2025年人教版高二化学寒假提升练：原电池（学生版）

专题10原电池

嫌内容早知道

“第一层巩固提升练（3大考点）

考点一原电池的工作原理

考点二原电池原理的应用

考点三化学电源的电极反应式的书写

"■第二层能力提升练

«■第三层拓展突破练

--------CHlhO-O-©--------

考点一原电池的工作原理

□积累与运用

1.原理：负极一失电子一发生氧化反应一电子通过导线流向正极—正极一得电子一发生还原反应

2.模型图

411i『dJk

氧化反应|负极1”士▼正极1还原反应

-r—阳离子一►~r—

--阴离子

电解质溶液

3.电子和离子的流动方向

电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动，离子只能在溶液中移动而不能通过导线，可以形象

地描述为“电子不下水，离子不上岸”o

4.判断原电池正、负极的方法

较不活泼金

一较活泼金属-电极材料一

属或非金属

判

判一氧化反应电极反应还原反应T*

断

断

为

为—电子流出一电子流向电子流入一

正

负

极

极

不断溶解或电极增重或

电极现象

质量减少质量不变

一阴离子移向一离子移向一阳离子移向一

1.锌铜原电池装置如图，下列说法不亚颂的是

（含KC1饱和溶液的琼胶）

A.锌电极上发生氧化反应B.电子从锌片经电流计流向铜片

C.铜电极上发生反应：Ci?++2e-=CuD.盐桥中C「向Cu极移动

2.某兴趣小组为了探索原电池的工作原理，设计了以下实验，部分实验现象记录如下。

编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向

1镁片、铝片稀硫酸偏向铝片

2铜片、铝片。浓硝酸

3倭片、铝片NaOH溶液偏向袋片

4铁片、石墨NaCI溶液

下列说法正确的是

A.实验1中电子流向为镁片“导线-铝片-电解质溶液”镁片

B.实验2中的A1片电极反应式为A1一3e-=A13+

C.实验4电流表指针偏向铁片

D.由实验1和3可知，保持电极材料不变，可通过更换电解质溶液改变正负极

3.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

AJO?Cr-LBDi-lA

装置

甲乙--z-z-丙

「二j---

稀硫酸CuSC）4溶液稀硫酸

现象A上有气体产生B的质量增加二价金属A不断溶解

根据实验现象判断下列说法错误的是

A.装置甲中正极的电极反应式是：2H++2e-=H2个

B.四种金属的活泼性强弱顺序为：OB>A>D

C.装置乙中B为负极

D.装置丙中负极电极反应式为：A-2e-A2+

4.某学习小组查阅资料知氧化性：MnO；＞Fe3+,设计了双液原电池，结构如下图所示。盐桥中装有琼脂

与饱和K2s0,溶液。下列说法正确的是

甲乙

A.溶液A为Fe2（SOj溶液

B.乙烧杯中的电极反应式为MnO；+8H++5b=M/+4H2O

C.外电路的电流方向为从a到b

D.电池工作时，盐桥中的SOj移向乙烧杯

考点二原电池原理的应用

□积累与运用

1.比较金属活动性强弱。如有两种金属a和b,用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b

极上有气泡产生。由此可判断出a极是负极,b极是正极,故金属活动性辿。

2.加快氧化还原反应的速率。如在锌与稀H2s04反应时加入少量CuSO4溶液，能形成Cu—Zn微

小的原电池，从而加快产生H2的速率。

3.设计简单的原电池装置

以Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反应为例，原电池装置设计方法思路如下

第一步：将电池总反应拆成两个半反应

负极：Fe—2e-^=Fe2+,正极：Cu2++2e-=Cu

第二步：确定负极材料、正极材料和电解质溶液

负极材料：失电子的物质（还原剂）作负极材料即Fe。

正极材料：用比负极材料金属活动性差的金属或非金属导体作正极材料即Cu或Ag或C等。

电解质溶液：含有反应中作氧化剂的物质作电解质，即CuSCU溶液，如果两个半反应分别在两个容

器中进行（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。

5.将反应2Cu+Ag2O=C%O+2Ag设计成如下图所示的原电池，下列说法正确的是

G

CuAg2O/Ag

■"OH：：*：

s二二二二二

A.AgoO/Ag电极为负极B.电池工作时，OH-向正极移动

C.电池工作时，电子由Cu流向Ag?。D.理论上每消耗6.4gCu,外电路中通过的电子为0.2mol

6.M、N、P、E四种金属，已知：①M+N2+=N+M";②M、P用导线连接放入NaHSC）4溶液中，M表

面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式分别为E2++2F=E,

