的化學(xué)方程式：

?

?。正

＋

2H2O（4）圖④裝置能否構(gòu)成原電池？

（填“能”或“否”），若能構(gòu)

成原電池，正極為

，電極反應(yīng)式為

?

（若不能構(gòu)成原電池，后兩問不用回答）。能

Cu

4.

根據(jù)電池反應(yīng)書寫電極反應(yīng)式。

負極反應(yīng)式：

?，正極反應(yīng)式：

?。

負極反應(yīng)式：

?，正極反應(yīng)式：

?。

（1）電極反應(yīng)式書寫的一般方法（2）已知總反應(yīng)式的復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫方法①首先寫出較簡單的電極反應(yīng)式。②復(fù)雜電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－簡單電極反應(yīng)式。③注意電荷守恒。真題·體驗品悟感悟高考，明確方向

1.

（2024·湖南高考1題）近年來，我國新能源產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，下列

說法錯誤的是（

）A.

理想的新能源應(yīng)具有資源豐富、可再生、對環(huán)境無污染等特點B.

氫氧燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、清潔等優(yōu)點C.

鋰離子電池放電時鋰離子從負極脫嵌，充電時鋰離子從正極脫嵌D.

太陽能電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置√解析：

理想的新能源應(yīng)具有可再生、無污染等特點，A正確；氫氧燃料

電池利用原電池原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，對H2與O2反應(yīng)的能量進行利

用，減小了直接燃燒的能量損失，產(chǎn)物無污染，故具有能量轉(zhuǎn)化率高、清

潔等優(yōu)點，B正確；脫嵌是Li＋從電極材料中出來的過程，放電時，Li＋從

負極脫嵌，充電時，Li＋從陽極（正極）脫嵌，C正確；太陽能電池是一種

將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，D錯誤。

A.

電池工作時，MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)B.

電池工作時，OH－通過隔膜向正極移動C.

環(huán)境溫度過低，不利于電池放電D.

反應(yīng)中每生成1

mol

MnOOH，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×1023√解析：

MnO2轉(zhuǎn)化為MnOOH，Mn由＋4價降為＋3價，發(fā)生還原反應(yīng)，

MnO2作氧化劑，A錯誤；電池工作時陰離子向負極移動，B錯誤；溫度較

低時，反應(yīng)速率會降低，C正確；MnO2轉(zhuǎn)化為MnOOH，每生成1

mol

MnOOH轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1×6.02×1023，D錯誤。3.

（2023·遼寧高考11題）某低成本儲能電池原理如圖所示。下列說法正

確的是（

）A.

放電時負極質(zhì)量減小B.

儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.

放電時右側(cè)H＋通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.

充電總反應(yīng)：Pb＋S

＋2Fe3＋

PbSO4＋2Fe2＋√

4.

（2024·上海高考35、36題）（1）根據(jù)如圖裝置，寫出電極a的電極反

應(yīng)式：

?。

（2）關(guān)于上述電化學(xué)反應(yīng)過程，描述正確的是

?。A.

該裝置實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.

電極b是負極C.

電子從電極a經(jīng)過負載到電極b再經(jīng)過水體回到電極aD.

每1

mol

（CH2O）n參與反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移4

mol電子B

5.

（2024·浙江6月選考19題節(jié)選）氫能的高效利用途徑之一是在燃料電池

中產(chǎn)生電能。某研究小組的自制熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖所示，

正極上的電極反應(yīng)式是

?。該電池以3.2

A恒定電流工作14分鐘，消耗H2體積為0.49

L，故可測得該電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為

。[已知：該條件下H2的摩爾體積為24.5

L·mol－1；電荷量q（C）＝電流I（A）×時間（s）；NA＝6.0×1023mol－1；e＝1.60×10－19

C]

70％

課時·跟蹤檢測培優(yōu)集訓(xùn)，提升素養(yǎng)

一、選擇題（本題包括11小題，每小題只有一個選項符合題意）1.

下列說法中正確的是（

）A.

原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B.

原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.

原電池兩極均發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.

原電池中電流從負極流出解析：

原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，A正確；原電池中電子流

出的一極是負極，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯誤；原電池中負極發(fā)生氧化反

應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，C錯誤；原電池中電流從正極流出，D錯誤。123456789101112√2.

