高中化学人教必修第二册2026步步高学习第六章　第一节　第2课时　化学反应与电能

化学反应与电能第2课时第六章

第一节1.设计实验认识构成原电池的条件。2.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。3.了解原电池工作原理的应用。核心素养

发展目标课时对点练内容索引一、原电池构成条件及工作原理二、原电池工作原理的应用<一>原电池构成条件及工作原理1.火力发电——化学能间接转化为电能化学能

能

能

电能其中能量转换的关键环节是

(氧化还原反应)。热机械燃烧2.原电池——化学能直接转化为电能(1)实验探究实验装置

实验现象铜片：________锌片：_____________________铜片：__________锌片：_________电流表：______________实验结论锌与稀硫酸反应产生氢气，而铜与稀硫酸不反应锌

电子，经导线流向

，H+在铜片上

电子被还原生成H2导线中有

通过，反应过程中产生了_____没有变化逐渐溶解，有气泡产生有气泡产生逐渐溶解指针发生偏转失去铜片得到电流电能(2)理论分析锌片和铜片通过导线连接，插入稀硫酸中形成原电池，装置如图所示：电池总反应的离子方程式为

。电极材料电极上的变化电极反应式锌片发生

反应生成

而进入溶液_____________铜片电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的

从铜片获得电子，发生

反应生成氢分子从铜片上放出______________Zn2+Zn-2e-===Zn2+H+还原氧化2H++2e-===H2↑Zn+2H+===Zn2++H2↑(3)原电池化学能电能负极正极氧化还原电子定向思考1结合上述实验和课本原电池原理示意图，分析说明该原电池的电极、导线和电解质溶液中的导电微粒分别是什么，并说明其移动方向，以及电流的移动方向。

思考2

(1)图1装置中的铜起什么作用？铜能否用锌代替？铜能用什么物质代替？提示铜作正极，能导电。若用锌代替铜，两极活泼性相同，不能构成原电池。能用石墨、较不活泼的金属等代替铜。(2)图2中将锌片换成铜，能形成原电池吗？提示不能，无自发进行的氧化还原反应。(3)图2中用酒精代替稀硫酸能形成原电池吗？提示不能，酒精是非电解质，不导电。总结原电池的构成条件——“两极、一液、一线、一反应”活泼性不同电解质闭合回路氧化还原1.(2025·河南驻马店期中)电能是国民生产、生活中的重要能源，如图是2015年我国电力生产量的构成图。下列有关火力发电的描述正确的是A.火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能B.火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨C.火力发电中的能量转化，热能转化为

机械能是关键D.火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可

再生能源√火力发电能量转化主线为化学能→热能→机械能→电能，化学能间接转化为电能，A错误；火力发电的关键是燃烧，C错误；煤炭是不可再生能源，D错误。2.(2025·山东沂水月考)为验证化学反应能否产生电能，实验小组的同学把一块锌片和一根碳棒连接起来，并在导线中间连接一只灵敏电流计(装置如图所示)，然后观察现象。下列关于该实验的说法不正确的是A.实验过程中可以观察到电流计指针偏转B.烧杯中发生的化学反应可以表示为Zn+H2SO4

===ZnSO4+H2↑C.该反应的实质是锌原子将电子转移给了氢离子D.该实验能说明电能可以转化为化学能√烧杯中锌片和稀硫酸发生反应：Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，实质是锌原子将电子转移给了氢离子，锌失去电子变为锌离子，氢离子得到电子生成氢气，该装置能将化学能转化为电能，可以观察到电流计指针偏转，故选D。3.按要求解答问题：(1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为

(填电极名称)，判断依据：

；铜电极的名称是

，溶液中的Cu2+移向

(填“Cu”或“X”)电极。(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为

(填电极名称)，判断依据：

；铜电极的名称是

，溶液中的Ag+移向

(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为

。负极锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)正极Cu正极铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)负极XAg++e-===Ag电极名称的判断方法归纳总结返回<二>原电池工作原理的应用思考用Zn和稀硫酸反应制氢气时，为了使反应加快，常常加入少量CuSO4溶液，请问这是为什么？提示锌和置换出的铜、稀硫酸构成了原电池，可以加快反应进行。1.加快氧化还原反应的进行在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子相互间运动的干扰减小，使反应加快。2.比较金属的活动性一般，若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性：

