文档内容
第六章《化学反应与能量》教学设计
第一节 化学反应与能量变化
第二课时 化学反应与电能
课题： 6.1.2 化学反应与电能 课时 1 授课年级 高一
课标 以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的
要求 工作原理；体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
本节是人教版（1019版）必修第二册第六章第一节化学反应与能量变化的内容，主要包括
化学反应中的热能和电能两部分内容。
本节内容中热能和电能作为化学反应中能量变化的例子，教材的侧重不同，前者侧重揭示
能量变化的本质，后者侧重化学能转变为电能的原理。本节重点知识理论性强，微观分析多，
较为抽象;知识内涵丰富，信息量大。本节教学重点是“化学反应中能量变化的本质；化学能
转化为电能的装置特点及原理”，教学难点是“化学能转化为电能的装置特点及原理”，共分
两课时完成，第一课时化学反应与热能，第二课时化学反应与电能。
本课时为第二课时化学反应与电能，教材主要介绍原电池原理及应用--化学电池。首先介
绍了火力发电中化学能经过的能量转化过程，让学生明白，虽然通过一系列转化后，我们获得
了电能，但是大部分能量在转化过程中白白浪费了，火力发电过程中的能量利用率较低。同
时，在火力发电的转化过程中，燃烧(氧化还原反应)是关键，从而引入了化学电池的概念。接
着通过实验6-3分析形成原电池前后现象的不同，探究其原理，分析电极反应、电子转移，在
此基础上理解原电池实现化学能转化为电能的原理，明白原电池能提高燃料利用率的化学原
理。最后，教材通过探究栏目，让学生自主设计与制作简易电池，进一步加深了学生对原电池
反应原理的理解与探究。在此基础上，教材介绍了几种常见的化学电池，如一次电池(锌锰干
教材
电池)二次电池(铅酸蓄电池)，并对锌锰干电池的原理进行了简单的介绍。最后教材通过“科
分析 学·技术·社会”栏目介绍了发展中的燃料电池，以“已经与实践”的形式让学生了解车用能
源。相对于旧教材，新教材删掉了能源的分类，火力发电叙述更为简洁，实验【6-3】相对于
旧版实验【2-4】将实验现象给出，分析更详细，并给出了电极名称。锌锰干电池和铅酸蓄电
池较旧版介绍得相对简约，并删去了镍镉电池。并将燃料电池放在科学·技术·社会部分介绍。
增加了信息搜索和化学与职业——电池研发人员。
本课时的教学中可进行对比实验,分析形成原电池对化学反应的影响,包括反应现象的差
异、产生现象原因的分析等。各个知识点要逐一落实,如电极上产生的现象 电极的判断、电极
上发生的反应、电极“反应类型、电子的转移方向和原电池中的能量变化等。教学中要注重基
本原理的分析,强调原电池的两极反应与氧化反应和还原反应的关系。教学中要利用教材中的
探究简易电池的设计与制作，引导学生思考形成原电池的条件。由于化学反应速率为下节课的
内容,教材中没有涉及原电池原理对反应速率的影响，但通过对照实验可以观察到由于形成了
原电池，加快了化学反应速率，所以作为原电池原理的应用，可以适当提醒学生注意到原电池
可以加快化学反应速率。关于化学电池,可以简单介绍一次电池、二次电池的概念，对锌锰干
电池的电极材料、电解质溶液、负极反应、电子移动方向进行简单分析，只需让学生了解发生
了还原反应，具体电极反应可不作介绍。关于铅酸蓄电池和其他二次电池的充放电原理，必修
中不要作任何拓展。
1．通过查阅资料、阅读思考，能举出化学能转化为电能的实例，辨识简单原电池的正负
极及正负极上发生的化学反应类型。
教学 2．通过实验探究、讨论交流，知道原电池概念及原电池工作原理是利用氧化还原反应将
目标 化学能转化为电能的装置，知道构成原电池的条件。
3.通过观察现象、原理分析，会判断原电池的正极、负极，能正确书写简单原电池的电极
反应式，了解常见的化学电源，感受化学能转化为电能的奇妙。
教学 重点：原电池概念、原理、组成及应用重、 难点：原电池工作原理及构成条件
难点
宏观辨识与微观探析：通过实验探究，原理分析，从宏观上认识原电池的结构特点，电流
的流向，了解原电池两极可能出现的现象，从微观上了解原电池的工作原理、形成条件。
核心 证据推理与模型认知：能根据原电池的工作原理及构成条件，设计简单的原电池，形成分
素养 析原电池正负极、电极反应式、电子（流）流向等相关知识的认知模型。
科学探究与创新意识：通过对原电池的原理分析和设计不同的原电池，体会化学能到电能
的直接转化，体验科学探究的过程与方法，提升实验探究和创新能力。
通过上节课的学习，学生已经知道化学反应伴随着能量变化，且主要表现为吸热反应和放
热反应，初步了解化学能与热能的转化及生活中电池的有关知识。在必修第一册第一章第三节
“氧化还原反应”的学习中，学生已经认识到只有氧化还原反应才会有电子的转移，对本节课
学情 的学习提供了基础，可以帮助学生从氧化还原的角度去理解化学反应与电能的关系。另一方面
化学能与电能的转化需将氧化还原反应分开进行，学生还未树立起氧化还原反应是由两个“半
分析 反应”组合而来的思想，需加强对半反应与总反应的关系的理解。同时，实用电池种类多样、
