高中高考总复习化学-第32讲　原电池　化学电源课件

THANKS演示完毕感谢观看第32讲原电池化学电源高中总复习·化学课标要求

1.

从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理，能设计简单的原电池。2.

认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，了解原电池及常见化学电源的工作原理。考点·全面突破01真题·体验品悟02课时·跟踪检测03考点·全面突破锁定要点，聚焦应用

考点一原电池的工作原理及应用（一）从微观层面认识原电池的工作原理1.

原电池的概念原电池是把化学能转化为电能的装置。2.

原电池的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）介质电解质溶液或熔融电解质或某离子导体等闭合回路两电极连接或接触插入介质3.

原电池的工作原理（1）原电池工作原理模型图（2）示例——锌铜原电池①负极材料：

，发生

反应，电极反应式：

⁠

⁠；Zn

氧化

Zn2＋

②正极材料：

，发生

反应，电极反应式：

⁠

⁠。③盐桥的作用Cu

还原

Cu2＋＋2e－

a.连接内电路，形成闭合回路。b.平衡电荷，使原电池不断形成电流。（3）原电池中的“三个方向”①电子移动方向：负极→导线→正极。②电流方向：正极→导线→负极。③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向

极迁移，阳离子

向

极迁移。【提醒】

“电子”只能在电极和导线上移动，“离子”只能在电解质中移

动，即“电子不下水，离子不上岸”。负

正

（二）从宏观层面认识原电池原理的应用1.

加快化学反应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增大。如在Zn

与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率

⁠。2.

比较金属的活动性强弱原电池中，一般活泼性强的金属作

，而活泼性弱的金属（或非金

属导体）作

⁠。加快

负极

正极

（2）根据原电池的反应特点，结合两个“半反应”，找出正、负极材料

和电解质溶液。

负极反应式：

⁠；正极反应式：

⁠。

3.

设计制作化学电源（1）首先将氧化还原反应拆分成两个“半反应”——氧化反应和还原

反应。4.

用于金属的防护将需要保护的金属制品作原电池的

极而受到保护。正

正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）原电池工作时，溶液中阳离子向负极移动。

（

×

）（2）原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正

极。

（

√

）（3）构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不同的金属。

（

×

）（4）原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数。

（

√

）×√×√（5）图1能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移。

（

√

）

√×

一原电池的工作原理1.

下列与甲、乙两套装置有关的说法正确的是（

）A.

甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应B.

甲中锌棒直接与稀硫酸接触，故甲生成气泡的速率更快C.

甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移D.

乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率√解析：

甲不是原电池，A错误；甲中锌棒直接与稀硫酸接触，发生化学

腐蚀，乙中构成了原电池，负极失去电子速率加快，因此正极放出氢气的

速率增大，B错误。2.

构成原电池的条件有很多，当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或

还原性越强。某化学实验小组用如图所示的装置实验，发现电流表指针发

生偏转。

负

正

（3）硝酸根离子移向

（填“A”或“B”）极。（4）由此得出的结论是：原电池反应发生的条件不仅与电极材料和电解

质的性质有关，还与电解质的

有关。A

浓度

二原电池原理的应用3.

将两份过量的锌粉a、b分别加入一定量的稀硫酸中，同时向a中加入几

滴CuSO4溶液，产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系正确的是

（

）解析：

加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，

由于H2SO4的量一定，故a、b产生H2的体积一样多。√4.

理论上任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。下列能设计成原

电池且b极质量增加的是（

）选项a极b极X溶液ACFe稀硫酸BCuAg酒精CZnCuFeCl3溶液DFeAgCuSO4溶液√解析：

铁与稀硫酸反应是氧化还原反应，但表现为b极的溶解，A不符

合题意；铜和银插在酒精溶液中，不存在反应且未形成闭合回路，B不符

合题意；锌与氯化铁发生氧化还原反应生成氯化锌和氯化亚铁，b极质量

不会增加，C不符合题意；铁与硫酸铜发生置换反应，是氧化还原反应，

且b极上铜离子得电子生成铜单质从而使质量增加，D符合题意。考点二化学电源1.

一次电池

（OH）2

MnO（OH）＋OH－

H2O

2OH－

2.

二次电池放电后可以再充电而反复使用的电池，又称为可充电电池或蓄电池。铅酸蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是

，正极材料

是

。总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4

2PbSO4＋2H2O。Pb

PbO2

（1）放电时

（2）充电时

【提醒】

充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的

阳极反应与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应与放电时的负

极反应相反。

3.

燃料电池（1）特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。常见燃料

有H2、烃、肼、烃的衍生物、NH3、煤气等。电能转化率超过80％。（2）氢氧燃料电池酸性（H＋）碱性（OH－）负极反应式

⁠

⁠正极反应式

⁠

⁠

⁠电池总反应式

H2O

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池。

（

×

）（2）镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂

贵。

（

×

）（3）铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。

（

√

）（4）二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应。（

√

）（5）铅酸蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应。

（

×

）××√√×（6）燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能。（

×

）×

一化学电源1.

（2024·大连模拟）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应

用。下列说法错误的是（

）A.

图甲：锌铜原电池工作时，电流由铜电极经电流计流向锌电极，再由

锌电极经电解质溶液流向铜电极C.

图丙：锌锰干电池中，锌筒作负极，发生氧化反应，且外电路中每转移

2

mol电子消耗65

g锌√

2.

燃料电池是燃料（如CO、H2、CH4、C2H6等）与氧气（或空气）反应

将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下列关于乙烷

（C2H6）燃料电池的说法正确的是（

）A.

通入5.6

L

O2完全反应后，有1

mol电子发生转移C.

