第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第23课时 原电池的工作原理
学习目标 知识网络
1. 能从氧化还原反应的角度理解原电池的工作原理。2. 了解原电池构成的条件。3. 能判断正、负电极，写出电极反应式和总反应。4. 能判断原电池中电子、电流和离子的流向。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 原电池可将化学能转化为电能，原电池需外接电源才能工作( )
(2) 原电池工作时，化学能全部转化为电能( )
(3) 锌铜原电池中，电子通过电解质溶液形成闭合回路( )
(4) 原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动( )
(5) 粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌比纯锌的还原性强( )
(6) 一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高( )
原电池的工作原理
1. 形成原电池三个条件：____________________________________________________________、
______________________________________________________________________________。
2. 三个流向：
(1) 电子：由负极经外电路(导线)流向正极。
(2) 电流：由正极经外电路(导线)流向负极。
(3) 离子：在电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
3. 电极反应与电池总反应：原电池的电极反应归根到底是______________反应。
负极―→失电子―→氧化反应
正极―→得电子―→还原反应
电池总反应是两个电极反应之和。
原电池中两电极的判断
1. 一般情况下，相对活泼的金属是负极，活动性较弱的金属电极或石墨电极是正极；如果是由金属和金属氧化物导体作电极，金属是负极，金属氧化物导体是正极。
2. 根据电极反应物发生氧化或还原反应判断
(1) 发生氧化反应的电极(或在该电极处失电子)为________(填“正”或“负”，下同)极。
(2) 发生还原反应的电极(或在该电极处得电子)为________极。
3. 根据原电池中电子或电流的流向判断
电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。
4. 根据原电池中电解质溶液内部离子的流动方向判断
(1) 电解质溶液中阳离子移向________(填“正”或“负”，下同)极，阴离子移向______极。
(2) 带有盐桥的原电池如图所示，盐桥中的K＋向正极(Cu电极)移动；盐桥的作用：维持两电极电势差(中和电荷)；连接内电路形成闭合回路；减少能量损耗。
5. 根据原电池的两极发生的现象判断
质量减轻(电极消耗)的电极为负极，有金属析出或产生气体的电极为正极(此规则具有一定的局限性)。
[归纳总结]
(1) 负极的电势低，正极的电势高。
(2) 在燃料电池中：燃料(还原性物质)发生反应的电极为负极；O2(氧化性物质)发生反应的电极为正极。
原电池原理的应用
1. 比较金属活动性强弱
原电池的两极为两种金属时，一般作负极的金属比作正极的金属________。
2. 增大化学反应速率
有原电池的反应比没有原电池的反应速率大。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加几滴______________，形成Zn-Cu原电池，产生氢气的速率____________(填“增大”或“减小”)。
3. 用于金属的防护
将需要保护的金属制品作原电池的________(填“正极”或“负极”)而受到保护(也叫“牺牲阳极法”)。
类型1 原电池的形成条件
下列装置中能将化学能转化为电能的是________(填序号)。
类型2 原电池工作原理
(2025·江门市第一中学)由铜片、铁片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，当铜片上放出2.24 L(标准状况)气体时(铁片上无气体产生)，硫酸恰好完全反应。回答下列问题。
(1) 该原电池的正极是________，电极反应式为____________________________________________ ______________________________________。
(2) 该电池中消耗的金属是________(填名称)，消耗的质量是________。
(3) 有________mol电子通过了导线。
(4) 硫酸溶液的物质的量浓度是________。
类型3 原电池的应用
(2025·江门市第一中学)有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈。将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果将Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A. d、c、a、b B. d、b、a、c
C. d、a、b、c D. b、a、d、c
1. (2025·江门期末)我国科学家发明一种新型电池，该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗CO2，同时生成天然气。下列说法正确的是( )
A. 碳纳米管参与电极反应
B. 负极发生还原反应
C. 阳离子由正极移向负极