（2024·綏化模擬）下列裝置中既能產(chǎn)生電流又能驗證Fe3＋與Cu2＋氧化

性強弱的是（

）√123456789101112解析：

A項，該原電池中自發(fā)進行的反應(yīng)為鋅和鐵離子反應(yīng)生成鋅

離子和亞鐵離子，不能驗證鐵離子和銅離子的氧化性，錯誤；B項，兩

個相同的電極，不能形成原電池，錯誤；C項，鐵遇到濃硝酸發(fā)生鈍

化，該原電池負極為銅，正極為鐵，不能驗證鐵離子和銅離子的氧化

性，錯誤；D項，銅為負極，銀為正極，形成原電池，自發(fā)進行的反應(yīng)

為銅和鐵離子反應(yīng)生成銅離子和亞鐵離子，可以驗證鐵離子和銅離子

的氧化性強弱，正確。1234567891011123.

鉛酸蓄電池是汽車常用的蓄電池，其構(gòu)造如圖所示。下列說法不正確的

是（

）A.

電池放電時，負極質(zhì)量減輕B.

電池放電時，c（H＋）減小C.

電池充電時總反應(yīng)為2PbSO4＋2H2O

Pb＋PbO2＋

2H2SO4D.

鉛酸蓄電池的缺點是笨重、比能量低解析：

放電時，負極Pb失去電子轉(zhuǎn)化為PbSO4，負極質(zhì)量增加，A項錯

誤；放電過程中消耗H2SO4，溶液中c（H＋）減小，B項正確?！?234567891011124.

（2023·海南高考8題）利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池，

如圖所示。下列說法正確的是（

）A.b電極為電池正極B.

電池工作時，海水中的Na＋向a電極移動C.

電池工作時，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強堿性D.

每消耗1

kg

Al，電池最多向外提供37

mol電子的電量√123456789101112

1234567891011125.

紐扣式鋅銀電池是一種攜帶方便的微型一次電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示，下

列有關(guān)說法正確的是（

）A.

電池工作時，電子從鋅極經(jīng)過KOH溶液流向Ag2OB.

電池工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的堿性不變C.

電池工作時，負極反應(yīng)式為Ag2O＋2e－＋H2O

2OH－＋2AgD.

電池工作時，OH－向鋅電極方向移動√123456789101112

1234567891011126.

（2023·廣東高考6題）負載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除Cl－實現(xiàn)

廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是（

）A.Ag作原電池正極B.

電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC.Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－

4OH－D.

每消耗標準狀況下11.2

L的O2，最多去除1

mol

Cl－√123456789101112

123456789101112

A.

正極反應(yīng)為4OH－＋4e－

2H2O＋O2↑B.

當電池供應(yīng)1

mol水蒸氣時，轉(zhuǎn)移4

mol電子C.

放電時C

向負極移動D.

放電時電子向負極移動√123456789101112

1234567891011128.

CO2電化學(xué)傳感器是將環(huán)境中CO2濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置，工作原理如圖所示，其中YSZ是固體電解質(zhì)，當傳感器在一定溫度下工作時，在熔融Li2CO3和YSZ之間的界面X會生成固體Li2O。下列說法錯誤的是（

）A.

C

遷移方向為界面X→電極bB.

電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1C.

電極b為負極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2C

－4e－

O2↑＋2CO2↑D.

電池總反應(yīng)為Li2CO3

Li2O＋CO2↑√123456789101112

1234567891011129.

（2024·德陽模擬）一種NO—空氣燃料電池的工作原理如圖所示（質(zhì)子交換膜只允許H＋通過），該電池工作時，下列說法正確的是（

）A.

裝置中左側(cè)多孔石墨棒為該電池的正極B.H＋通過質(zhì)子交換膜向左側(cè)多孔石墨棒移動C.

放電過程中，若產(chǎn)生1

mol

HNO3，消耗的氧氣的物質(zhì)的量為0.75

molD.

放電過程中負極的電極反應(yīng)式為NO－3e－＋4OH－

N

＋H2O√123456789101112

12345678910111210.

（2024·徐州模擬）酒駕行為危害社會安全，交警部門常用酸性燃料電

池酒精檢測儀對此進行檢測。該檢測儀的工作原理如圖所示，下列說法不

正確的是（

）A.

電子從呼氣的Pt電極透過質(zhì)子交換膜，流向通入O2的Pt電極B.

負極的電極反應(yīng)式為CH3CH2OH－4e－＋H2O

CH3COOH＋4H