N-2e-=N2+»则这四种金属的还原性的强弱顺序是

A.P>M>N>EB.E>N>M>P

C.P>N>M>ED.E>P>M>N

7.铁片与lOOmLO.lmol/L的稀盐酸反应，生成出的速率太慢。下列方法能加快反应速率的是

A.增大压强B.加NaCI固体

C.滴加几滴CuSO4溶液D.改用98%的浓硫酸

8.根据化学反应设计原电池（选用相同的盐桥）时，下列各项中合理的是

选项正极（金属/电解质溶液）负极（金属/电解质溶液）

AZn/ZnSO4溶液Fe/H2s。4溶液

BFe/FeCh溶液Zn/ZnSCU溶液

CZn/H2s。4溶液Fe^FeCh溶液

DFe/ZnSCU溶液Zn//FeCI2溶液

A.AB.BC.CD.D

考点三化学电源的电极反应式的书写

□积累与运用

1.可充电电池电极反应式的书写

在书写可充电电池电极反应式时，要明确可充电电池放电时为原电池，充电时为电解池。

(1)原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应，对应元素化合价升高。

(2)原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应，对应元素化合价降低。

2.燃料电池电极反应式的书写

(1)燃料电池的正、负极均为惰性电极，均不参与反应。

(2)正极反应式的书写

正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，根据电解质的不同，正极反应式的书写分以下几种

情况：

①在酸性溶液中，生成的氧离子与氢离子结合生成水，电极反应为。+4葭+4H+=2压0。

②在碱性溶液中，氧离子与氢氧根离子不能结合，只能与水结合生成氢氧根离子，电极反应为

--

02+4e+2H20=40Ho

③在熔融碳酸盐中，氧离子能与二氧化碳结合生成碳酸根离子，电极反应为02+2C02+4e-

=2C0t»

(3)负极反应式的书写

若负极通入的气体为含碳化合物CO、CH&、CH30H等，碳元素均转化为正四价的碳，在酸性溶液中

生成二氧化碳气体，在碱性溶液中生成碳酸根离子，在熔融碳酸盐中生成二氧化碳，含有氢元素的化

合物的电极反应最终都有水生成。

燃料电池的总反应一正极反应=负极反应，注意将两个反应相减时，要约去正极反应物02。

9.铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其总反应：Pb+PbO2+2H2SO4k-2PbSO4+2H2Oo下列说法不正

确的是

A.放电时，当外电路上有2mole一通过时，负极质量增加96g

2+

B.放电时正极反应式PbO,+4H++2e-=Pb+2H2O

C.充电一段时间生成硫酸的物质的量增加

D.若用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水，每消耗ImolPb,在阴极产生2moiNaOH

10.铁银可充电电池以KOH溶液为电解液，放电时的总反应为Fe+Ni2()3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,

下列有关该电池的说法正确的是

A.放电时，正极反应式为Fe-2e-+2OIT=Fe(OH)2

B.放电时，K+向Fe电极迁移

C.放电时，负极区pH增大

D.充电时，实现了电能向化学能的转化

11.锂离子电池是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca-LiFeP。’可充电电池的原理

2++

示意图如图，电池反应为：xCa+2LiFePO4、箸、xCa+2Li/ePC>4+2xLi下列说法错误的是

放电

充电Li1_xFePO4

脱嵌

•//LiFePO

4

钙电极

电

极•

嵌入

LiPF6-LiAsF6锂离子Li2s。4溶液

电解质导体膜

A.放电时，钙电极为负极，发生氧化反应

B.充电时，Ca2+在阴极处得电子

C.LiPF6-LiAsF6电解质可以换成水溶液做电解质

D.充电时，Lii-xFePCU/LiFePCU电极的电极反应式为LiFePC>4-xe-=Li].xFePO4+xLi+

12.如图是甲醇燃料电池的结构示意图，电池反应为2cH3OH+3O2=2CO2+4H2。，下列说法正确的是

A.左电极为电池的正极，a处通入的物质是甲醇

B.右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气

C.负极反应为CH3OH+H2O-6e=CO2T+6H+

D.正极反应为02+2a0+4片=40川

---G-CHD-O©---

1.用铜片、银片、CU(NC)3)2溶液、AgNC>3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。