D. 正极产物为CH4
2. (2025·湛江期末)我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 锂为负极，发生还原反应
B. Li＋移向正极并在正极得电子
C. 电子由锂→有机电解质→固体电解质→水溶液→石墨
D. 电池工作时的总反应为
2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
3. 以Cu和Zn为电极的两种原电池如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列相关叙述错误的是( )
,a) ,b)
A. a和b相比，a的能量利用率更高，电流更稳定
B. a和b均为Zn作负极，Cu作正极
C. a中Cu2＋移向Cu电极，SO移向Zn电极
D. b中Zn片质量减小6.5 g时，理论上电路中转移0.2NA个电子
4. 氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NO)，其原理如图所示。
电极B是原电池的________(填“正极”或“负极”)，电极B上发生的电极反应式为_______________ _______________________________________。
配套新练案
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第23课时 原电池的工作原理
1. 下列关于原电池的说法正确的是( )
A. CaO＋H2O===Ca(OH)2为放热反应，可利用该反应设计原电池，把化学能转化为电能
B. 任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C. 原电池是将化学能转化为电能的一种装置
D. 水力发电是将化学能转化为电能的过程
2. 如图是某课外活动小组设计的用化学电源使 LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )
A. 电子的流动方向：锌片→LED灯→铜片
B. 锌片上发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C. 若将稀硫酸换成柠檬汁，则 LED灯不发光
D. 溶液中H＋移向铜片
3. 某小组设计如图装置(盐桥中盛有浸泡了KNO3溶液的琼脂)研究电化学原理。下列叙述错误的是( )
A. 银片为正极，发生的反应为Ag＋＋e－===Ag
B. 取出盐桥，电流表依然有偏转
C. 用稀硫酸代替AgNO3溶液，可形成原电池
D. 实验进行时，琼脂中K＋移向AgNO3溶液
4. 普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性，根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间，原理如图所示，总反应为2Cu＋Ag2O ===Cu2O＋2Ag。下列有关说法正确的是( )
A. 装置中电流方向由Cu经导线到Ag2O
B. 装置中Ag2O为负极
C. 负极的电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－=== Cu2O＋H2O
D. 电池工作时，OH－向正极移动
5. 发光二极管连接柠檬电池装置如图所示。下列说法错误的是( )
A. 负极的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋
B. 电子由Fe环经导线流向发光二极管
C. 铜线作为柠檬电池的正极
D. 可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置
6. 如图所示装置，下列说法错误的是( )
A. 在①装置中锌棒逐渐变细，铜棒质量无变化
B. 在②装置中锌棒逐渐变细，铜棒逐渐变粗
C. ②装置实现了化学能到电能的转化
D. 在①②装置中锌棒均被氧化
7. 已知某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。下列能实现该反应的原电池是( )
A. 正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B. 正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C. 正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D. 正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液
8. 海水电池为探索深海提供了能源保障。一种锂-海水电池以金属锂为负极，石墨为正极。下列关于该电池的描述正确的是( )
A. 正极上发生氧化反应
B. 电流由 Li流向石墨
C. Li＋由正极向负极迁移
D. 电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
9. (2025·化州市第一中学)活化能测定实验主反应：S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)，其能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应是吸热反应
B. 过程②ΔH＞0
C. ①代表有催化剂参与的过程
D. 该反应从原理上不能设计为原电池
10. 少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，下列方法可行的是( )
①加水
②加NaOH固体
③滴入几滴浓盐酸
