(全国版)2021高考化学一轮复习课时作业23原电池化学电源(含解析)
高考化学大一轮复习 第二单元 原电池和化学电源习题详解课件
3．提示：(1)两电极要和电解质溶液中的金属阳离子尽可能保 持相同，以提高效率；(2)两电极的金属活泼性相差尽量大 一些，现象明显，速率较快。 [高考载体·巧妙利用] (1)负 正 (2)CH4＋10OH－－8e－===CO23－＋7H2O 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ (3)OH－向负极移动 K－向正极移动 (4)4NA (5)负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O (6)H2
2．提示：粗锌快，因为粗锌中含有杂质金属，可以和锌形成原 电池，反应速率较快。
3．(1)Cu AgNO3 (2)正 Ag＋＋e－===Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)Cu Ag
4．解析：(1)Fe3＋具有强氧化性，可以把一些金属单质如铁、铜 等氧化成相应的离子，离子方程式是： 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 (2)由反应 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可以判断出铜发生氧化 反应，铜作负极，Fe3＋发生还原反应，正极可以选用石墨棒， 电解质溶液可以选用氯化铁溶液，仿照教材上的铜锌原电池 装置，可以画出此原电池的装置图。
＋
3e
－
＋
4H2O===Fe(OH)3＋5OH－；书写总反应的离子方程式时，关键是抓
住 Fe 和 Zn 的存在形式分别是 Fe(OH)3 和 Zn(OH)2。
(3)由普通锌锰电池放电时的总反应可知，Zn 作负极，NH4Cl 为电解 质，正极上发生还原反应：MnO2＋NH＋4 ＋e－===MnOOH＋NH3。 (4)负极实际上是稀土储氢合金吸附的 H2 失去电子生成 H＋，H＋再与 OH－结合生成 H2O，所以负极的电极反应式为 MH－e－＋OH－===M ＋H2O 答案：(1)CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ (2)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO42－＋5H2O＋3Cl－ FeO24－＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 2FeO24－＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－ (3)Zn NH4Cl MnO2＋NH＋4 ＋e－===MnOOH＋NH3 (4)MH－e－＋OH－===M＋H2O
2021高三化学人教版一轮学案：第六章第二节原电池化学电源含解析
第二节原电池化学电源最新考纲：1.理解原电池的构成、工作原理及应用。
2.能书写电极反应和总反应方程式。
3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识原电池的本质是氧化还原反应，能从多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转化。
2.科学精神与社会责任：通过原电池装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践。
知识点一原电池工作原理及应用1．概念原电池是把化学能转化为电能的装置。
2．构成条件反应能自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合回路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总反应离子方程式为Zn＋2H＋===Zn 2＋＋H2↑(1)电极①负极：失去电子，发生氧化反应；②正极：得到电子，发生还原反应。
(2)电子定向移动方向和电流方向①电子从负极流出经外电路流入正极；②电流从正极流出经外电路流入负极；故电子定向移动方向与电流方向正好相反。
(3)离子移动方向阴离子向负极移动(如SO2－4)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。
4．单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比名称单液原电池双液原电池装置相同点正、负极电极反应，总反应式，电极现象不同点还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。
例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，置换出的Cu 能与Zn形成原电池，使产生H2的反应速率加快。
(2)比较金属活动性强弱如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A>B。
2021年高考化学大一轮复习 原电池和化学电源课时跟踪监测试题
2021年高考化学大一轮复习原电池和化学电源课时跟踪监测试题1．(xx·海安中学模拟)下列叙述正确的是( )①原电池是把化学能转化成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现A．①⑤B．①④⑤C．②③④ D．②⑤2．(xx·连云港市高三摸底)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
电池以金属锂和钢板为电极材料，LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。
关于该电池的说法正确的是( )A．钢板为正极，发生还原反应B．放电时电子的流向：正极→导线→负极C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：2Li＋2H＋===2Li＋＋H2↑3．(xx·丹阳中学模拟)我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。
