高考化学一轮复习 同步课件 大单元四　第十章　第34讲　原电池　常见化学电源（浙江版）

第十章

第34讲

原电池常见化学电源1.理解原电池的工作原理。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.能够书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。复习目标课时精练考点一原电池的构成及工作原理考点二常见化学电源练真题

明考向内容索引原电池的构成及工作原理考点一1.原电池的概念原电池是将

能转化为

能的装置，其反应的实质是自发进行的氧化还原反应。2.原电池构成条件下列装置不能构成原电池的是

(填序号)。化学电①③④归纳总结(1)原电池构成的四大基本要素：电极反应、电极材料、离子导体、电子导体。(2)原电池构成条件：①两极的电势不同(存在电势差)，有能自发的氧化还原反应。②形成闭合回路ⅰ.外电路：电极材料用导线连接或相接触。ⅱ.内电路(电解质溶液、熔融电解质、固态离子导体)：提供能使阴、阳离子迁移的环境。3.原电池的工作原理(1)原电池模型(2)以铜锌双液原电池为例分析工作原理(图见2⑤)，完成表格。电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应____________________________反应类型____________________电子流向由Zn片沿

流向Cu片盐桥中离子移向盐桥中装有含饱和KCl溶液的琼脂，K+移向

极，Cl-移向

极Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu氧化反应还原反应导线正负电极名称负极正极盐桥作用①连接内电路，形成闭合回路；②

，使原电池不断产生电流工作效率装置②中有部分Zn与Cu2+

，使电池效率降低；装置⑤中使Zn与Cu2+

，电池效率提高，电流稳定平衡电荷直接反应隔离4.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性，在原电池中，一般较活泼的金属作负极(注意电解质溶液对电极反应的影响)。(2)加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。(3)应用于金属防护。(4)设计原电池。①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。根据反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式：应用举例①不含盐桥②含盐桥

负极：_______________正极：_______________Cu-2e-===Cu2+Fe3++e-===Fe2+易错辨析1.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(

)2.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(

)3.图1能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移(

)4.图2能实现Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑(

)√√√×一、原电池的构成及电极判断1.右列属于原电池装置的是

(填字母)。对于原电池装置，分别指出各电极的名称：

。ABC答案A装置：Zn是负极，Ag2O是正极B装置：Pt(a)是负极，Pt(b)是正极C装置：Li是负极，FeS2是正极二、原电池工作原理与电极反应式书写2.控制合适的条件，可使反应2Fe3++2I-⥫⥬2Fe2++I2向不同的方向进行，改变电极反应。(1)反应开始时，乙中石墨电极的名称：

，反应类型：

；甲池中发生

(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为

。(2)一段时间后，电流表读数为零，在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作

(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_____________。负极氧化反应还原Fe3++e-===Fe2+正I2+2e-===2I-3.有如图所示的四个装置，回答相关问题：(1)图①中，Mg作

极。(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：___________

。(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：__________

。负正Al+4OH--3e-===[Al(OH)4]-2H2O+2e-===2OH-+H2↑2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑正Cu-2e-===Cu2+

Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+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CuO2+4e-+2H2O===4OH-归纳总结电极反应式书写的一般方法返回常见化学电源考点二1.一次电池(干电池)

负极反应式：_______________________；正极反应式：______________________________；总反应：Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2

负极反应式：_______________________；正极反应式：___________________________；总反应：Zn+Ag2O===ZnO+2AgZn+2OH--2e-===Zn(OH)2MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-Zn+2OH--2e-===ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-2.二次电池铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，总反应：Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O。(1)放电时：负极反应式：

；正极反应式：

。放电时，当外电路上有2mole-通过时，溶液中消耗H2SO4

mol。

2(2)充电时：阴极反应式：

；阳极反应式：

。充电一段时间电解质溶液的pH

(填“增大”“减小”或“不变”)。提醒

充电时电极的连接：负接负作阴极，正接正作阳极。

减小3.燃料电池燃料电池的种类很多。现以氢氧燃料电池(如图)为例来说明其工作原理。完成下表：介质酸性碱性负极反应式________________________________正极反应式________________________________________电池总反应式2H2+O2===2H2OH2-2e-===2H+H2+2OH--2e-===2H2OO2+4H++4e-===2H2OO2+2H2O+4e-===4OH-注意