④加CuO固体
⑤滴加几滴硫酸铜溶液
⑥滴加NaCl溶液
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)
⑧改用10 mL 0.1 mol/L盐酸
A. ①⑤⑦ B. ③⑦⑧
C. ②④⑥ D. ③⑥⑦⑧
11. 如图所示，某小组用该装置探究H2O2和Fe3＋在不同酸度时氧化性的强弱，闭合K后，电流计显示电子由石墨极流入铂极(盐桥内为浸有KCl溶液的琼脂)。下列说法错误的是( )
A. 装置工作时，盐桥中阴离子向石墨极迁移
B. 转移0.05 mol电子时，左侧烧杯中FeCl3净增0.05 mol
C. 右侧烧杯中换为30% 双氧水和硫酸时，电子由铂极流入石墨极，此时铂极的电极反应：
Fe2＋－e－===Fe3＋
D. 酸性较弱时，Fe3＋的氧化性比H2O2强；酸性较强时，H2O2的氧化性比Fe3＋强
12. 依据反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。
(1) 电极X的材料是____________；Y溶液可以是________溶液。
(2) 银电极上发生的电极反应式是_________________________________________，X电极上发生的电极反应为________(填“氧化”或“还原”)反应；外电路中的电子________(填“流出”或“流向”)Ag电极。
第23课时 原电池的工作原理
基础辨析
(1) × (2) × (3) × (4) × (5) × (6) √
核心笔记
重难点1 1. 两个活动性不同的电极 电解质溶液 形成闭合回路 3. 氧化还原
重难点2 2.(1)负 (2)正 4. (1) 正 负
重难点3 1. 活泼 2. CuSO4溶液 增大
分类举题
例1 ①④
例2 (1) 铜片 2H＋＋2e－===H2↑
(2) 铁 5.6 g (3) 0.2 (4) 0.5 mol/L
【解析】(1) 活泼的铁是负极，不活泼的铜为正极，正极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(2) 产生的气体消耗的金属是负极铁，放出2.24 L(标准状况)气体时，生成氢气0.1 mol，故消耗铁的质量为0.1 mol×56 g/mol＝5.6 g。(3) 1 mol铁参加反应转移2 mol的电子，所以5.6 g的铁转移0.2 mol的电子。(4) Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，硫酸恰好完全反应，硫酸溶液的物质的量浓度是＝0.5 mol/L。
例3 C 【解析】将a与b用导线连接起来浸入电解质溶液中，b不易腐蚀，则b为正极，a为负极，金属活动性：a>b；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈，则金属活动性：d>a；将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化，说明金属活动性：b>Cu；将Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出，说明金属活动性：Cu>c；金属活动性：b>Cu>c；故金属活动性：d>a>b>Cu>c，C正确。
质量评价
1. D 【解析】该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗CO2，同时生成CH4，C元素的化合价降低，则CO2在碳纳米管电极上得电子，发生还原反应，故碳纳米管不参与电极反应，A错误，D正确；负极发生氧化反应，B错误；原电池中，阳离子由负极移向正极，C错误。
2. D 【解析】该电池中锂是负极，石墨是正极，水在正极得电子生成氢气，锂失电子发生氧化反应，A错误；原电池中阳离子移向正极，Li＋移向正极，H＋在正极得电子生成氢气，B错误；电子由锂→导线→石墨，C错误；电池工作时的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，D正确。
3. A 【解析】图b装置中使用了盐桥，避免了Zn与CuSO4溶液直接反应，故图b的能量利用率更高，电流更稳定，A错误；活泼金属作负极，故图a、b中均是Zn作负极，Cu作正极，B正确；阳离子移向正极，阴离子移向负极，C正确；图b中Zn片质量减小6.5 g时，理论上电路中转移0.2 mol电子，数目为0.2NA，D正确。
4. 正极 2NO＋4e－＋4H＋===N2＋2H2O
【解析】NO中氮元素化合价降低变为0价的氮气，NO得到电子，发生还原反应，电极B为正极
配套新练案
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第23课时 原电池的工作原理
1. C 【解析】该反应为非氧化还原反应，不能设计为原电池，A错误；有些化学反应只产生光，几乎不产生热，B错误；原电池是将化学能转化为电能的一种装置，C正确；水力发电时利用水产生的机械能转化为电能，可实现能量转化，D错误。
2. C 【解析】柠檬汁显酸性，有自由移动的离子，可以导电，故将稀硫酸换成柠檬汁仍然能构成原电池，LED灯能发光，C错误。
3. B 【解析】取出盐桥，不能形成闭合的回路，不能形成原电池，电流表不偏转，B错误。
4. C 【解析】装置中Cu作负极，电流方向由Ag2O经导线到Cu，A错误；Ag2O被还原，作正极，B错误；负极的电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，C正确；电池工作时，OH－向负极移动，D错误。
5. D 【解析】酒精是非电解质，作电解质溶液不能形成原电池，D错误。