下列有关说法不正确的是( )A．电池工作时，锂离子向正极移动B．有机电解质可用水溶液代替C．电池总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑D．该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气4．(xx·射阳中学模拟)纽扣式银锌电池的构造示意图如右图所示，电池的总反应为：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag下列说法不正确的是( )A．Zn作负极B．电子经外电路流向Ag2O极C．K＋向Zn极移动D．正极反应： Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－5．(xx·徐州一中模拟)下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是( )A．该装置将化学能转化为电能B．催化剂b表面O2发生还原反应，其附近酸性增强C．催化剂a表面的反应是：SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋D．若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15 6．[双选题](xx·海门市高三第一调研)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。
专题21 原电池 化学电源-2021高考化学一轮复习考点专题配套优选题(解析版)
专题21 原电池化学电源1.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na鸠2Na2CO3＋C。
下列说法错误的是()A.放电时，Cl O4−向负极移动B.充电时释放CO2，放电时吸收CO2C.放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2C O32−＋CD.充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na【答案】D【解析】根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e－===4Na＋正极反应：3CO2＋4e－===2C O32−＋C充电时，阴(负)极：4Na＋＋4e－===4Na阳(正)极：2C O32−＋C－4e－===3CO2↑放电时，Cl O4−向负极移动。
根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。
2.下列说法正确的是()A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B.反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023D.在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快【答案】C【解析】C对：3 mol H2与1 mol N2反应，若全部生成NH3，转移电子的数目为6×6.02×1023，但H2与N2的反应是可逆反应，所以3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023；A错：能量在转化过程中会消耗，因此氢氧燃料电池放电时，化学能不可能全部转化为电能；B错：铁与氧气的反应是放热反应；D 错：温度过高，酶的活性降低，淀粉水解速率变小。
3.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－x CoO2＋Li x C6===LiCoO2＋C6(x<1)。
原电池(高考化学一轮复习)
或 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
原电池原理
失e，沿导线传递，有电流产生
外电路
氧化反应
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e=Zn2+
电解质 溶液
阴离子 盐桥 阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
1、Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中： ①Cu作_正___极, ②Fe作__负__极 电极反应式是：负极___F_e_-_2_e__-=__F_e2+
一轮复习
考纲要求： 1、了解原电池的工作原理，能写 出电极反应和电池反应的方程式； 2、了解常见化学电源的种类及其 工作原理； 3、理解金属产生电化学腐蚀的原 因，金属腐蚀的危害，防止金属 腐蚀的措施。
探究回顾
A
Zn
Cu
稀H2SO4
锌表面无气泡， 实验现象 铜表面有气泡，
电流表产生偏转。
离子方程式
下列装置中能组成原电池形成电流的是( )
A
Cu Cu
A
A
C
Zn Cu
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精
A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4
H2SO4
3、电极判断方法： 负极： 一般是相对活泼的金属
产生氧化反应的一极 电子流出的一极 电流流入的一极 质量减少的一极（溶解、变细） 阴离子流向的一极 一般与电解质反应的一极
D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜 D
[探究回顾]
请根据反应：
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个单液原电池，并进行实 验。
2021版新高考地区选考化学(人教版)一轮复习课件：课题21 原电池 化学电源
判断原电池正、负极的五种方法
[提示] 原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要认为 活泼金属一定做负极。
原电池工作原理的应用 证据推理与模型认知 4．(金属的防护)为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有 A．与石墨棒相连 B．与铜板相连 C．埋在潮湿、疏松的土壤中 D．与锌板相连
两类装置的不同点
电能，又转化为热能，造成能量损耗 装置Ⅱ：还原剂 Zn 与氧化剂 Cu2＋不直接接触，化学能仅转化
为电能，避免能量损耗，故电流稳定，持续时间长
(1)盐桥原电池中半电池的构成条件：电极金属和其对应的盐溶液。一般不要任意替换成 其他阳离子盐溶液，否则可能影响效果。盐桥中装有饱和的 KCl、KNO3 等溶液和琼胶 制成的胶冻。 (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。
加快化学 反应速率
由于形成了原电池，导致化学反应速率加快，如 Zn 与稀硫酸反应制氢气 时，可向溶液中滴加少量 CuSO4 溶液，形成 Cu-Zn-稀硫酸原电池，加快 反应速率
应用
化学原理
用于金属 的防护
使需要保护的金属制品做原电池的正极而受到保护，如要保护一个铁质的 输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，形成原电池，使锌 做原电池的负极被损耗，铁做正极而受到保护
2．下图中四种电池装置是依据原电池原理设计的，下列有关叙述错误的是 ( )
A．①中锌电极发生氧化反应
B．②中电子由 a 电极经导线流向 b 电极
C．③中外电路中电流由 A 电极流向 B 电极 D．④中 LixC6 做负极