AgNC>3溶液Cu(NC>3)2溶液

①在外电路中，电流由银电极流向铜电极

②正极反应为：Ag++e-=Ag

③实验过程中取出盐桥，原电池将停止工作

④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

⑤盐桥中的K+移向CU(NO3)2溶液

⑥电子的移动方向：Cu极-导线-Ag电极-AgNC>3溶液

上述①~⑥中正确的有

A.5个B.4个C.3个D.2个

2.全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S$材料，电

池反应为16Li+xS8=8Li2Sx(2<x<8)o下列说法正确的是

A.电解质中加入硫酸能增强导电性

B.电池充电时间越长，电池中的Li2s2量越多

+

C.电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4

D.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.7g

3.在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发

电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许Na+通过)。下列说法正确的是

A.电子通过钠超离子导体由a极移动到b极

B.工作一段时间b极附近可能有白色固体析出

C.电池工作时每消耗标准状况下2.24Leo2,a极质量减少4.6g

D.该电池中的有机电解液可选用乙醇

4.电化学气敏传感器法可用来测定空气中C。含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是

CO、xCO2

+

A.工作电极上的反应式为H2O+CO+2e-=CO2+2H

B.该电池工作时，外电路中电子的流动方向为工作电极好H2so4溶液好柏电极好灯泡好工作电极

C.每消耗0.2mol。2，同时产生C02的质量为17.6g

D.电池工作一段时间后，溶液的pH增大

5.某新型电池可以处理含CN-的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。下列关于该

电池工作时的说法正确的是

换膜I换膜n

A.b极为电池的负极

B.a极发生的电极反应为2CN「10e一+12。氏=2€：07+必1+6凡0

C.电池工作一段时间后，右室溶液pH减小

D.海水中的Na+通过离子交换膜回向左室迁移

6.某科研小组用电化学方法将CO?转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示（该交换膜只允许H+通

过），下列说法正确的是

CO

co2

A.M极为正极，N极发生氧化反应

B.N极电极反应方程式为CO2+2H+-2e.=CO+HQ

C.若生成标准状况下22.4LO2,有4moiH+从左室通过交换膜移到右室

D.工作一段时间后，M电极室中的溶液酸性减弱

7.中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性Zn-CO?电池，实现了C0?和HCOOH之间的高效可逆转换,

其反应原理如图所示:

多孔Pd

纳米片

已知双极膜可将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。下列说法错误的是

A.充电时，OIF由双极膜移向Zn电极

B.放电时，Pd电极表面的电极反应为：CO2+2e+2H=HCOOH

C.放电时和充电时，Pd电极的电势均高于Zn电极

D.当外电路通过1mol电子时，双极膜中解离水的物质的量为1mol

8.市售某种锌铺干电池的构造如图所示，该干电池反应原理的化学方程式为:

Zn+2NH4CI+2MnO2=Zn(NH3)2CI2+2MnO(OH),下列说法错误的是

石墨棒

二氧化镒

氯化镇

卜锌筒

A.该干电池是碱性锌锦干电池

B.电池工作时，NH；向正极移动

C.环境温度过低，不利于电池放电

D.正极电极反应为：NH*+MnO2+e=MnO(OH)+NH3

9.如图为两种不同的铜锌原电池，图1为单液原电池，图2为双液原电池。下列相关说法不正确的是

—

—铜

EI

2/

/三

//

MH

/\

K一

P21M\

--

CuS04溶液ZnSC>4溶液CuSC>4溶液

图1图2

A.图2所示原电池能量利用率比上左图所示原电池要高

B.将图2CuSO&溶液换成稀硫酸，铜电极生成标准状况下11.2L气体时，电路中转移2moi电子

C.图1所示单液原电池中，电流流向为铜片好导线好锌片好CuSC)4溶液玲铜片

D.上述原电池的反应原理为Zn+CuSO4=Cu+ZnSC>4

10.如下图所示为某同学探究金属与浓硝酸反应设计的原电池实验装置，该实验在常温下进行，实验时先

放入铁片，直到无气泡后再放入铜片，连接好装置。下列说法不正确的是

A.铜电极上发生氧化反应

B.铁比铜活泼，铁作负极

C.溶液中阴离子移向铜片，阳离子移向铁片

D.铁片附近产生红棕色气体，电极反应式为2H++NO]+e-=NO2f+H2。

--------©-O-©-©-©--------

11.一种氢氧燃料电池的装置如图所示(电解质溶液为稀H2SC»4溶液，两电极均为惰性电极)。下列说法正确

的是

电极电极

N

M

I

1质子

Jo

换膜

/交

学能

化为化

电能转

主要由

的能量

该装置

A.

T

4OJ

+46-=

珥。

2+2

式为。

极反应

上的电

电极

B.N

L

为2.24

体积

2的

消耗H

此时

电子，

mol

移0.2

每转

C.

区。

。2=2

H2+

应为2

总反

池的

该电

D.

确的是

法不正

下列说

液），

解质溶

液作电

OH溶

如图（K

作原理

池的工

空气电

的锌一

z。？

产生H

种可

.一

12

电极

复合碳

极流向

由Zn

电子

A.

+

O

=H

+2e

+2H

式：O

极反应

2的电

H2O

生成

B.

22

2

移动

极方向

向锌电

的OIF

溶液中

电解质

C.

lHgz

成Imo

上生

理论

锌，

5g

消耗6

D.

。某

完成

放电

等时

度相

子浓

极室离

当两

池，

浓差电

为离子

电池称

动势的

产生电