6. B 【解析】在①装置中锌与氢离子反应生成锌离子和氢气，锌棒变细，铜不与氢离子反应，铜棒没有变化，A正确；在②装置中锌棒与铜棒通过导线连接形成了闭合回路，构成了原电池，锌失去电子转化为锌离子，锌棒变细，氢离子在铜棒上得电子生成氢气，铜棒不会变粗，B错误；②装置实现了化学能到电能的转化，C正确；在①②装置中，锌均失去电子发生氧化反应，D正确。
7. A 【解析】由总反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，Fe失电子，故Fe作负极，Fe3＋在正极得电子，故电解质溶液中必须含有Fe3＋，A符合题意。
8. D 【解析】锂-海水电池中，锂是负极，负极上发生氧化反应，A错误；电子由Li流向石墨，电流由石墨流向Li，B错误；Li＋由负极向正极迁移，C错误。
9. B 【解析】反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为放热反应，A错误；过程②中反应物的总能量比生成物的总能量低，过程②为吸热反应，ΔH＞0，B正确；催化剂能够改变反应途径，降低反应的活化能，使反应速率加快，图示①中活化能高，表示没有催化剂参与的过程，C错误；该过程中有元素化合价的变化，反应为放热的氧化还原反应，故从原理上能设计为原电池，D错误。
10. B 【解析】加水，盐酸被稀释，氢离子浓度减小，反应速率减慢，①不符合题意；加NaOH 固体，氢离子被消耗，氢离子浓度减小，反应速率减慢，②不符合题意；滴入几滴浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，H2的产量由铁粉的量决定，铁粉的量不变，故H2的产量不变，③符合题意；加CuO固体，消耗氢离子，且反应生成的Cu2＋与铁粉发生置换反应，虽然形成了Fe-Cu原电池，反应速率加快，但铁粉被消耗，H2的产量减少，④不符合题意；滴加几滴硫酸铜溶液，形成Fe-Cu原电池，反应速率加快，但H2的产量减少，⑤不符合题意；滴加NaCl溶液，盐酸被稀释，氢离子浓度降低，反应速率减慢，⑥不符合题意；升高温度(不考虑盐酸挥发)，化学反应速率增大，H2的产量不变，⑦符合题意；改用10 mL 0.1 mol/L 的盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，⑧符合题意；综上所述，③⑦⑧符合题意，故选B。
11. B 【解析】此装置为原电池，电流计显示电子由石墨极流入铂极，所以石墨为负极，铂极为正极。盐桥中阳离子向正极铂极移动，阴离子向负极石墨极移动，A正确；左侧正极发生还原反应，氧化性：Fe3＋＞Fe2＋，因此Fe3＋＋e－===Fe2＋，转移0.05 mol电子时，左侧烧杯中FeCl3减少0.05 mol，B错误；右侧烧杯中换为30%双氧水和硫酸时，电子由铂极流入石墨极，此时铂极为负极，还原性：Fe2＋＞Fe3＋，因此铂极的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，C正确；酸性较弱时，双氧水还原Fe3＋，氧化性：Fe3＋＞H2O2，当酸性较强时，双氧水将Fe2＋氧化为Fe3＋，故可得出氧化性顺序：H2O2＞Fe3＋，D正确。
12. (1) Cu AgNO3 (2) Ag＋＋e－===Ag 氧化 流向
【解析】(1) 由2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)可知，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag＋得电子，被还原，电解质溶液中必须含有Ag＋，故电解质溶液Y可以是AgNO3。(2) 银电极上，Ag＋得电子，发生还原反应，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，X电极为负极，发生氧化反应；原电池工作时，电子由负极经导线流向正极，即外电路中的电子流向Ag电极。(共40张PPT)
第四章
化学反应与电能
第一节 原电池
第23课时 原电池的工作原理
目 标 导 航
学习目标 知识网络
1. 能从氧化还原反应的角度理解原电池的工作原理。 2. 了解原电池构成的条件。 3. 能判断正、负电极，写出电极反应式和总反应。 4. 能判断原电池中电子、电流和离子的流向。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 原电池可将化学能转化为电能，原电池需外接电源才能工作( )
(2) 原电池工作时，化学能全部转化为电能( )
(3) 锌铜原电池中，电子通过电解质溶液形成闭合回路( )
(4) 原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动( )
(5) 粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌比纯锌的还原性强( )
(6) 一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高( )
基 础 辨 析
×
×
×
×
×
√
核心笔记
1. 形成原电池三个条件：____________________________、_____________、__________________。
原电池的工作原理
1
两个活动性不同的电极
电解质溶液
形成闭合回路
2. 三个流向：
(1) 电子：由负极经外电路(导线)流向正极。
(2) 电流：由正极经外电路(导线)流向负极。
(3) 离子：在电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
3. 电极反应与电池总反应：原电池的电极反应归根到底是____________反应。