该电池工作时，正极附近溶液的碱性增强D.

燃料电池的优点之一是燃料反应时化学能全部转化为电能√

二电极反应式的书写3.

有如图所示的四个装置，回答相关问题：（1）图①中，Mg作

极。负

（2）图②中，Mg作

极，写出负极反应式：

⁠

，正极反应式：

，总反

应的离子方程式：

⁠。正

[Al（OH）4]－

（3）图③中，Fe作

极，写出负极反应式：

⁠

⁠，正极反应式：

⁠，总反应的化学方程式：

⁠

⁠。正

＋

2H2O（4）图④装置能否构成原电池？

（填“能”或“否”），若能构

成原电池，正极为

，电极反应式为

⁠

（若不能构成原电池，后两问不用回答）。能

Cu

4.

根据电池反应书写电极反应式。

（1）电极反应式书写的一般方法（2）已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法①首先写出较简单的电极反应式。②复杂电极反应式＝总反应式－简单电极反应式。③注意电荷守恒。真题·体验品悟感悟高考，明确方向

1.

（2024·湖南高考1题）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列

说法错误的是（

）A.

理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点B.

氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点C.

锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌D.

太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置√解析：

理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，A正确；氢氧燃料

电池利用原电池原理将化学能转化为电能，对H2与O2反应的能量进行利

用，减小了直接燃烧的能量损失，产物无污染，故具有能量转化率高、清

洁等优点，B正确；脱嵌是Li＋从电极材料中出来的过程，放电时，Li＋从

负极脱嵌，充电时，Li＋从阳极（正极）脱嵌，C正确；太阳能电池是一种

将太阳能转化为电能的装置，D错误。

A.

电池工作时，MnO2发生氧化反应B.

电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动C.

环境温度过低，不利于电池放电D.

反应中每生成1

mol

MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023√解析：

MnO2转化为MnOOH，Mn由＋4价降为＋3价，发生还原反应，

MnO2作氧化剂，A错误；电池工作时阴离子向负极移动，B错误；温度较

低时，反应速率会降低，C正确；MnO2转化为MnOOH，每生成1

mol

MnOOH转移电子数为1×6.02×1023，D错误。3.

（2023·辽宁高考11题）某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正

确的是（

）A.

放电时负极质量减小B.

储能过程中电能转变为化学能C.

放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧√

（2）关于上述电化学反应过程，描述正确的是

⁠。A.

该装置实现电能转化为化学能B.

电极b是负极C.

电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极aD.

每1

mol

（CH2O）n参与反应时，转移4

mol电子B

该电池以3.2

A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49

L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为

。[已知：该条件下H2的摩尔体积为24.5

L·mol－1；电荷量q（C）＝电流I（A）×时间（s）；NA＝6.0×1023mol－1；e＝1.60×10－19

C]

70％

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一、选择题（本题包括11小题，每小题只有一个选项符合题意）1.

下列说法中正确的是（

）A.

原电池是把化学能转化为电能的装置B.

原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C.

原电池两极均发生氧化还原反应D.

原电池中电流从负极流出解析：

原电池是将化学能转化为电能的装置，A正确；原电池中电子流

出的一极是负极，负极发生氧化反应，B错误；原电池中负极发生氧化反

应，正极发生还原反应，C错误；原电池中电流从正极流出，D错误。123456789101112√2.

（2024·绥化模拟）下列装置中既能产生电流又能验证Fe3＋与Cu2＋氧化

性强弱的是（

）√123456789101112解析：

A项，该原电池中自发进行的反应为锌和铁离子反应生成锌

离子和亚铁离子，不能验证铁离子和铜离子的氧化性，错误；B项，两

个相同的电极，不能形成原电池，错误；C项，铁遇到浓硝酸发生钝

化，该原电池负极为铜，正极为铁，不能验证铁离子和铜离子的氧化

性，错误；D项，铜为负极，银为正极，形成原电池，自发进行的反应

为铜和铁离子反应生成铜离子和亚铁离子，可以验证铁离子和铜离子

的氧化性强弱，正确。1234567891011123.

铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的

是（

）A.

电池放电时，负极质量减轻B.

电池放电时，c（H＋）减小D.

铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低解析：

放电时，负极Pb失去电子转化为PbSO4，负极质量增加，A项错

误；放电过程中消耗H2SO4，溶液中c（H＋）减小，B项正确。√1234567891011124.

（2023·海南高考8题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，

如图所示。下列说法正确的是（

）A.b电极为电池正极B.

电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动C.

电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性D.

每消耗1

kg

Al，电池最多向外提供37

mol电子的电量√123456789101112

1234567891011125.

纽扣式锌银电池是一种携带方便的微型一次电池，其结构如图所示，下

列有关说法正确的是（

）A.

电池工作时，电子从锌极经过KOH溶液流向Ag2OB.

电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性不变D.

电池工作时，OH－向锌电极方向移动√123456789101112

1234567891011126.

（2023·广东高考6题）负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现

废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是（

）A.Ag作原电池正极B.

电子由Ag经活性炭流向PtD.

每消耗标准状况下11.2

L的O2，最多去除1

mol

Cl－√123456789101112

123456789101112

B.

当电池供应1

mol水蒸气时，转移4

mol电子D.

放电时电子向负极移动√123456789101112

1234567891011128.

CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是（

）B.

电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1√123456789101112

1234567891011129.

（2024·德阳模拟）一种NO—空气燃料电池的工作原理如图所示（质子交换膜只允许H＋通过），该电池工作时，下列说法正确的是（

）A.

装置中左侧多孔石墨棒为该电池的正极B.H＋通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动C.

放电过程中，若产生1