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
第18讲原电池化学电源(讲)-2023年高考化学一轮复习
第18讲 原电池 化学电源
目录
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
第三部分：典型例题剖析
高频考点1 考查原电池的工作原理
高频考点2 考查原电池正、负极的判断
高频考点3 考查原电池原理的应用
高频考点4 考查可充电电池（二次电池）
高频考点5 考查新型电源（新型燃料电池）
正文
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
知识点一 原电池的工作原理及应用
1.概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是自发进行的氧化还原反应。
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。
3.工作原理
以锌铜原电池为例
(1)反应原理
①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极。
②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)。
③两极电极反应式
负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。
正极(铜极)：2H＋＋2e－===H2(还原反应)。
总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)单液原电池和双液原电池对比
比较项目 单液原电池 双液原电池
相同点 正负极，电极反应，总反应式，电极现象
不同
点 能量变化 化学能转化为电能和热能 化学能只转化为电能
反应区域 两极反应在相同区域 两极反应在不同区域
(3)双液原电池中盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥中离子移向：盐桥含饱和KCl（KNO3）溶液，K＋移向正极，Cl－（NO3－）移向负极
2025届高三化学高考一轮复习《原电池+化学电源》
原电池 化学电源
一、选择题
1.(2024·广州第65中学开学考试)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，可解决酸雨等环境污染问题，原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A．该电池放电时电子流向：Pt1电极→负载→Pt2电极→质子交换膜→Pt1电极
B．Pt1电极附近发生的反应：SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋
C．放电过程中若消耗22.4 L O2(标准状况)，理论上可以消除2 mol SO2
D．H＋移向Pt1电极，导致Pt2电极附近pH减小
2.(2024·广东高三调研)如下图所示为水系锌离子电池，它作为一种新型的二次电池，具有较高的能量密度和功率密度。下列说法不正确的是( )
A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－
B．放电时，每转移1 mol e－，a电极理论上减少43.5 g
C．充电时，K2SO4溶液的浓度不断增大
D．充电时，a电极附近溶液的pH减小
3.肼可以用作燃料电池的燃料，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。下列关于N2H4-O2燃料电池的说法正确的是( )
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
4.(2024·肇庆高三月考)科学家研发了一种以Al和Pd@石墨烯为电极的Al-N2电池，电池以AlCl－4 -Al2Cl－7 离子液体作为电解质，放电时在提供能量的同时实现了人工固氮，示意图如右。下列说法不正确的是( )
A．充电时，Al电极是阴极
B．放电时，AlCl－4 浓度增大，Al2Cl－7 浓度减小
C．放电时，正极反应为N2＋8Al2Cl－7 ＋6e－===2AlN＋14AlCl－4
2021高考浙江(选考)化学一轮复习讲义： 专题6 第2单元 原电池的工作原理及应用
.
下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。 第二单元 原电池的工作原理及应用
浙江考试标准 知识条目 必考要求 加试要求
(1)原电池的概念 a a
(2)铜-锌原电池的原理及电极反响式 b b
(3)原电池的构成条件 a
b
(4)常见化学电源 b c
(5)银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值 b
(6)原电池的构造与工作原理，盐桥的作用 b
(7)判断与设计简单的原电池 c
(8)原电池的电极反响式和电池反响方程式 b
(9)原电池的正、负极和电子流向的判断 c
考点1| 原电池原理及其应用
[根底知识自查]
1．原电池：把化学能转化为电能的装置。
2．工作原理：(以锌-铜原电池为例)
装置
— Zn电极 Cu电极
现象 锌片逐渐溶解 铜片上产生气泡
得失电子 失电子 得电子 .
下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。 正、负极判断 负极 正极
电子流向 流出 流入
电极反响式 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
总反响式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
3.构成条件
.