负极―→失电子―→氧化反应
正极―→得电子―→还原反应
电池总反应是两个电极反应之和。
氧化还原
1. 一般情况下，相对活泼的金属是负极，活动性较弱的金属电极或石墨电极是正极；如果是由金属和金属氧化物导体作电极，金属是负极，金属氧化物导体是正极。
2. 根据电极反应物发生氧化或还原反应判断
(1) 发生氧化反应的电极(或在该电极处失电子)为___(填“正”或“负”，下同)极。
(2) 发生还原反应的电极(或在该电极处得电子)为___极。
3. 根据原电池中电子或电流的流向判断
电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。
原电池中两电极的判断
2
负
正
4. 根据原电池中电解质溶液内部离子的流动方向判断
(1) 电解质溶液中阳离子移向___(填“正”或“负”，下同)极，阴离子移向___极。
(2) 带有盐桥的原电池如图所示，盐桥中的K＋向正极(Cu电极)移动；盐桥的作用：维持两电极电势差(中和电荷)；连接内电路形成闭合回路；减少能量损耗。
5. 根据原电池的两极发生的现象判断
质量减轻(电极消耗)的电极为负极，有金属析出或产生气体的电极为正极(此规则具有一定的局限性)。
正
负
[归纳总结]
(1) 负极的电势低，正极的电势高。
(2) 在燃料电池中：燃料(还原性物质)发生反应的电极为负极；O2(氧化性物质)发生反应的电极为正极。
1. 比较金属活动性强弱
原电池的两极为两种金属时，一般作负极的金属比作正极的金属______。
2. 增大化学反应速率
有原电池的反应比没有原电池的反应速率大。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加几滴________________，形成Zn-Cu原电池，产生氢气的速率______ (填“增大”或“减小”)。
3. 用于金属的防护
将需要保护的金属制品作原电池的______(填“正极”或“负极”)而受到保护(也叫“牺牲阳极法”)。
原电池原理的应用
3
活泼
CuSO4溶液
增大
正极
分类举题
类型1 原电池的形成条件
下列装置中能将化学能转化为电能的是______(填序号)。
1
①④
类型2 原电池工作原理
(2025·江门市第一中学)由铜片、铁片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，当铜片上放出2.24 L(标准状况)气体时(铁片上无气体产生)，硫酸恰好完全反应。回答下列问题。
(1) 该原电池的正极是______，电极反应式为________________________。
(2) 该电池中消耗的金属是___(填名称)，消耗的质量是_________
(3) 有_____ mol电子通过了导线。
(4) 硫酸溶液的物质的量浓度是_____________ 。
2
铜片
2H＋＋2e－===H2↑
铁
5.6 g
0.2
0.5 mol/L
类型3 原电池的应用
(2025·江门市第一中学)有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈。将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果将Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A. d、c、a、b B. d、b、a、c
C. d、a、b、c D. b、a、d、c
3
【解析】 将a与b用导线连接起来浸入电解质溶液中，b不易腐蚀，则b为正极，a为负极，金属活动性：a>b；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈，则金属活动性：d>a；将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化，说明金属活动性：b>Cu；将Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出，说明金属活动性：Cu>c；金属活动性：b>Cu>c；故金属活动性：d>a>b>Cu>c，C正确。
C
质量评价
1. (2025·江门期末)我国科学家发明一种新型电池，该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗CO2，同时生成天然气。下列说法正确的是( )
A. 碳纳米管参与电极反应
B. 负极发生还原反应
C. 阳离子由正极移向负极
D. 正极产物为CH4
【解析】 该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗CO2，同时生成CH4，C元素的化合价降低，则CO2在碳纳米管电极上得电子，发生还原反应，故碳纳米管不参与电极反应，A错误，D正确；负极发生氧化反应，B错误；原电池中，阳离子由负极移向正极，C错误。
D
2. (2025·湛江期末)我国科学家发明的一种可控锂
水电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是
( )
A. 锂为负极，发生还原反应
B. Li＋移向正极并在正极得电子
C. 电子由锂→有机电解质→固体电解质→水溶液
→石墨
D. 电池工作时的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
D
【解析】 该电池中锂是负极，石墨是正极，水在正极得电子生成氢气，锂失电子发生氧化反应，A错误；原电池中阳离子移向正极，Li＋移向正极，H＋在正极得电子生成氢气，B错误；电子由锂→导线→石墨，C错误；电池工作时的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，D正确。
