第12讲　原电池及其工作原理 复习讲义 （含答案）江苏省2027届普通高中化学学业水平合格性考试

第12讲　原电池及其工作原理
1. 通过简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理。
2. 认识原电池的能量转化形式。
1. 原电池的概念：利用氧化还原反应将　　　　能转化为　　　　能的装置。
2. 右图为锌铜硫酸原电池装置
(1) 原理：锌比铜活泼，锌容易　　　　电子，被氧化成Zn2+进入溶液，电子通过导线流向铜片，溶液中的　　　　在铜电极得到电子被还原成氢原子，氢原子结合成　　　　从铜片表面逸出。
(2) 现象：锌片　　　　　　，铜片　　　　　　。电流计发生　　　　。
(3) 电极反应式及反应类型
①负极：　　　　　　　　　　　　　　　　(　　　　　反应)；
②正极：　　　　　　　　　　　　　　　　(　　　　　反应)；
③总反应：　　　　　　　　　　　　　　　　(　　　　　　　反应)。
3. 原电池电极名称及电极反应
(1) 正极：电子流　　　的一极，　　　电子，被　　　，发生　　　反应。
(2) 负极：电子流　　　的一极，　　　电子，被　　　，发生　　　反应。
4. 电子、电流、离子运动方向
(1) 电子流向：电子在外电路沿导线从　　　　极流向　　　　极，锌铜。
(2) 电流方向：　　　　极到　　　　极，铜锌。
(3) 溶液中离子迁移方向：阳离子向　　　　极迁移、阴离子向　　　　极迁移。H＋移向　　　　极，SO移向　　　　极。
5. 原电池原理的应用
(1) 增大化学反应速率。如实验室用稀硫酸和锌反应制氢气时滴加几滴CuSO4溶液可以增大反应速率，因为　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 判断原电池中两极的化学活泼性，一般来说，　　　　极的活泼性大于　　　　极。
(3) 构成原电池保护金属。如在轮船上绑一个锌块的目的是　　　　　　　。
铜锌原电池中，电解质为H2SO4，H＋移向正极还是负极？
有活泼性差异的两个电极，一般活泼的为负极。那么对于反应2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2，如何判断该反应中的负极材料？
1. [2025江苏合格考]如图所示，将水体中的钢铁设施与Zn连接可形成原电池，Zn作负极。下列说法正确的是(　　)
A. Zn得电子
B. 电子由钢铁设施通过导线流向Zn
C. Fe的金属活动性强于Zn
D. 该方法可减缓水体中钢铁设施腐蚀
2. [2024江苏合格考]有一柔性电池，Zn为负极，MnO2为正极，电池工作时下列说法不正确的是(　　)
A. Zn逐渐被消耗
B. MnO2失去电子
C. 离子从电解质膜通过
D. 化学能转化为电能
[2023江苏合格考]阅读下列材料，回答3～4题。
H2作为燃料电池，不会生成污染物。NH3也可以作为理想的燃料电池。理想燃料电池要求具有易于储存，泄漏易察觉，污染小等特点。
3. 一种氢氧燃料电池的反应装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 电极a是正极
B. 电子由电极b经导线流入电极a
C. 该电池总反应为2H2＋O2===2H2O
D. 该装置可将电能转化为化学能
4. 氨的下列性质中，与其成为燃料电池的理想燃料不相关的是(　　)
A. 无色 B. 有刺激性气味
C. 易液化 D. 在电池中与O2反应的产物无污染
5. [2022江苏合格考]某原电池的结构如图所示。下列有关该原电池的说法正确的是(　　)
A. Zn为正极 B. Cu表面气体为H2
C. 电子由Cu流向Zn D. 可以将电能转化为化学能
6. [2021江苏合格考]某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图)，下列有关说法正确的是(　　)
A. Zn 为正极
B. 工作时Cu电极发生氧化反应
C. 工作时电子由Cu经外电路流向Zn
D. 工作一段时间后Cu电极质量增加
7. [2020江苏合格考样题]某原电池装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 石墨棒为负极
B. 铁片的质量减少
C. 硫酸被氧化
D. 电子由石墨棒流向铁片
8. [2020江苏合格考]某同学用如图所示装置探究原电池的工作原理，并推出下列结论，其中不正确的是(　　)
A. 锌片不断溶解，说明Zn失去电子
B. 铜片上产生气泡，说明溶液中H＋在其表面得到电子
C. 电流计指针发生偏转，说明该装置将电能转换为化学能
D. 该装置中发生的总反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
1. [2026届连云港合格考模拟]某兴趣小组设计的水果电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)
A. 该装置能将电能转化为化学能 B. 铜片作水果电池的负极
C. 锌片发生还原反应，有气泡冒出 D. 电子由锌片经导线流向铜片
(第1题) (第2题) (第3题)