解析：选 C。在原电池中阴离子移向负极，所以③中 A 电极为负极，则外电路中电流应 由 B 电极流向 A 电极。
高考化学一轮复习：原电池 化学电源
2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
(2)充电时的反应 ①阴极反应：PbSO4(s)＋2e
－
2－ ===Pb(s)＋SO4 (aq)
－
②阳极反应： PbSO4(s) ＋ 2H2O(l) － 2e ===PbO2(s) ＋4H
＋
2－ (aq)＋SO4 (aq)
③ 电 池 总 反 应 ： 2PbSO4(s) ＋ 2H2O(l)===Pb(s) ＋ PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
高考化学一轮总复习
原电池 化学电源
基础自主梳理 原 电 池 化 学 电 源
课堂互动讲练
实验专项探究
达标突破训练
基础自主梳理
原电池
自我诊断
1.
在如图所示的锌铜原电池中：Zn为____极，Cu为 ________极；负极上发生________反应，电极反 应式为________________，正极上发生________ 反应，电极反应式为________________；电子流 出的极是________极，电子流入的极是________ 极；电流方向______________________。盐桥中 的盐溶液是____________溶液，其作用为 ________________________。盐桥中的________ 会移向ZnSO4溶液，________移向CuSO4溶液， 使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性。该原 电池工作一段时间后，两电极的质量 ___________________________________________。
解析：选B。该燃料电池的原理为C6H12O6＋
6O2===6CO2＋6H2O，根据总反应方程式可写出
电极反应方程式，负极为C6H12O6＋6H2O－24e－
2021届高考化学一轮要点课时跟踪检测：新型化学电源【答案+解析】
——新型化学电源1.锂—空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示。
下列说法正确的是( )A．电解质溶液中，Li＋由多孔电极迁移向锂电极B．该电池放电时，负极发生了还原反应C．充电时，电池正极的反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑D．电池中的电解质溶液可以是有机溶剂或稀盐酸等解析：选C 由题图可知，金属锂作负极，多孔电极作正极，阳离子向正极移动，则Li＋由锂电极迁移向多孔电极，A错误；放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，B错误；充电时，电池的正极与电源的正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，C正确；由于锂是活泼金属，可与稀盐酸反应生成LiCl和H2，故电解质溶液不能用稀盐酸，D错误。
2．氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。
氢氧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 ．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用B ．负极反应式为H 2－2e －＋CO 2－3===CO 2＋H 2OC ．该电池可利用工厂中排出的CO 2，减少温室气体的排放D ．电池工作时，外电路中流过0.2 mol 电子，消耗3.2 g O 2 解析：选B 根据题图可知，在氢氧熔融碳酸盐燃料电池中，通入氢气的电极作负极，负极发生氧化反应，电极反应式为H 2－2e －＋CO 2－3===CO 2＋H 2O ，通入氧气的电极作正极，正极发生还原反应，电极反应式为O 2＋2CO 2＋4e －===2CO 2－3，总反应为2H 2＋O 2=====高温2H 2O 。
A 项，根据上述分析，电池工作时，熔融碳酸盐参与了电极反应，错误；B项，负极发生氧化反应，电极反应式为H 2－2e －＋CO 2－3===CO 2＋H 2O ，正确；C 项，根据总反应，该电池工作时没有消耗二氧化碳，不能减少温室气体的排放，错误；D 项，电池工作时，外电路中流过0.2 mol 电子，消耗0.05 mol 氧气，质量为1.6 g ，错误。
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1
课时作业(二十三) 原电池 化学电源
1．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极
C．氢氧燃料电池工作时，氢气在负极被氧化
D．原电池中一定发生了氧化还原反应
A [太阳能电池的主要材料是高纯度的晶体硅，A项错误；铜锌原电池工作时，电子沿
外电路由负极(锌)流向正极(铜)，B项正确；氢氧燃料电池工作时，氢气在负极失去电子被
氧化，C项正确；由原电池的工作原理可知原电池中一定发生了氧化还原反应，D项正确。]
2．(2019·广东韶关模拟)某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是( )
A．Fe作正极，发生氧化反应
B．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑
C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大
答案 D
3．(2019·湖南衡阳检测)根据下图，下列判断中正确的是( )
A．烧杯a中的溶液pH降低
B．烧杯b中发生氧化反应
C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
B [由题给原电池装置可知，电子经过导线由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发
生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，烧杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高；烧杯b中，
Zn发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。]
2
4．(2019·山西大同质检)如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀
H2SO4为电解质溶液。下列有关说法不正确的是( )
A．a极为负极，电子由a极经外电路流向b极
B．a极的电极反应式：H2－2e－===2H＋
C．电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)增大