3. 以Cu和Zn为电极的两种原电池如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列相关叙述错误的是( )
A
a
b
【解析】 图b装置中使用了盐桥，避免了Zn与CuSO4溶液直接反应，故图b的能量利用率更高，电流更稳定，A错误；活泼金属作负极，故图a、b中均是Zn作负极，Cu作正极，B正确；阳离子移向正极，阴离子移向负极，C正确；图b中Zn片质量减小6.5 g时，理论上电路中转移0.2 mol电子，数目为0.2NA，D正确。
4. 氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等
环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧
化合物(NO)，其原理如图所示。
电极B是原电池的______(填“正极”或“负极”)，电
极B上发生的电极反应式为_____________________________。
【解析】 NO中氮元素化合价降低变为0价的氮气，NO得到电子，发生还原反应，电极B为正极
正极
2NO＋4e－＋4H＋===N2＋2H2O
配套新练案
1. 下列关于原电池的说法正确的是( )
A. CaO＋H2O===Ca(OH)2为放热反应，可利用该反应设计原电池，把化学能转化为电能
B. 任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C. 原电池是将化学能转化为电能的一种装置
D. 水力发电是将化学能转化为电能的过程
【解析】 该反应为非氧化还原反应，不能设计为原电池，A错误；有些化学反应只产生光，几乎不产生热，B错误；原电池是将化学能转化为电能的一种装置，C正确；水力发电时利用水产生的机械能转化为电能，可实现能量转化，D错误。
C
2. 如图是某课外活动小组设计的用化学电源使 LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )
A. 电子的流动方向：锌片→LED灯→铜片
B. 锌片上发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C. 若将稀硫酸换成柠檬汁，则 LED灯不发光
D. 溶液中H＋移向铜片
【解析】 柠檬汁显酸性，有自由移动的离子，可以导电，故将稀硫酸换成柠檬汁仍然能构成原电池，LED灯能发光，C错误。
C
3. 某小组设计如图装置(盐桥中盛有浸泡了KNO3溶液的琼脂)研究电化学原理。下列叙述错误的是( )
A. 银片为正极，发生的反应为Ag＋＋e－
===Ag
B. 取出盐桥，电流表依然有偏转
C. 用稀硫酸代替AgNO3溶液，可形成原
电池
D. 实验进行时，琼脂中K＋移向AgNO3溶液
【解析】 取出盐桥，不能形成闭合的回路，不能形成原电池，电流表不偏转，B错误。
B
4. 普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性，根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间，原理如图所示，总反应为2Cu＋Ag2O ===Cu2O＋2Ag。下列有关说法正确的是( )
A. 装置中电流方向由Cu经导线到Ag2O
B. 装置中Ag2O为负极
C. 负极的电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－=== Cu2O＋H2O
D. 电池工作时，OH－向正极移动
【解析】 装置中Cu作负极，电流方向由Ag2O经导线到Cu，A错误；Ag2O被还原，作正极，B错误；负极的电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，C正确；电池工作时，OH－向负极移动，D错误。
C
5. 发光二极管连接柠檬电池装置如图所示。下列说法错误的是( )
A. 负极的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋
B. 电子由Fe环经导线流向发光二极管
C. 铜线作为柠檬电池的正极
D. 可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置
【解析】 酒精是非电解质，作电解质溶液不能形成原电池，D错误。
D
6. 如图所示装置，下列说法错误的是( )
A. 在①装置中锌棒逐渐变细，铜棒质量无变化
B. 在②装置中锌棒逐渐变细，铜棒逐渐变粗
C. ②装置实现了化学能到电能的转化
D. 在①②装置中锌棒均被氧化
【解析】 在①装置中锌与氢离子反应生成锌离子和氢气，锌棒变细，铜不与氢离子反应，铜棒没有变化，A正确；在②装置中锌棒与铜棒通过导线连接形成了闭合回路，构成了原电池，锌失去电子转化为锌离子，锌棒变细，氢离子在铜棒上得电子生成氢气，铜棒不会变粗，B错误；②装置实现了化学能到电能的转化，C正确；在①②装置中，锌均失去电子发生氧化反应，D正确。
B
7. 已知某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。下列能实现该反应的原电池是( )
A. 正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B. 正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C. 正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D. 正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液