下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。 4.盐桥电池的构造与工作原理(加试要求)
(1)构造
盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂。随着反响的进展，Zn棒中的Zn原子失去电子成为Zn2＋进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2＋过多，带正电荷；Cu2＋获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2＋过少，SO2－4过多，溶液带负电荷。当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的继续进展，盐桥的存在就防止了这种情况的发生；其中Cl－向ZnSO4溶液中迁移，K＋向CuSO4溶液中迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反响可以继续进展。
(2)盐桥电池的构成特点
①一般情况下，金属插入其可溶性盐溶液中，组成负极和正极。
②为使溶液保持电中性，盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路。
2021-2022年高考化学一轮复习 专题7.2 原电池 化学电源讲案(含解析)
实用文档 2021年高考化学一轮复习
专题7.2
原电池
化学电源讲案（含解析）
复习目标：
1、 了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2、 了解常见化学电源的种类及其工作原理。
基础知识回顾：
一、原电池概念及原理
1、原电池
把化学能转化为电能的装置。
2、构成条件及判断
（1）具有两个活性不同的电极(金属和金属或金属和非金属)。
（2）具有电解质溶液。
（3）形成闭合电路 (或在溶液中相互接触)。
★☆判断
3．原电池工作原理示意图
原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示： 实用文档
【说明】
①在原电池装置中，电子由负极经导线流向正极，阳离子在正极上获得电子，通过电路中的电子和溶液中的离子的移动而形成回路，传导电流，电子并不进入溶液也不能在溶液中迁移。
②原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方程式。
③阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。这是因为：负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。
④不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。
【典型例题1】用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag＋＋e－=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片侵入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
【迁移训练1】【广东省百所高中xx届高三联合考试】我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如
2015届高考化学大一轮复习 原电池化学电源课后限时自测(含解析)
1 课后限时自测(二十七)
(时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．下列有关原电池的叙述中错误的是( )
A．原电池是将化学能转化为电能的装置
B．用导线连接的两种不同金属同时插入液体中，能形成原电池
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应
D．在原电池放电时，电解质溶液中的阳离子向正极移动
【解析】 B选项，液体不一定导电、也不一定能形成自发进行的氧化还原反应，错误。
【答案】 B
2.
实验发现，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粉后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是( )
A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋
B．Pt电极表面生成大量气泡
C．生成的Fe2＋通过盐桥可以和锌直接反应生成Fe
D．左烧杯中溶液的红色逐渐褪去
【解析】 正极发生还原反应，2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，故A、B项错误，D项正确；盐桥中的阴离子移向负极区，Fe2＋不能通过盐桥，C项错误。
【答案】 D
3.
2
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
【解析】 A项，Fe作负极，发生氧化反应，不正确；B项，负极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，故不正确；C项，因为正极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，故右侧烧杯中溶液的pH增大，不正确；D项，因为在原电池中阴离子向负极移动，故NaCl溶液中c(Cl－)增大，正确。
【答案】 D
4.
镁过氧化氢燃料电池具有能量高、安全方便等优点，其总反应为Mg＋H2O2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O，结构示意图如右图所示。下列关于该电池的叙述正确的是( )
原电池 化学电源---2023年高考化学一轮复习(新高考)
第35讲 原电池 化学电源 复习目标 1.理解原电池的构成、工作原理及应用。2.正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。3.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。
考点一 原电池的工作原理及应用
1．原电池的概念及构成条件
(1)定义：将化学能转化为电能的装置。
(2)原电池的形成条件
①能自发进行的氧化还原反应。
②两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。
③形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。
2．工作原理(以锌铜原电池为例)
(1)装置变迁
(2)电极反应
负极：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应。
正极：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应。
总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。
(3)盐桥的组成和作用
①盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶。
②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。
③盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。
3．原电池的应用
(1)设计制作化学电源
(2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或能导电的非金属)。
(3)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。
(4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( )
2．放热反应都可设计成原电池( )
3．在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( )
4．两种活动性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极( )
5．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高( )
6．实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳( )
2022届高考化学第一轮总复习全程训练：课练27 原电池 化学电源 Word版含解析
课练27 原电池 化学电源
基础练
1．下图所示的日常生活装置中，与iphone 5s手机充电的能量转化形式相同的是( )
A．电解水 B．水力发电 C．太阳能热水器 D．干电池
2．对埋在地下的钢管常用如图所示方法加以爱护，使其免受腐蚀。下列对金属棒X的材料分析正确的是( )
A．铜 B．钠
C．锌 D．锡