结构复杂，关键其涉及的氧化还原反应实质大多数对学生陌生度很高，故学生在原理理解上难
度较大。教学中如何利用氧化还原反应知识分析原电池的工作原理，并结合构成原电池的条件
设计原电池等可能存在一定困难。
教学过程
教学 设计意
教学活动
环节 图
【回顾1】氧化还原反应的特征和本质分别是什么？
【学生1】氧化还原反应的特征是化学反应前后有元素化合价变化； 回顾旧
知，预
【学生2】氧化还原反应的本质是有电子转移（电子得失或电子对偏移），氧化还原
习新
反应中氧化剂得电子，还原剂失电子，且得失电子总数相等。 知，创
设生活
【教师】评价、肯定。
真实情
【回顾2】化学反应中物质变化和能量变化有何特点？ 境，了
解电池
【学生1】化学反应中既有物质变化，又有能量变化；
的发展
【学生2】化学反应中物质变化遵循 质量守恒定律，能量变化遵循能量守恒定律。 历史，
激发学
【教师】评价、肯定。
环 习兴趣
节 【预习1】火力发电过程中能量是如何转化的？火力发电存在哪些问题？ 和探究
一 的欲
【学生1】 火力发电过程中能量转化是化学能先转化为热能，热能再转化为机械
、 望。
生
能，机械能最后转化为电能。
情 活
景 情
导 境 【教师】评价、板书：化学能 热能 机械能 电能 ；
入
【学生2】火力发电的缺点：a.化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成
资源的浪费；b.火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大；c.
化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO 、CO、NO 、粉尘等)，污染环境。
2 2
【预习2】构成原电池的条件是什么？在原电池中电子、电流的流向有何特点？
【学生1】①原电池构成的条件是具有活动性不同的两个电极，二者直接或间接地连
在一起，插入 电解质溶液中，且能自发地发生 氧化还原 反应。
【学生2】在原电池中，电子由负极经过导线流向正极，电流由正极流向负极。在电
解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。
【教师】评价、肯定。【导入】电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又
称电力。小到日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……大到火箭上天、
神州六号宇宙飞船遨游太空，这一切都依赖于电池的应用。播放电池的发展史（见
PPT视频）
【过渡】我们日常使用的电能主要来自火力发电，火力发电是通过化石燃料燃烧时发 了解我
国的能
生的氧化还原反应，最终将化学能转化为电能。
源结构
【问题1】阅读教材P36页内容，思考生活中人们使用的电能来自于哪里?火力发电中 及火力
化学能是如何转化为电能的？有何优缺点？ 发电中
能量的
【答案要点】①我国目前电能主要来自火力发电，其次来自水力发电、风力发电、核
转化形
式与缺
点，树
立责任
意识，
为认识
化学能
能、水力发电、生物质能等。 与电能
的转化
②火力发电的原理是化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能：
转作铺
化学能――→热能――→机械能――→电能 垫。
通过实
活 ③火力发电的优点是我国煤炭资源丰富，廉价方便。缺点一是煤炭是不可再生资源，
验探
动
会造成能源危机；二是煤炭燃烧会产生污染性气体；转换环节多，能量损耗大，能量 究，从
一
微观上
、 的利用率低。
理解化
探
【教师】设凝：火力发电有如此多的缺点，我们能否能否减少中间的环节，直接将化 学能是
究
如何转
化 学能转化为电能呢？
化为电
学
【问题2】实验探究：根据教材P36页【实验6-3】，完成实验，观察实验现象，分 能的，
能
培养科
与 析实验原理是什么？
学探究
电
【教师】演示【实验6-3】、引导分析、投影表格。 与创新
能
意识的
的 【学生】观察实验现象，思考原理，填写表格内容，展示交流：
学科核
转
实验步骤 实验现象 原因分析 心素
化
养。
实验一：分别将锌片和铜片 锌片表面有气泡， 与金属活动性顺序有关：锌
环
插入稀硫酸 铜片无明显变化 与稀硫酸反应生成氢气且放
节
二 溶液中 反应一段时间后，烧 热：Zn＋2H＋ = Zn2＋＋
、 通过讨
杯外壁微热 H↑，而铜不反应。
2 论交
氧
流，深
原 实验二：锌片和铜片先接触 铜片表面出现大量气 可能因锌比铜更容易失去电 度理解
原电池
电 插入稀硫酸 泡，锌片表面有少量 子，且锌失去的电子通过导
的工作
池 溶液中，然 （或几乎没有）气泡 线移动到铜片上，溶液中的 原理和
结构特
原 后再用导线 产生。且产生气泡的 H+再得到电子生成了H。
2 点，为
理 连接 速率比实验一快。 2H++e-==H ↑ 后续原
2
电池的
及
设计作
构 铺垫。
培养证
成
据推理条 实验三：锌片和铜片通过导 铜片上有气泡产生， 电流表指针发生偏转，说明 与模型
认知的