2. [2026届南京六校合格考模拟]液氨可作为汽车未来的新能源，用于汽车的液氨液氧燃料电池工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)
A. 电极a是正极 B. 工作时O2发生还原反应
C. 电子由电极a经导线流向电极b D. 该装置实现了化学能转化为电能
3. [2026届南通如皋合格考模拟二]铅酸蓄电池是常见的二次电池，其结构如图所示，其中Pb作电池的负极，PbO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是(　　)
A. 放电时Pb电极上有电子流出 B. 放电时PbO2电极失去电子
C. H2SO4是电池的电解质 D. 充电时电能转化为化学能
4. [2026届南通如皋合格考模拟三]锌空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 工作时将电能转化为化学能 B. 锌电极作正极
C. 电子由石墨沿导线流向锌电极 D. 锌电极质量不断减少
(第4题) (第5题)
5. [2026届泰州兴化合格考模拟]关于如图所示的装置，下列说法正确的是(　　)
A. 该装置可将电能转化为化学能
B. 铜片的质量不断减小
C. 锌片上发生的反应为Zn－2e－===Zn2+
D. 溶液中的H＋向锌片附近发生定向迁移
第12讲　原电池及其工作原理
知识扫描
1. 化学　电
2. (1) 失去　H＋　氢分子　(2) 逐渐溶解　表面产生气泡　偏转　
(3) ①Zn－2e－===Zn2+　氧化
②2H＋＋2e－===H2↑　还原　③Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑　氧化还原
3. (1) 入　得到　还原　还原　(2) 出　失去　氧化　氧化
4. (1) 负　正　(2) 正　负　(3) 正　负　正　负
5. (1) 锌置换出铜，形成原电池　(2) 负　正　(3) 锌比铁活泼，构成原电池后，锌保护铁
重难突破
问题1：H＋移向正极。因为电子由负极经导线移向正极，在正极表面有带负电的电子，H＋得e－生成H2。
问题2：根据反应中的化合价判断，Mg生成Mg(OH)2，Mg元素的化合价升高，失去电子，故Mg作负极。
真题荟萃
1. D　Zn比Fe活泼，Zn失去电子，作负极，A错误；电子由Zn经导线流向钢铁，B错误；金属活动性顺序中Zn强于Fe，C错误；Zn与Fe构成原电池，Zn失去的电子覆盖在Fe的表面，从而使Fe被保护，D正确。
2. B　Zn为负极，逐渐被消耗，A正确；正极得电子，则MnO2得电子，B错误；电解质中的离子可以通过电解质膜，C正确；原电池中发生化学反应，则有化学能转化为电能，D正确。
3. C　氢氧燃料电池中，O2作正极，H2作负极，故电极a为负极，A错误；电子由负极经导线流向正极，即由电极a经导线流向电极b，B错误；电池总反应为H2与O2反应生成H2O，C正确；该装置中H2与O2发生反应，有电能产生，即化学能转化为电能，D错误。
4. A　理想燃料电池要求具有易于储存，泄漏易察觉，污染小等特点。NH3具有刺激性气味，若泄漏，则易被察觉，B正确；NH3易液化，易于储存，C正确；NH3与O2反应生成N2和H2O，产物对环境无污染，D正确。
5. B　铜锌原电池中，Zn比Cu活泼，Zn作负极，A错误；Cu表面有H＋得电子生成H2，B正确；电子由Zn经外电路流向Cu，C错误；该反应将化学能转化为电能，D错误。
6. D　Zn、Cu构成原电池，Zn比Cu活泼，Zn失去电子，作为负极，A错误；Cu作正极，Cu2+在Cu电极上得电子，发生还原反应生成Cu，B错误；电子由负极(Zn)经过导线流向正极(Cu)，C错误；正极处，Cu2+＋2e－===Cu，铜电极上析出Cu，Cu电极质量增加，D正确。
7. B　Fe比石墨活泼，故Fe作负极，A错误；铁失去电子，质量减少，B正确；Fe与H2SO4反应，H＋得电子生成H2，H＋被还原，C错误；电子由铁片经导线流向石墨，D错误。
8. C　Zn比Cu活泼，Zn失去电子，不断溶解生成Zn2+，A正确；H＋移向Cu极，得电子生成H2，B正确；该装置将化学能转化为电能，C错误；总反应为Zn与H2SO4反应生成ZnSO4和H2，D正确。
冲关集训
1. D　该装置将化学能转化为电能，A错误；Zn比Cu活泼，Zn作负极，B错误；Zn失去电子，发生氧化反应，C错误；电子由负极(Zn)经导线流向正极(Cu)，D正确。
2. A　NH3转化为N2，N元素的化合价由－3升高到0，失去电子，作负极，A错误；O2作正极，发生还原反应，B正确；电子由负极(a)经导线流向正极(b)，C正确；该装置为原电池，是化学能转化为电能的装置，D正确。
3. B　Pb生成PbSO4，Pb失去电子，A正确；放电时，PbO2作正极，得到电子，B错误；H2SO4作电解质，C正确；充电过程是将电能转化为化学能，D正确。
4. D　该装置为原电池，原电池工作时是将化学能转化为电能，A错误；Zn比石墨活泼，Zn作负极，失去电子，质量减少，B错误，D正确；电子由负极(Zn)经导线流向正极(C)，C错误。
5. C　该装置是通过化学反应产生电能，即化学能转化为电能，A错误；Zn将电子转移到Cu的表面，溶液中的Cu2+在Cu表面得电子生成Cu，Cu的质量增加，B错误；Zn失去电子生成Zn2+，C正确；H＋移向正极，即移向Cu片，D错误。