。A>B3.设计原电池(1)给定氧化还原反应设计原电池一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。如：利用Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag的氧化还原反应可设计原电池。该电池负极为Cu，电极反应式为

，正极为石墨(C)，电极反应式为

。Cu-2e-===Cu2+Ag++e-===Ag(2)简易电池的设计与制作根据原电池原理，设计水果电池和制作简易电池，体会原电池的构成要素。[探究]同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。[提出问题]影响自制电池效果的因素有哪些？[查阅资料]电极材料、电极间距、水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。[实验探究]

Ⅰ.按如图连接水果电池。Ⅱ.实验记录如下：序号电极电极间距水果种类电流表示数(μA)①Cu—Al2.0cm西红柿78.5②Cu—Fe2.0cm西红柿70.3③Al—Al2.0cm西红柿0④Cu—Al2.0cm柠檬45.7⑤Cu—Al1.0cm柠檬98.4⑥石墨棒—Al1.0cm柠檬104.5[解释与结论](1)实验①②③的目的是

。对比实验①②③得出的结论是_______________________________________________

。(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比实验

(填序号)。对比④⑤得出的结论是____________________________________

。探究电极材料对电池效果的影响在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好①④在其他条件相同时，电极间距越小，电流越大，电池效果越好[反思与探讨](3)水果电池中，水果的作用是

。(4)对比实验①②③可知构成水果电池的电极必须具备的条件为________

，构成水果电池的其他要素还有

、

、

。作电解质溶液两极金属活动性不同能发生自发的氧化还原反应形成闭合回路有电解质溶液1.(2025·哈尔滨月考)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√A项，该原电池中自发进行的氧化还原反应为锌和Fe3+反应生成Zn2+和Fe2+，不能验证Fe3+和Cu2+的氧化性强弱，错误；B项，两个相同的电极，不能形成原电池，错误；C项，浓硝酸中铁发生钝化，该原电池负极为铜、正极为铁，不能验证Fe3+和Cu2+的氧化性强弱，错误；D项，该原电池中自发进行的氧化还原反应为铜和Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，可以验证Fe3+和Cu2+的氧化性强弱，D正确。2.现有如下两个反应：A：H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2OB：Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2(1)根据上述两个反应的本质，

(填字母)反应能设计成原电池，其原因是

。(2)将上述反应中能设计成原电池的反应设计成原电池。①写出电极反应式及反应类型：负极：

，

；正极：

，

。BA为非氧化还原反应，没有电子转移；B为氧化还原反应，有电子转移Cu-2e-===Cu2+氧化反应Fe3++e-===Fe2+还原反应②画出装置图并标明电极材料、电解质溶液和电子流向。答案③若导线上通过2mol电子，则负极质量减轻

g。64返回课时对点练题号12345678答案ADCBAADA题号9101112答案CACC对一对答案12345678910111213141513.(1)①A

②化学能电能(2)①锌片铜片食醋番茄②B答案12345678910111213141514.(1)电极间距离(2)锌片化学能(3)2、3

(4)水果的酸性(电解质溶液浓度)15.(1)C

(2)①2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+

②(3)①2H++2e-===H2↑

②常温下，Al在浓硝酸中发生钝化③Al-3e-+4OH-===[Al(OH)4]-

(4)B答案123456789101112131415题组一原电池工作原理1.下列关于原电池的叙述正确的是A.原电池是将化学能转变为电能的装置B.构成原电池的正极和负极材料必须是两种活动性不同的金属C.在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D.原电池放电时，在电解质溶液中阳离子移向负极√对点训练答案123456789101112131415构成原电池的正极和负极的材料必须是能导电的材料，电极材料可以是金属，也可以是非金属，如石墨等，B错误；在原电池中，负极失电子，被氧化，电子从负极流出，C错误；原电池放电时，在电解质溶液中阳离子移向正极，D错误。答案1234567891011121314152.(2025·四川内江期中)如图是课外活动小组设计用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法正确的是A.溶液变成蓝色B.如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向改变C.如果将稀硫酸换成硫酸铜溶液，导线中不会有

