高考化学一轮复习：原电池、化学电源（讲义）（解析版）

第22讲原电池化学电源

目录

考情分析【夯基・必备基础知识梳理】

网络构建知识点1化学电源的优点和优劣判断标准

1考点一原电池的工作原理及应用知识点2一次电池

【夯基・必备基础知识梳理】知识点3二次电池

知识点1原电池定义及本质知识点4燃料电池

知识点2原电池装置模型【提升•必考题型归纳】

知识点3原电池的工作原理考向1考查一次电池的工作原理及应用

知识点4原电池的应用考向2考查可充电电池的工作原理及应用

【提升•必考题型归纳】考向3考查燃料电池的工作原理及应用

考向1考查原电池工作原理考向4考查多液电池的工作原理及应用

考向2考查原电池原理的应用

真题感悟

2考点二化学电源

考点要求考题统计考情分析

2023新课标卷10题，6分分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：

原电池2022全国乙卷12题，6分1.从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，

2021全国甲卷9题，6分考查内容主要有以下两个方面：

(1)以新型化学电源为背景，考查原电池的工作原理以及电极反应

2023全国乙卷12题，6分

方程式的书写、离子移动方向等。

化学电源2022湖南卷8题，3分

(2)与工农业生产相结合，考查电极产物的分析及检验等。

2021湖南卷12题，4分

2.从命题思路上看，侧重以新型电源为载体考查原电池的工作

原理。

(1)选择题：常以新型电源和生产生活、科学实验、物质制备等为

背景，考查电极的判断、离子或电子的移动方向、电子转移数目

的判断和电极反应式的书写等。

(2)非选择题：与化学实验、化学平衡、离子平衡、元素及其化合

物等知识相结合来综合考查，常考查电极反应式的书写、探究原

电池原理的应用。

3.根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几个方面：

(1)构成原电池的基本元件有哪些；

(2)该电池有哪些特点；

(3)电极选择与电解液选择有何要求。

单液原电池

盐桥中装有饱和

的KQ、KN03

等溶液和琼胶制

成的胶冻

连接

内

电

路

，

形

成

闭

合

回

路正极：还原反应

工作原理负极：氧化反应

平衡电

荷，使盐桥的作用

加快反应速率

原电池盐桥一双液原电池

不断产一次电池

生电流电

制造化学电源二次电池

盐桥中离子移池

化燃料电池

向：盐桥含饱

和学

KCI(KNO3电

源

)溶液，K+

移向正极，CI

-(NO3-)

移向负极

自发进行的氧化还原反应

活泼性不同的两电极

电解质溶液

两电极直接或间接接触闭合回路

两电极插入电解质溶液中

考点一原电池的工作原理及应用

・夯基•必备基础知识梳理

知识点1原电池定义及本质

1.概念：原电池是把化学能转化为电能的装置,

2.反应本质：自发进行的氧化还原反应。

知识点2原电池装置模型及构成条件

（观察闭合回路特征）

活泼金屈电极、

发生氧

燃料、还原性

化反应

物质等，物质中-

臀些蚪有元I部素化脚合，

有元素化合价-

升高观察两极材料或加入

（通入）物质、反应得征

（1）一看反应：看是否有能直发皿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：一般是活泼性丕回的两电极。

（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。

知识点3原电池的工作原理（以锌铜原电池为例）

将b沿导线传递,有电流产生

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：阴离子向鱼极移动（如SOT）,阳离子向正极移动（如Zr+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++H211>

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

不能量

化学能转化为电能和热能化学能只转化为电能

同变化

点反应

两极反应在相同区域两极反应在不同区域

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KC1、KN03等溶液和琼胶制成的胶冻。

-

②盐桥中离子移向：盐桥含饱和KC1（KNO3）溶液，K+移向正极，CP（NO3）移向负极

③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。

【名师点拨】以铜锌原电池为例构建原电池的认知模型

原里

观

宏

象

现费普电流表指针偏转有红色

观浴解电子移动方向物质生成

微

楼

过阴离子移向.

极

电

物y/Iz生匹阳离子移向丁黄五明

产氧化产物还原产物

极失电子得电子

工

放1I

还原剂氧化剂、.

失e-场所电子离子得e-场所

（负极材料）导体导体（正极材料）

知识点4原电池的应用

1.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（或非

金属）。

2.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CuSCU溶液构成原电池，反应速率增大。

【特别提醒】原电池加快反应速率的理解：在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解,

Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSC）4溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀硫酸足量时，产生

%的物质的量要减少。

3.用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥

梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。

4.设计制作化学电源

①拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应。

②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正

极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极——石墨棒、拓片作负极。

③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发

生反应（如溶解于溶液中的空气）。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的

电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。

④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。

一提升•必考题型归纳

考向1考查原电池工作原理

例1.（2023•广东•校联考模拟预测）硫化氢（H2S）是强烈的神经毒素，对黏膜有强烈的刺激作用。科研人员

设计了如图装置，借助太阳能，将H2s再利用，变废为宝。下列叙述正确的是

质子交换膜

A.b电极发生氧化反应

B.a电极区不可用NaOH溶液作电解质溶液

C.H+的迁移方向为b电极—a电极

D.每生成2gH2,负极区需消耗22.4LH2s

【分析】根据工作原理图分析可知,b电极上H+获得电子生成氢气，则b作正极，电极反应式为2H++2e-=H2f,

因此a作负极，Fe2+失去电子，电极反应为Fe2+-e=Fe3+。

【解析】A.由分析可知，b作正极，电极反应式为2H++2e-=H2f,则b电极发生还原反应，A错误；B.由

分析可知，a电极区反应为：Fe2+-e-=Fe3+,若用NaOH溶液作电解质溶液则生成Fe（OH）2、Fe（OH）3覆盖在

电极a上，阻止反应继续进行，B正确；C.由分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故H+的迁移方向

为负极a电极一正极b电极，C错误；D.题干未告知H2s所处的状态是否为标准状况，故无法计算每生成

2gH2,负极区需消耗H2s的体积，D错误；故答案为：B。

【答案】B

【变式训练1】（2023•河北张家口•统考一模）利用同种气体在两极浓度不同而产生电势差可设计成气体浓差

电池，利用浓差电池可测定混合气体中某气体含量。实验室通过氧气浓差电池测定空气中氧气含量的工作

原理如图所示，其中在参比电极上通入纯氧气，测量电极上通入空气。下列说法错误的是

参

比测

电量

电

C）2、

极熔融Zr

极

混合物

CaO

0%

传递

用于

物可

混合

CaO

Ch、

融Zr

A.熔

极

参比电

路流向

经外电

量电极

子由测

，电

作时

B.工

更准确

气含量

气中氧

所得空

数计算

初期读

，用

作时

C.工

量越高

氧气含

空气中

大，

势差越

，电

强下

同压

D.相

极;

极作正

比电

，则参

反应

还原

发生

电子

得到

应中

在反

】氧气

【分析

2

负

子由

，电

氧气

生成

电子

一失

负极

0-，

化为

子转

得电

氧气

极，

作正

电极

参比

可知，

由分析

】A.

【解析

电子

；B.

正确

-，A

传递

用于

动可

向移

极定

向负

离子

的氧

离出

物电

氧化

金属

熔融

极，

向正

路流

外电

极经

,

理知

作原

由工

；C.

正确

极，B

参比电

路流向

经外电

量电极

子由测

，电

作时