文档内容
化学反应与能量变化（2）
重难点 题型 分值
1. 化学能与电能的转化关系。
2. 知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化
为电能的装置，掌握原电池的原理以及构成条
重点
件，以及判断原电池的正、负极。
3. 设计原电池 选 择 与
8-12分
4. 会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用。 填空
1. 判断原电池的正、负极。
难点 2. 正确书写电极反应式
3. 原电池的应用。
核心知识点一：
一、原电池
1. 原电池的工作原理
（1）原电池概念：将化学能转变为电能的装置。
第1页实验装置
铜片：有气泡产生
实验现象 锌片：逐渐溶解
电流表：指针偏转
结论 有电流产生，装置中化学能转化为电能
（2）铜锌原电池工作原理：
电极材料 电子转移 电极反应式 反应类型
Zn 失电子 Zn－2e－＝Zn2＋ 氧化反应
Cu 得电子 2H＋＋2e－＝H↑ 还原反应
2
电池总反应：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H↑。
2
（3）反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。
2. 原电池构成的条件
理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
①两个活泼性不同的金属（或一个为金属，一个为能导电 的非金属）电极。
②具有电解质溶液。
③形成闭合回路。
3. 设计原电池
（1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负
极材料（或在负极上被氧化），氧化剂（电解质溶液中的阳离子）在正极上被还原。
（2）选择合适的材料。
①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧
化还原反应中，本身失去电子的材料。
②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。
（3）实例：以Fe＋CuSO ＝FeSO ＋Cu为例
4 4
电极反应 ¿ {负极反应：Fe −2e − = Fe 2+ ¿¿¿
第2页电极材料 ¿{(1) 负极：Fe ¿{(2) 正极：Cu 或C(比 Fe的活泼，性差的金属或能导电的非金属） ¿¿¿
¿
¿
装置图
4. 原电池正负极的判断方法
（1）据组成原电池的两极材料判断：一般活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金
属或能导电的非金属为正极。
（2）据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极，而电子流动方向是由
负极流向正极。
（3）据原电池内部电解质溶液中离子的定向移动方向判断：在原电池的电解质溶液中，
阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
（4）据原电池两极发生的变化判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，相应元
素化合价升高，而正极总是得电子发生还原反应，相应元素化合价降低。
（5）据反应现象判断：溶解的一极为负极，增重或者有气泡放出的一极为正极。
核心知识点二：
1. 电极反应式的书写
（1）电极反应式书写的一般步骤
列物质，标得失；
看环境，配守恒；
两式相加，验总式。
第3页举例：硫酸作电解质
负极反应式为：2H-4e-＝4H+；正极反应式为：O + 4H+ +4eˉ＝ 2HO；
2 2 2
总反应式：2H+O ＝2HO
2 2 2
（2）已知总反应式，书写电极反应式
①写出电极反应式，标出电子转移的方向和数目。
②找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸、碱性。
③书写电极反应式
（3）书写技巧
若某电极反应式较难写出，可以先写出较易写出的电极反应式，用总反应式减去易写
出的电极反应式。如二甲醚（CHOCH ）酸性燃料电池：
3 3
总反应式：CHOCH +3O ＝ 2CO + 3H O；
3 3 2 2 2
正极的电极反应式： 3O +12H+ + 12e- ＝ 6HO；
2 2
负极的电极反应式：CHOCH +3 H O -12e- ＝ 2CO + 12H+
3 3 2 2
2. 原电池原理的应用
（1）加快氧化还原反应的速率
原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的
干扰减小，使反应速率增大。
实例：实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，
加快反应速率。
（2）比较金属活泼性强弱
原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还
原反应。
实例：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。由原电池原理可知，金属活动性：A＞B。
（3）设计原电池
以自发的氧化还原反应为基础，设计原电池。
第4页核心知识点一：
下列各组电极材料和电解质溶液中，不能组成原电池的是（ ）
A. 铜片、石墨棒、稀硫酸