电子流动D.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换√答案123456789101112131415该装置组成锌铜原电池，锌作负极，铜作正极，溶液不会变成蓝色，A错误；如果将锌片换成铁片，铁作负极，铜仍旧作正极，电路中的电流方向不变，B错误；如果将稀硫酸换成硫酸铜溶液，仍能形成原电池，导线中会有电子流动，C错误。答案1234567891011121314153.下列各组材料组成如图装置，电流表指针能发生偏转的是答案123456789101112131415选项ABCDM石墨ZnFeAlNAgAgCuAlP稀硫酸蔗糖溶液FeCl3溶液NaOH溶液√答案1234567891011121314Ag、石墨与稀硫酸都不反应，不能构成原电池，电流表指针不能发生偏转，故不选A；蔗糖是非电解质，蔗糖溶液不导电，不能构成原电池，电流表指针不能发生偏转，故不选B；铁的活泼性大于铜，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，Fe、Cu、FeCl3溶液构成原电池，电流表指针能发生偏转，故选C；M、N两个电极相同，不能构成原电池，电流表指针不能发生偏转，故不选D。15

√答案123456789101112131415答案1234567891011121314

15

√答案123456789101112131415答案1234567891011121314

15题组二原电池工作原理的应用6.(2024·辽宁本溪高一段考)比较X、Y、Z、W四种金属的活动性，方案及相关现象如下：①将四种金属各自浸入稀硫酸中，只有W表面无气泡产生；②将X、Y用导线连接浸入稀硫酸中，X上产生气泡；③将Y、Z用导线连接浸入稀硫酸中，Z极质量减小。则四种金属的活动性由强到弱的顺序为A.Z>Y>X>W B.Z>X>Y>WC.Z>Y>W>X D.Y>Z>X>W√答案123456789101112131415答案1234567891011121314①中W表面无气泡产生，说明金属活动性W最弱；②中X上产生气泡，说明金属活动性：Y>X；③中Z极质量减小，Z为负极，说明金属活动性：Z>Y，故选A。157.等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，并向a中加入少量CuSO4溶液，下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系正确的是答案123456789101112131415√答案1234567891011121314由题干可知，a发生的反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu，铜⁃锌⁃稀硫酸构成原电池，使制取H2的反应速率增大，反应用时少于b，同时由于Zn与CuSO4发生反应，导致与硫酸反应的锌的质量减少，因而生成的氢气减少。158.某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+，能实现该反应的原电池是答案123456789101112131415选项ABCD正极AgCFeCu负极FeFeZnFe电解质溶液FeCl3FeCl2Fe2(SO4)3CuSO4√答案1234567891011121314A中原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+，正确；B中没有自发的氧化还原反应，不能构成原电池，错误；C中锌比铁活泼，锌作负极，总反应的离子方程式为Zn+2Fe3+===2Fe2++Zn2+，错误；D中原电池总反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu，错误。159.某实验小组同学设计如图所示对比实验，探究原电池的构成条件，下列相关说法不正确的是答案123456789101112131415综合强化

实验1实验2实验3实验装置

实验现象①锌粒逐渐变小；②铜丝远离锌粒的一端有气泡产生无明显现象①锌粒逐渐变小；②锌粒上有气泡产生；③铜丝无明显变化A.实验1形成原电池，将化学能转化为电能B.实验1中锌粒作负极，铜丝作正极C.对比实验1和实验2，说明形成原电池可以使Cu与稀硫酸反应D.对比实验1和实验3，说明形成原电池需要导线连成闭合回路答案1234567891011121314√15

实验1实验2实验3实验装置

实验现象①锌粒逐渐变小；②铜丝远离锌粒的一端有气泡产生无明显现象①锌粒逐渐变小；②锌粒上有气泡产生；③铜丝无明显变化答案1234567891011121314实验1中形成原电池，化学能转化为电能，锌粒作负极，发生失电子的氧化反应：Zn-2e-===Zn2+，铜丝作正极，H+在正极得电子发生还原反应：2H++2e-===H2↑，A、B正确；实验1的本质是锌粒与稀硫酸的反应，C错误；原电池需要形成闭合回路，D正确。15