件 线接电流表插入稀硫酸溶液 锌片上逐渐溶解；电 导线中有电
后续核
流表的指针发生偏 流产生，整 心素
养。
转。 个过程中化
学能转化成
电能。
【教师】评价、强调：通过上述装置，可以实验化学能与电能的直接转化。
【问题3】结合【实验6-3】，思考什么是原电池？以铜锌稀硫酸原电池为例，分析
原电池的特点，并填写表格内容。
【教师】投影表格，引导分析。
【学生】小组讨论、共同完成表格内容：
概念 利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置叫原电池
检测与
装置示意图
评价，
发现问
题，调
控课
堂，提
电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型
高效
锌片 负极 电子流出 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 率。
铜片 正极 电子流入 2H＋＋2e－===H ↑ 还原反应
2
电子的流向 电子由负极经导线流向正极
反应本质 自发进行的氧化还原反应
总反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H↑
2
【教师】评价、追问：构成原电池的条件是什么？
【学生1】具有活泼性不同的两个电极（可以是两种活泼性不同的金属，也可以是一
种金属和一种导电的非金属，如石墨等）；
【学生2】两电极必须插入电解质溶液中；
【学生3】还要形成闭合回路（电解质溶液中离子导电、导体中自由电子导电）；
【教师】评价，追问：利用反应C+O =====CO 可以构成原电池吗？
2 2
【学生】不能，构成原电池还必须是能自发地发生氧化还原反应。
【教师】评价、肯定。
【对应训练1】下列叙述不正确的是( )
A．用天然气火力发电时，每一步都需要化学反应来完成
B．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境
C．原电池反应一定为氧化还原反应
D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化
【答案】A
【解析】A．火力发电的过程包括，化学能→热能→机械能→电能，后两个阶段都未
发生化学变化，A项错误；B．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资
源，保护环境，B项正确；C．原电池的反应原理为氧化还原反应，所以原电池反应
一定为氧化还原反应，C项正确；D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际
上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化，D项正确；答案选A。
【对应训练2】下列各装置能构成原电池的是 ( )
【答案】B
【解析】A项中两电极相同，A项错误；C项中蔗糖溶液是非电解质溶液，C项错
误；D项中两烧杯中溶液是分开的，没有形成闭合回路，D项错误。
【过渡】通过上面的学习，我们知道原电池是利用氧化还原反应原理，在两极分别发
生氧化反应和还远反应，下面我们来学习简易原电池的设计与制作。
通过问
【问题1】实验探究：结合教材P37页“探究”内容，完成教材三个实验，并回答
题探
“问题核讨论”的三个问题。 究，深
度理解
【学生1】水果的作用是提供电解质溶液。
原电池
【学生2】电极材料一般选择两种活泼性不同的金属电极，也可以一个电极选择活泼 的工作
金属，另一个电极选择石墨。 原理和
结构特
【学生3】电池不可或缺的构成部分：a.有两种活泼性不同的金属（或活泼金属核石
点，学
墨）作电极；b.电极材料均需插入电解质溶液中；c.两级相连形成闭合回路。
会简单
【教师】评价、小结：原电池的设计方法： 原电池
的设计
①找—找一个能够自发进行的氧化还原反应，只有自发进行的氧化还原反应才能被设
方法。
计成原电池；
②拆—将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极
的电极反应，还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)，氧化剂＋ne－===还原产物
(正极电极反应)；
通过归
③定—根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极
纳小
一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。
结，进
④画—连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 一步了
解原电
【问题2】归纳小结：请画出原电池的工作原理示意图，思考如何判断原电池的正负
池中电
极？ 子、离
子的移
【学生1】展示交流：原电池的工作原理图：
动分
析，正
负极的
判断方
法，电
极反应
活
的特点动 和规律
二 等。
、
设
计
简
单
的
原
电
【教师】评价、强调：①反应类型是负极发生氧化反应，正极发生还原反应；②电子