B. 铜片、石墨棒、硝酸银溶液
C. 锌片、铜片、稀盐酸
D. 铜片、铁片、FeCl 溶液
3
【答案】A
【解析】原电池的电极材料是活泼性不同的金属或能导电的非金属，同时负极金属要
与电解质溶液能发生自发的氧化还原反应，A项中铜与稀硫酸不发生反应，故选A。
某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实
验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是（ ）
A. a和b不连接时，该装置不能形成原电池，铁片上有红色的铜析出
B. a和b用导线连接时，铜片为负极，发生的反应为Cu2＋＋2e－＝Cu
C. 无论a和b是否连接，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成
D. a和b用导线连接时，溶液中的Cu2＋向铜电极移动
【答案】B
【解析】a和b不连接时，没有形成闭合回路，没有构成原电池，发生化学反应，铁把
铜置换出来，A项正确；导线连接后，构成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，发生的反应
为Fe－2e－＝Fe2＋，B项错误；根据选项A、B分析可知，无论a和b是否连接，铁片均
会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成，C项正确；构成原电池时，阳离子向正极移动，铜作
正极，D项正确。
第5页核心知识点二
1. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成
原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（ ）
A. X>Y>Z
B. X>Z>Y
C. Y>X>Z
D. Y>Z>X
【答案】C
【解析】根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知Y>X，根据金属活动性顺序
和置换反应原理，可知X>Z，故有Y>X>Z。
2. Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为 2AgCl+Mg
＝Mg2++2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是（ ）
A. Mg为电池的正极
B. 负极反应为AgCl+e-＝Ag+Cl-
C. 不能被KCl溶液激活
D. 可用于海上应急照明供电
【答案】D
【解析】Mg失去电子发生氧化反应，是电池的负极，A项错误；负极反应为Mg-2e-＝
Mg2+，B项错误；Mg-AgCl电池能够被海水激活，改用KCl作电解质溶液也能够激活该电
池，C项错误；Mg-AgCl电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电，D项正确。
3. 科学家利用下图装置成功实现了由CO 和HO合成CH，下列叙述错误的是（ ）
2 2 4
A. 该装置中GaN电极为负极
B. 铜电极的电极反应式为：CO + 8e- + 8H+ ＝ CH + 2H O
2 4 2
C. 电池内H+透过质子交换膜从右向左移动
D. 为提高该系统的工作效率，可向装置中加入稀硫酸
第6页【答案】C
【解析】由装置图中电子流向可知GaN电极为负极，A项正确；电子流入的电极是正
极，所以Cu是正极，Cu电极上二氧化碳得电子生成甲烷，CO+e-＝CH+2H O，B正确，
2 4 2
电池内H+向正极移动，即H+透过质子交换膜从左向右移动，C项错误，向装置中加入少
量稀硫酸可以增强导电能力，提供该系统的工作效率，D项正确。
（答题时间：25分钟）
一、选择题：
1. 下列有关电池叙述正确的是（ ）
A. 水果电池是高效环保的家用电池
B. 锌锰干电池是一种常用的二次电池
C. 锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极
D. 锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B. 燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C. 化学电池的反应基础是氧化还原反应
D. 铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO
2
3. 有关原电池的下列说法中正确的是（ ）
A. 在外电路中电子由正极流向负极
B. 在原电池中负极发生还原反应
C. 原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D. 原电池中正极一定是不活泼金属
4. 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验
装置
部分实 a极质量减小，b极 b 极有气体产 d极溶解，c极 电流从 a 极流
验现象 质量增大 生，c极无变化 有气体产生 向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是（ ）
A. a＞b＞c＞d B. b＞c＞d＞a
C. d＞a＞b＞c D. a＞b＞d＞c
第7页5. 已知四种金属A、B、C、D，根据下列事实：①A＋B2＋＝A2＋＋B；②D＋2HO＝D
2