D．若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多
C [a极通入的H2发生氧化反应，为负极，电子由a极经外电路流向b极，以稀H2SO
4
为电解质溶液时，负极的H2被氧化为H＋，总反应为2H2＋O2===2H2O，电池工作一段时间后，
装置中c(H2SO4)减小，则C项错误；根据电池总反应：2H2＋O2===2H2O，CH4＋2O2===CO2＋2H2O，
可知等物质的量的CH4消耗O2较多。]
5．(2019·福建福州模拟)下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO3－4＋2I－＋2H
＋AsO3－
3＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2
均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴
加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述中正确的是( )
A．甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转
B．甲组操作时，溶液颜色变浅
C．乙组操作时，C2作正极
D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－
D [装置Ⅰ中的反应，AsO3－4＋2I－＋2H＋AsO3－3＋I2＋H2O，当加入适量浓盐酸时，平
衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会
发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置ⅡB烧杯中加入NaOH溶液，C
2
上发生：AsO3－3－2e－＋2OH－===AsO3－4＋H2O，电子沿导线到C1，I2＋2e－===2I－，所以C2为负极，
C1为正极。]
6．(2019·河北邢台质检)宇宙飞船配备的高效MCPC型燃料电池可同时供应电和水蒸
3
气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾，已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负
极反应为H2＋CO2－3－2e－===CO2↑＋H2O，则下列推断中，正确的是( )
A．电池工作时，CO2－3向负极移动
B．电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极
C．正极的电极反应：4OH－－4e－=== O2↑＋2H2O
D．通氧气的电极为正极，发生氧化反应
A [A项，电池放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以CO2－3向
负极移动，正确；B项，原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，即电子从通入氢气的
负极沿导线流向通入氧气的正极，错误；C项，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸
根离子，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3，错误；D项，燃料电池中，通入燃料的电极
是负极，通入氧化剂的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，所以该燃料电池中，通入
氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，错误。]
7．直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙
醇燃料电池。
(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为________。
(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为
________________________________________________________________________，
使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断降低，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为
________________________________________________________________________，
通过质子交换膜的离子是________。
(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO2－3向电极
4
________(填“a”或“b”)移动，电极b上发生的电极反应式为
________________________________________________________________________。
解析 (1)燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，三种乙
醇燃料电池中正极反应物均为氧气。(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a为负极，电极反应式
为C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO2－3＋11H2O，使用空气代替氧气，空气中的CO2会与KOH溶液反
应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH，所以电池工作过程中碱性会不断降低。(3)
酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；质子交换膜能
够使质子(H＋)通过。(4)根据图示可知，a为负极，原电池中阴离子由正极向负极移动，所
以CO2－3向电极a移动；电极b为正极，由图示可知，CO2也参与了正极的反应，电极反应式
为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3。
答案 (1)氧气
(2)C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO2－3＋11H2O 空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液
的碱性，同时反应中也会消耗KOH
(3)O2＋4H＋＋4e－===2H2O H＋
(4)a O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3