池
的移动方向是从负极流出，经导线流向正极（电子不下水）；③离子的移动方向是阳
离子向正极移动，阴离子向负极移动（离子不上岸）。
【学生2】展示交流：原电池正、负极的判断方法。
【教师】评价、投影、讲解：
【教师】追问：一般是较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，但要注意电解质溶
液的性质不同，可能正、负极不同，请举例说明。
【学生1】镁铝用导线连接插入稀硫酸中，镁作负极，铝作正极；若电解质是氢氧化
钠，则镁作正极，铝作负极。 检测与
评价，
【学生2】铜铝用导线连接插入稀硫酸中，铝作负极，铜作正极；若插入浓硝酸中，
发现问
铝作正极，铜作负极。
题，调
【对应训练1】某实验小组为研究铁的腐蚀与防护，设计如图所示的实验装置。下列 控课
说法正确的是 堂，提
高效
率。
A．图1：a点的电极反应式为
B．图1：b点溶液变红
C．图2：若d为锡，则为牺牲阳极的阴极保护法
D．图2：若d为石墨，两个实验均为铁的吸氧腐蚀【答案】D
【解析】A．a点氧气得电子产生OH-，电极反应式为O+4e-+2HO==4OH-，A错
2 2
误；B．a点产生OH-，能使酚酞变红，B错误；C．锡活泼性位于铁之后，铁作负极
失电子，并没有被保护，C错误；D．两个实验的电解质溶液均为中性，正负极材料
相同，均发生铁的吸氧腐蚀，D正确；故选D。
【对应训练2】下列有关原电池的说法正确的是( )
A．将反应2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl 为
3
电解质
B．铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极
C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
D．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极
【答案】B
【解析】A．Fe作负极，活泼性比Fe弱的作正极，所以不能用Zn作负极，A项错
误；B．Al遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应，Cu作负极，B项正确；C．电子
由负极(锌)流向正极(铜)，C项错误；D．由Al、Mg、NaOH组成的原电池，Al作负
极失电子生成AlO ，D项错误；答案选B。
【过渡】根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的后续电源，
【问题1】阅读教材P38页内容，思考一次电池、二次电池、燃料电池的概念和特点
认识常
分别是什么？并完成表格内容。 见化学
电源，
【教师】引导分析、投影表格：几种电池的特点比较。
活
了解化
【学生】阅读教材，完成表格内容，展示交流： 学对于
社会的
充电电池(二次电
名称 干电池(一次电池) 燃料电池 重要价
池) 值，培
养科学
①活性物质(发生氧
态度与
①放电后可再充 ①电极本身不包含活性物质，只
化还原反应的物质) 社会责
电使活性物质获 是一个催化转换元件 任的化
消 耗 到 一 定 程 度
学核心
特点 得再生 ②工作时，燃料和氧化剂连续地
后，不能再使用 素养。
② 可 以 多 次 充 由外部供给，在电极上不断地进
②电解质溶液为胶 了解原
电，重复使用 行反应，生成物不断地被排出 电池原
状，不流动
理在化
普通的锌锰电池、 铅酸蓄电池、锂 学研究
氢氧燃料电池、CH 燃料电池、 重点重
4
碱性锌锰电池、银 电池、镍氢电池
要作
举例 CHOH 燃料电池等（见教材
活 锌电池等。（见教 （见教材 P38 图 3 用，建
P39图6-13） 立知识
活 材P38图6-10） 6-11） 是相互
联系的
动 【教师】评价、补充。
观点。
一 【问题2】讨论交流：原电池原理在化学上有哪些应用？
、 【学生1】比较金属活动性强弱：一般作负极的金属比作正极的金属活泼；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。
环 几
节 【学生2】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。
种三 常 【学生3】设计制作化学电源：将化学能转化为电能。
、
见 【学生4】加快化学反应速率：自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速
原
的 率加快。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
电
池 化 的干扰减小，使反应速率增大。
原
学 【教师】评价、肯定。
理
的 电 【对应训练1】化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的
应 是（ ）
源
用
检测与
评价，
发现问
A．图甲：通入O 的一极为正极 题，调
2
控课
B．图乙：锌锰干电池属于一次电池
堂，提