燃料电池的电极不参加电极反应，通入的燃料在负极上发生氧化反应，O2在正极上发生还原反应。易错辨析1.可根据电池内的电解质不同将干电池分为酸性电池和碱性电池(

)2.铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加(

)3.二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应(

)4.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(

)5.在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定发生氧化反应(

)√√√××

√

2.(2021·浙江1月选考，22)镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是A.断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形

式：化学能→电能B.断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生

还原反应C.电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D.镍镉二次电池的总反应式：Cd+2NiOOH+2H2O

Cd(OH)2+2Ni(OH)2√

断开K2、合上K1时，是放电过程，化学能转化为电能，A正确；断开K1、合上K2时，是充电过程，电极A与电源负极相连，是阴极，发生还原反应，B正确；断开K1、合上K2时，电极B与电源正极相连，是阳极，电极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===2NiOOH+2H2O，OH-被消耗，溶液中KOH浓度会减小，C错误；充电时的电极反应分别为阳极：2Ni(OH)2+2OH--2e-===2NiOOH+2H2O，阴极：Cd(OH)2+2e-===Cd+2OH-，可知镍镉二次电池的总反应式为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正确。二、二次电池电极反应式书写3.已知镍镉二次电池(电解质溶液为KOH溶液)的总反应为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。则放电时负极反应式为_________________

，正极反应式为

；充电时阳极反应式为

。Cd+2OH--2e-===Cd(OH)22NiOOH+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-2Ni(OH)2+2OH--2e-===2NiOOH+2H2O4.科学家研发的一种新型的Ca⁃LiFePO4可充电电池的工作原理示意图如图，电池反应为xCa2++2LiFePO4

xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+。(1)写出放电时，电池正极和负极的电极反应式：

、

。(2)写出充电时，阴极和阳极的电极反应式：

、______________________

。Li1-xFePO4+xLi++xe-===LiFePO4Ca-2e-===Ca2+Ca2++2e-===CaLiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+练后反思二次电池电极反应式的书写方法(1)将放电时正极电极反应式的反应物与生成物对调，“+ne-”改为“-ne-”，即可写出充电时阳极的电极反应式。(2)将放电时负极电极反应式的反应物与生成物对调，“-ne-”改为“+ne-”，即可写出充电时阴极的电极反应式。(3)若已知充电时阳极(或阴极)的电极反应式，也可以同理推出放电时正极(或负极)的电极反应式。三、燃料电池电极反应式书写5.(2025·嘉兴模拟)由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，请写出石墨Ⅱ电极的电极反应式：

。

6.以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。(1)酸性溶液(或含质子交换膜)正极：

，负极：

。(2)碱性溶液正极：

，负极：

。O2+4e-+4H+===2H2OCH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+O2+4e-+2H2O===4OH-

O2+4e-===2O2-CH3OH-6e-+3O2-===CO2+2H2O

练后反思返回已知总反应式时的电极反应式的书写方法若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。精练真题练真题明考向

√

酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨棒为正极，A错误；原电池工作时，阳离子向正极(石墨棒电极)方向移动，B错误；MnO2发生还原反应，C错误；锌筒为负极，负极发生氧化反应：Zn-2e-===Zn2+，D正确。

√

3.(2021·浙江6月选考，22)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是A.充电时，集流体A与外接电源的负极相连B.放电时，外电路通过amol电子时，LiPON

薄膜电解质损失amolLi+C.放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2D.电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCoO2

Si+LiCoO2√返回

由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极相连，A说法正确；放电时，外电路通过a

mol电子时，内电路中有a

mol

Li+通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li+，B说法不正确；放电时，电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2，C说法正确；电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子转化为Li+，正极上Li1-xCoO2得到电子和Li+转化为LiCoO2，故电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCoO2

Si+LiCoO2，D说法正确。精练高频考点提升关键能力课时精练对一对题号1234567答案CBADCAC题号891011答案BCBD答案12345678910111213答案1234567891011121312.

答案1234567891011121313.