【解析】 由总反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，Fe失电子，故Fe作负极，Fe3＋在正极得电子，故电解质溶液中必须含有Fe3＋，A符合题意。
A
8. 海水电池为探索深海提供了能源保障。一种锂-海水电池以金属锂为负极，石墨为正极。下列关于该电池的描述正确的是( )
A. 正极上发生氧化反应
B. 电流由 Li流向石墨
C. Li＋由正极向负极迁移
D. 电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
【解析】 锂-海水电池中，锂是负极，负极上发生氧化反应，A错误；电子由Li流向石墨，电流由石墨流向Li，B错误；Li＋由负极向正极迁移，C错误。
D
A. 该反应是吸热反应
B. 过程②ΔH＞0
C. ①代表有催化剂参与的过程
D. 该反应从原理上不能设计为原电池
B
【解析】 反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为放热反应，A错误；过程②中反应物的总能量比生成物的总能量低，过程②为吸热反应，ΔH＞0，B正确；催化剂能够改变反应途径，降低反应的活化能，使反应速率加快，图示①中活化能高，表示没有催化剂参与的过程，C错误；该过程中有元素化合价的变化，反应为放热的氧化还原反应，故从原理上能设计为原电池，D错误。
10. 少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，下列方法可行的是( )
①加水
②加NaOH固体
③滴入几滴浓盐酸
④加CuO固体
⑤滴加几滴硫酸铜溶液
⑥滴加NaCl溶液
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)
⑧改用10 mL 0.1 mol/L盐酸
A. ①⑤⑦ B. ③⑦⑧
C. ②④⑥ D. ③⑥⑦⑧
B
【解析】 加水，盐酸被稀释，氢离子浓度减小，反应速率减慢，①不符合题意；加NaOH 固体，氢离子被消耗，氢离子浓度减小，反应速率减慢，②不符合题意；滴入几滴浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，H2的产量由铁粉的量决定，铁粉的量不变，故H2的产量不变，③符合题意；加CuO固体，消耗氢离子，且反应生成的Cu2＋与铁粉发生置换反应，虽然形成了Fe-Cu原电池，反应速率加快，但铁粉被消耗，H2的产量减少，④不符合题意；滴加几滴硫酸铜溶液，形成Fe-Cu原电池，反应速率加快，但H2的产量减少，⑤不符合题意；滴加NaCl溶液，盐酸被稀释，氢离子浓度降低，反应速率减慢，⑥不符合题意；升高温度(不考虑盐酸挥发)，化学反应速率增大，H2的产量不变，⑦符合题意；改用10 mL 0.1 mol/L 的盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，⑧符合题意；综上所述，③⑦⑧符合题意，故选B。
11. 如图所示，某小组用该装置探究H2O2和Fe3＋在不
同酸度时氧化性的强弱，闭合K后，电流计显示电子由石
墨极流入铂极(盐桥内为浸有KCl溶液的琼脂)。下列说法
错误的是( )
A. 装置工作时，盐桥中阴离子向石墨极迁移
B. 转移0.05 mol电子时，左侧烧杯中FeCl3净增0.05 mol
C. 右侧烧杯中换为30% 双氧水和硫酸时，电子由铂极流入石墨极，此时铂极的电极反应：Fe2＋－e－===Fe3＋
D. 酸性较弱时，Fe3＋的氧化性比H2O2强；酸性较强时，H2O2的氧化性比Fe3＋强
B
【解析】 此装置为原电池，电流计显示电子由石墨极流入铂极，所以石墨为负极，铂极为正极。盐桥中阳离子向正极铂极移动，阴离子向负极石墨极移动，A正确；左侧正极发生还原反应，氧化性：Fe3＋＞Fe2＋，因此Fe3＋＋e－===Fe2＋，转移0.05 mol电子时，左侧烧杯中FeCl3减少0.05 mol，B错误；右侧烧杯中换为30%双氧水和硫酸时，电子由铂极流入石墨极，此时铂极为负极，还原性：Fe2＋＞Fe3＋，因此铂极的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，C正确；酸性较弱时，双氧水还原Fe3＋，氧化性：Fe3＋＞H2O2，当酸性较强时，双氧水将Fe2＋氧化为Fe3＋，故可得出氧化性顺序：H2O2＞Fe3＋，D正确。
12. 依据反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。
(1) 电极X的材料是______；Y溶液可以是____________溶液。
(2) 银电极上发生的电极反应式是______________________，X电极上发生的电极反应为______(填“氧化”或“还原”)反应；外电路中的电子______(填“流出”或“流向”)Ag电极。
Cu
AgNO3
Ag＋＋e－===Ag
氧化
流向
【解析】 (1) 由2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)可知，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag＋得电子，被还原，电解质溶液中必须含有Ag＋，故电解质溶液Y可以是AgNO3。(2) 银电极上，Ag＋得电子，发生还原反应，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，X电极为负极，发生氧化反应；原电池工作时，电子由负极经导线流向正极，即外电路中的电子流向Ag电极。
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