C．图乙：在使用锌锰干电池的过程中，MnO 被还原 高效
2
率。
D．图丙：正极的电极反应式为PbO -2e- +SO2-+4H+==PbSO +2H O
2 4 4 2
【答案】D
【解析】A．氧气得到电子发生还原反应，所在电极为正极，故A正确； B．锌锰干
电池不能充电操作，属于一次电池，故B正确；C．在使用锌锰干电池的过程中，
MnO 得到电子被还原，故 C 正确；D．铅蓄电池正极的电极反应式为 PbO +2e-
2 2
+SO2-+4H+==PbSO +2H O ，故D错误；故选D。
4 4 2
【对应训练2】把A、B、C、D四块金属泡在稀HSO 中，用导线两两相连可以组成
2 4
各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相
连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列
为 ( )
A.A>C>D>B B.A>C>B>D C.B>D>C>A D.A>B>C>D
【答案】A
【解析】A、B相连时，A为负极，则说明A与B相比较，A更加活泼；C、D相
连，D上有气泡逸出，则C为电源的负极，C比D活泼；A、C相连时，A极减轻，
A参与了电极反应，被消耗，应是活泼金属；B、D相连，B为正极，则D是活泼金
属，作电源的负极。故有A>C>D>B。
活【过渡】在各种各样的化学电源中，燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，在航
天、军事和交通等领域有广阔的应用前景。
【问题1】结合教材P39页“科学·技术·社会—发展中的燃料电池”内容，思考燃料
电池的概念是什么？有何优点？ 认识燃
料电
【学生1】概念：将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为
池，关
电能的电化学反应装置。 注化学
与社会
【学生2】优点：①清洁、安全、高效；②反应物不是储存在电池内部，而是由外部
生活、
提供；③供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，且充电时间较短。 科学研
究的联
【教师】评价、肯定。
系，培【问题2】讨论：以氢氧燃料电池和甲烷燃料电池为例，思考如何书写电极反应式？ 养科学
探究与
活【学生】氢氧燃料电池在不同的介质中的总反应式相同，均为 2H ＋O===2H O。但
2 2 2 创新意
正、负极反应式与电解质溶液有关。
活 识的化
【教师】评价、投影表格：氢氧燃料电池正、负极反应式归纳如下。 学核心
动
素养。
【学生】完成表格内容、展示交流：
二 学会原
电解质溶液 负极 正极 电池中
、
电极方
探 酸性(H＋) H 2 －2e－===2H＋ O 2 ＋4H＋＋4e－===2H 2 O 程式的
书写方
究 中性(Na SO ) H－2e－===2H＋ O＋2HO＋4e－===4OH－
2 4 2 2 2 法。
发 碱性(OH－) H－2e－＋2OH－===2H O O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2 2 2
展 【教师】评价、肯定。
中 【学生】甲烷燃料电池在不同的介质中的总反应式不相同，在酸性条件下，总反应为
CH ＋2O===CO ＋2HO；在碱性条件下，总反应为 CH ＋2O ＋2OH－===CO＋
的 4 2 2 2 4 2
3HO。
2
燃
【教师】评价、投影表格：甲烷燃料电池在不同电解质中正负极反应式归纳如下。
料
【学生】完成表格内容、展示交流：
电
电解质溶液 负极 正极
池
酸性(H＋) CH－8e－＋2HO=== CO＋8H＋ 2O＋8e－＋8H＋===4H O
4 2 2 2 2
碱性(OH－) CH－8e－＋10OH－=== CO＋7HO 2O＋8e－＋4HO===8OH－
4 2 2 2
【教师】评价、强调：原电池电极反应式的书写步骤。
①列物质，标得失：按照负极氧化反应，正极还原反应，判断电极反应物、生成物，
标出电子得失。
②看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如酸性介质中，
OH－不能存在，应生成水；碱性介质中，H＋不能存在，应生成水；电极反应式同样
要遵循电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒。
③两式加，验总式：正负极反应式相加，与总反应离子方程式验证。
【教师】强调：若某电极反应式较难写出时，可先写出较易写的电极反应式，然后根
据得失电子守恒，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应
式。
【对应练习1】可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以 NaCl溶液或NaOH溶
液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 ( )