1.(2024·江苏，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是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1molMnOOH，转移电子数为2×

6.02×1023√12345678910111213答案

电池工作时，Zn为负极，MnO2为正极，MnO2得到电子，发生还原反应，A错误；电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率减小，不利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-可知，反应中每生成1

mol

MnOOH，转移1

mol(即6.02×1023个)电子，D错误。12345678910111213答案2.某锂锰一次电池的结构如图所示，电池工作时MnO2转化为LiMnO2，下列说法错误的是A.电极a为电池的负极B.电极b的反应式为MnO2-e-+Li+===LiMnO2C.电池中的有机溶剂不能使用乙酸D.电池工作时Li+移向电极b12345678910111213答案√

电池工作时MnO2转化为LiMnO2，锰元素价态降低，则电极b为正极，电极a为负极，据此解答。由分析可知，电极a为电池的负极，A正确；电极b上MnO2被还原为LiMnO2，电极反应式为MnO2+e-+Li+===LiMnO2，B错误；乙酸能与锂单质反应，因此锂电池中的有机溶剂不能使用乙酸，C正确；电池工作时Li+移向正极，即移向电极b，D正确。12345678910111213答案3.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C.电池充电时总反应为2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低12345678910111213答案√

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。

12345678910111213答案√12345678910111213答案

5.(2021·山东，10)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH⁃O2、N2H4⁃O2、(CH3)2NNH2⁃O2清洁燃料电池，下列说法正确的是A.放电过程中，K+均向负极移动B.放电过程中，KOH物质的量均减小C.消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2⁃O2燃料电池的理论放电量最大D.消耗1molO2时，理论上N2H4⁃O2燃料电池气体产物的体积在标准状况

下为11.2L√12345678910111213答案

12345678910111213答案6.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700~900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是A.电池内的O2-由电极乙移向电极甲B.电池总反应为N2H4+2O2===2NO+2H2OC.当电极甲上有1molN2H4被消耗时，电极乙上有

22.4LO2参与反应D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲12345678910111213答案√

该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，原电池工作时，阴离子移向负极，A项正确；电池的总反应为N2H4+O2===N2+2H2O，B项错误；当电极甲上消耗1

mol

N2H4时，电极乙上就有1

mol

O2参与反应，但题目中没有指明是否处于标准状况，故无法计算参与反应的O2的体积，C项错误；在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，D项错误。12345678910111213答案7.(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ⁃MnO2研制了一种MnO2⁃Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是12345678910111213答案A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移B.充电时，会发生反应：Zn+2MnO2===ZnMn2O4C.放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-===MnOOH

+OH-D.放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH√

12345678910111213答案8.(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是12345678910111213答案

√

12345678910111213答案9.(2025·杭州一模)热电化学电池可以将热能直接转换为电能，一种热电化学电池的工作原理如图。下列说法不正确的是12345678910111213答案

√

12345678910111213答案10.(2025·台州高三二模)一种Zn⁃CO2离子液体电池可以在供电的同时将CO2转化为CH4，电解质为离子液体[EMIM]+[BF4]-及少量水，其中的[EMIM]+是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池(如图所示)运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有ZnCO3生成。12345678910111213答案

√

12345678910111213答案12345678910111213答案11.电极电势的测定常用甘汞电极作为参比电极(部分数据如下)。电极种类Na+/NaZn2+/ZnH+/H2甘汞电极Cu2+/Cu电极电势/V-2.71-0.760.000.240.34测定过程中，待测电极与甘汞电极组成原电池，其工作原理如图。下列说法正确的是A.盐桥中Cl-向甘汞电极移动B.若M为Cu，则电极反应式是Cu-2e-===Cu2+C.甘汞电极电极反应式是2Hg+2Cl--2e-===Hg2Cl2D.测定过程中，甘汞电极内部KCl晶体可能增多√

正极电势高于负极电势，由表中数据和图示可知，当甘汞电极作正极时，正极得电子，盐桥中的阳离子移向甘汞电极，当甘汞电极作负极时，负极失电子，盐桥中的阴离子移向甘汞电极，A、C错误；若M为Cu，则甘汞电极为负极，铜作正极，正极得电子，电极反应式为Cu2++2e-===Cu