3．下列装置中能构成原电池产生电流的是( )
4．下列化学反应在理论上可设计成原电池的是( )
A．2Al(s)＋2NaOH(aq)＋2H2O(l)===2NaAlO2(aq)＋3H2(g) ΔH<0
B．HNO3(aq)＋KOH(aq)===KNO3(aq)＋H2O(l) ΔH<0
C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)＋2NH3·H2O(aq)＋8H2O(l)
ΔH>0
D．Na2O(s)＋H2O(l)===2NaOH(aq) ΔH<0
5．如图所示装置中观看到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此推断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是( )
选项 M N P
A Fe Cu CuSO4溶液
B Cu Fe H2SO4溶液
C Cu Zn CuSO4溶液 D Zn Ag AgNO3溶液
6．已知反应：Cu(s)＋2Ag＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)为一自发进行的氧化还原反应，将其设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是( )
A．电极X是正极，其电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
B．银电极板质量渐渐减小，Y溶液中c(Ag＋)增大
C．当X电极质量变化0.64 g时，电解质溶液中有0.02 mol电子转移
D．外电路中电流计的指针向银极偏转
7．以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作原料的燃料电池可用作空军通信卫星电源，负极材料接受Pt/C，正极材料接受MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
苏教版高中化学一轮复习考点规范练7原电池化学电源(含答案)
1
考点规范练7 原电池 化学电源
一、选择题
1.(2021江苏苏州高三期中)一种Zn-PbO2电池工作原理如装置图所示。下列说法正确的是( )。
A.电池工作时电能转化为化学能
B.放电过程中电极a区溶液的pH增大
C.电池工作一段时间后K2SO4浓度增大
D.b极区的电极反应式为PbO2+4H++4e-Pb2++2H2O
2.下图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液,电池工作一段时间后,甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是 ( )。
A.b极是电池的正极
B.甲烧杯中K+经盐桥流向乙烧杯
C.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
D.电池总反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O
3.(2020山东卷)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是( )。
A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+
B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 g
D.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
4.(2021吉林长春高三检测)以铅蓄电池为电源,将CO2转化为乙烯的装置如图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法正确的是( )。 2
A.a极为铅蓄电池的正极
B.电解过程中,阳极区溶液中c(H+)逐渐减小
C.阴极反应式:2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O
D.每生成1 mol乙烯,理论上铅蓄电池中消耗6 molH2SO4
5.如图为流动电池,其电解质溶液可在电池外部流动,调节电解质,可维持电池内部电解质溶液浓度稳定。下列关于该电池的说法错误的是( )。
A.Cu为该电池的负极
2022化学规范练17原电池化学电源含解析
202217
- 1 - 原电池 化学电源
（时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示,其中NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是( )。
A。溶液中OH—向电极a移动
B。电极b上发生还原反应
C.负极的电极反应式为2NH3+6OH—-6e-N2+6H2O
D。理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3∶4
答案:D
解析：电极a上NH3发生氧化反应生成N2,则电极a为负极，电极b为正极,原电池中,阴离子向负极移动,故A项正确；电极b为正极，正极上发生还原反应，B项正确;负极上NH3失电子生成N2和H2O,电极反应式为2NH3+6OH——6e-N2+6H2O，C项正确；由电池反应4NH3+3O22N2+6H2O可知，理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶3,D项错误。 202217
- 2 - 2。人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统,成功地实现了以CO2与H2O合成CH4,下列说法错误的是（ ).
A.GaN表面发生氧化反应,有O2产生
B.相同条件下，生成的O2和CH4体积比为2∶1
C.产生22。4 L O2时,电解液中H+从右向左迁移4 g
D。Cu表面的电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2O
答案:C
解析：根据题给装置图中电子的流向可确定GaN电极为负极,发生反应：4H2O—8e-8H++2O2↑,GaN表面发生氧化反应,A项正确;Cu电极的电极反应式为CO2+8H++8e—CH4+2H2O，根据得失电子守恒知，相同条件下生成O2和CH4的体积比为2∶1，B、D项正确；没有给出气体所处的状态,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，且电解液中H+从左向右迁移，C项错误.
2014高考化学一轮复习精练第五章专题五第二单元原电池化学电源
1 第二单元 原电池 化学电源
(时间：45分钟 满分：100分)
考 点 题 号
原电池基本概念 1、2、3、6
新型电池分析 4、5、7、8
原电池原理综合应用 9、10、11
一、选择题(本题包括4个小题，共24分，每小题只有1个选项符合题意)
1．(2013·苏州模拟)为探究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计了如下实验，并记录了实验现象：
①向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成；
②向上述浓度的稀硫酸中插入铜片，没有气泡生成；
③将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入上述浓度的稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实验①中快；
④在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中，发现电流计指针偏转。
下列关于以上实验设计及现象的分析，不正确的是 ( )。
A．实验①、②说明锌能与稀硫酸反应而铜不能
B．实验③说明发生原电池反应时会加快化学反应速率
C．实验③说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气
D．实验③、④说明该原电池中铜为正极、锌为负极
解析 ③中看到铜片上有气泡生成，实质上是Zn失去的电子传到了铜片上，由H＋得到电子生成了H2，而铜并没有参加反应。
答案 C
2．下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是 ( )。
2
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
解析 选项A正确。在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确。氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确。C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小。
答案 C
3．(2013·启东中学模拟)如图，在盛有稀H2SO4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 ( )。