√答案123456789101112131415答案1234567891011121314

1511.(2025·广西河池段考)现有纯锌片、纯铜片，500mL0.2mol·L-1的H2SO4溶液、导线、1000mL量筒。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时，在某段时间内通过导线的电子的物质的量。下列说法正确的是A.b为纯锌片B.溶液中的H+向a极移动C.当量筒中收集到672mL(标准状况下)气体

时，通过导线的电子的物质的量为0.06molD.如果将a、b两电极的电极材料对调，则U形管中左端液面上升，右端

液面下降√答案123456789101112131415答案1234567891011121314

15

√答案123456789101112131415答案1234567891011121314

1513.(2025·太原期中)据统计，电动载人汽车、锂离子电池和太阳能电池等“新三样”产品合计出口1.06万亿。回答下列问题：(1)①居民日常使用的电能主要来自

(填字母)。A.火力发电B.光伏发电C.风力发电②化学电池是将

(填“化学能”或“电能”，下同)直接转化为

的装置。答案123456789101112131415A化学能电能(2)在学习了电池的发展历史和简单电化学知识后，我们自己动手做一个原电池。下面是同学们收集到的一些用品，请你挑选出可以用来制作原电池的用品并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。铜片、锌片、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、番茄。①负极材料：

，正极材料：

，电解质溶液：

或

。答案123456789101112131415锌片铜片食醋番茄将活泼性不同的两个电极插入电解质溶液中，形成闭合回路构成原电池，则负极材料：锌片，正极材料：铜片，电解质溶液：食醋或者番茄。②另一组同学在选取其他实验材料后，动手组装如图所示的电池。为了向其他同学介绍这款电池，需要对其原理作分析，下列说法正确的是

(填字母)。A.铁环作负极，发生反应：Fe-3e-===Fe3+B.电池工作时，电子从铁环经LED灯流向铜线C.电池工作时，铁环变细，铜线变粗D.电池工作一段时间后，柠檬的酸性变强答案123456789101112131415B答案1234567891011121314铁环作负极，发生反应：Fe-2e-===Fe2+，铁环变细，铜线作正极，H+得到电子发生还原反应，铜线不会变粗，电池工作时，电子从负极流向正极，故由铁环经LED

灯流向铜线，电池工作结束后柠檬中H+被消耗，酸性变弱，故选B。1514.几位同学以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如表所示：答案123456789101112131415实验编号水果种类电极间距离/cm电流/μA1番茄198.72番茄272.53苹果227.2(1)该实验的目的是探究水果种类和

对水果电池电流的影响。电极间距离实验1和2的电极间距离不同，导致电流强度有差异。答案123456789101112131415实验编号水果种类电极间距离/cm电流/μA1番茄198.72番茄272.53苹果227.2(2)该实验所用装置中，负极的材料是

，该装置将

转化为电能。(3)能表明水果种类对电流有影响的实验编号是

。锌片化学能2、3实验2和3电极间距离相同，水果种类不同，导致电流强度不同。答案123456789101112131415实验编号水果种类电极间距离/cm电流/μA1番茄198.72番茄272.53苹果227.2(4)请你再提出一个可能影响水果电池电流的因素：__________________

。水果的酸性(电解质溶液浓度)不同水果中电解质溶液的浓度不同，导电能力不同，电流强度不同。15.(2025·北京朝阳段考)完成下列问题。(1)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是

(填字母)。A.CO2+C

2COB.SO3+H2O===H2SO4C.CH4+2O2

CO2+2H2OD.Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O答案123456789101112131415C答案123456789101112131415原电池的构成原理是自发进行的氧化还原反应，而C+CO2

2CO不能自发进行；SO3+H2O===H2SO4、Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O不属于氧化还原反应。(2)设计原电池装置证明Fe3+的氧化性比Cu2+强。①写出能说明氧化性Fe3+大于Cu2+的离子方程式：

。②在方框中画出装置图，并标注出电极材料和电解质溶液。答案1234567891011121314152Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+答案123456789101112131415Fe3+和Cu反应生成Cu2+和Fe2+：2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+，该反应中Fe3+为氧化剂，Cu2+是氧化产物，说明氧化性Fe3+大于Cu2+；设计成原电池，则正极为Cu，负极用石墨，电解质溶液用氯化铁溶液。(3)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了一系列实验。实验结果记录如表：答案123456789101112131415编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、石墨稀盐酸偏向石墨3A