（OH）＋H↑；③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E2＋＋2e－＝E，B
2 2
－2e－＝B2＋，由此可知，A2＋、B2＋、D2＋、E2＋的氧化性强弱关系是（ ）
A. D2＋＞A2＋＞B2＋＞E2＋
B. A2＋＞B2＋＞D2＋＞E2＋
C. D2＋＞E2＋＞A2＋＞B2＋
D. E2＋＞B2＋＞A2＋＞D2＋
6. 锌、稀硫酸和铜组成的原电池装置中，当导线中有 1 mol电子通过时，理论上两极的
变化是（ ）
①锌片溶解32. 5 g；②锌片增重32. 5 g；③铜片上析出1 g H；④铜片上析出1 mol H
2 2
A. ①③ B. ①④
C. ②③ D. ②④
二、填空题
7. 理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+＝
2Ag +Cu2+”设计一个化学电池（正极材料用石墨棒）回答下列问题：
（1）该电池的负极材料是________，发生________（填“氧化”或“还原”）反应，
电解质溶液是______________________；
（2）正极上出现的现象是 _________________________________________；
（3）若导线上转移电子1 mol，则生成银____g。
8. 微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是 Ag O和
2
Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋HO，Ag O＋HO＋2e
2 2 2
－＝2Ag＋2OH－，总反应为Ag O＋Zn＝ZnO＋2Ag。根据反应式回答问题：
2
（1）Zn是________极，Ag O发生________反应。
2
（2）电子由________极流向________极（填“Zn”或“Ag O”），当通过电路1 mol电
2
子时，负极消耗物质的质量是________g。
（3）在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量________（填“增大”“减小”
或“不变”）。
第8页1.【答案】D
【解析】水果电池产生的电流非常微弱，不能作为家用电池，A错误；锌锰干电池是
一种常用的一次电池，其中锌作负极，碳棒作正极，锌锰干电池工作时，Zn放电消耗，故
工作一段时间后锌外壳会逐渐变薄，故B、C错误，D正确。
2.【答案】C
【解析】碱性锌锰干电池是一次电池；燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电
池；铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2，负极材料是Pb。
3.【答案】C
【解析】在原电池中，电子从负极流向正极；原电池中负极发生氧化反应；随着反应
的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动；原电池中一般正
极金属比负极金属活泼性差，但不一定是不活泼金属，故选C。
4. 【答案】C
【解析】装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极
金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序
表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的
活动性顺序为d＞a＞b＞c，故选C。
5.【答案】D
【解析】由①知，A比B活泼；由②知，D的活泼性较强，能置换出HO中的氢，故
2
D 的活泼性大于 A；由③知，B 作负极，活泼性大于 E，则金属的活动性顺序是
D>A>B>E，而金属单质的还原性越弱，其阳离子的氧化性越强，故D正确。
6.【答案】A
【解析】由电池总反应Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H↑、正极反应2H＋＋2e－＝H↑、负极反应
2 2
Zn－2e－＝Zn2＋可知，每当1 mol电子通过铜片时，会有0. 5 mol（即32. 5 g）锌溶解，铜
片上析出0. 5 mol（即1 g）H2。
7.【答案】（1）Cu 氧化 AgNO 溶液
3
（2）石墨棒上出现银白色物质
（3）108
【解析】在Cu+2Ag+＝2Ag +Cu2+中，Cu作还原剂，应作原电池的负极，失去电子，
发生氧化反应；Ag+作氧化剂，在原电池的正极得电子，故石墨棒上有银白色物质析出，且
每转移1 mol电子，则生成银108 g；电解质是含Ag+的可溶性盐，通常是AgNO 溶液。
3
8.【答案】（1）负 还原 （2）Zn Ag O 32. 5 （3）不变
2
【解析】（1）根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag O得电子被还原发生还
2
第9页原反应。（2）发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn极经外电路
到Ag O极，当通过电路1 mol电子时，负极消耗Zn的质量是32. 5 g。（3）电池中KOH
2
只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的量不变。
第10页