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH) ↓
3
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的碱性保持不变
巩固与
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 评价，
发现问
【答案】A
题，调
控课
【解析】当电解质溶液显碱性或中性时，该燃料电池的正极发生的反应均为 O ＋
2
堂，提
2HO＋4e－===4OH－，A项是正确的；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝 高效
2
率。
离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2HO，B项是错误的；该电池在碱性条件下工作时，消
2
耗了碱，反应方程式为4Al＋3O ＋4OH－===4AlO＋2HO，溶液的碱性减弱，C项是
2 2
错误的；电池工作时，电子从负极流出来经过外电路流向正极，D项是错误的。
【对应练习2】下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确
的是（ ）
A．b电极是正极
B．总反应方程式为2H+O ==2H O
2 2 2
C．a电极每消耗2.24LH ，转移电子0.2mol
2
D．氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的
绿色电源
【答案】C
【解析】A. b电极通入氧气，氧气得到电子，因此是正极，A正确；B. 总反应方程
式就是氢气燃烧的方程式，为2H+O ＝2HO，B正确；C. a电极电极方程式：H-2e-
2 2 2 2
+2OH-=2H O，标况下每消耗2.24LH 即0.1mol，转移电子0.2mol，但是没有说明气
2 2
体所处条件，C错误；D. 氢氧燃料电池的生成物是水，没有污染，因此是一种具有
广泛应用前景的绿色电源，D正确；答案选C。
1.下列有关原电池的说法中正确的是( )
A．在外电路中，电子由负极经导线流向正极
B．在内电路中，电子由正极经电解质溶液流向负极
C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生
D．原电池工作时，一定不会伴随着热能变化
【答案】A
【解析】A．外电路中电子由负极流向正极，A正确，B．在内电路中,是阴、阳
离子移动，B错误；C．原电池工作时，正极上一般是溶液中的阳离子得电子，则正
极表面可能有气泡产生，也可能生成金属单质，C错误；D．原电池工作时，化学能
转化为电能，同时可能会伴随着热能变化，D错误。故选A。
2．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正
确的是（ ）
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的c(H＋)均减小 D．产生气泡的速率甲比乙慢
【答案】C 及时巩
固、消
【解析】A．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极，铜片表
化所
面均有氢气产生，故A错误；B．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜 学，促
是正极；乙中铜、锌没有连接，不构成原电池，故B错误；C．两烧杯中都发生 进掌握
Zn+2H+==Zn2++H ↑反应，溶液的c(H＋)均减小，故C正确；D．甲烧杯中，铜、锌用 必备知
2导线连接，甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故D错误；选C。 识，评
价教学
3．某同学根据化学反应 ，并利用实验室材料制作原电池。下 效果，
列关于该原电池组成的说法正确的是（ ） 为后期
优化教
选项 A B C D 学方案
环
提供依
节
正极 石墨棒 铁棒 铁棒 铜棒 据，培
四
养分析
、
课 负极 铁棒 铜棒 石墨棒 铁棒 问题和
解决问
后
作 题等关
巩 电解质溶液 FeCl 溶液 FeSO 溶液 Fe (SO ) 溶液 稀硫酸
业 3 4 2 4 3 键能
固
设 力。
A．A B．B C．C D．D
计
【答案】A
【解析】根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知该原电池中Fe为负极，反应过程中
Fe3+在正极得电子生成Fe2+，故正极区Fe3+的浓度降低，由电池反应可知电解液为
含Fe3+的溶液，综上所述A选项符合。
4.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，a不
断腐蚀；将a、d分别投入同浓度的盐酸中，d比a反应剧烈；将铜浸入b的盐溶液
中，无明显变化；如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。根据以上现象判断，
它们的活动性由强到弱的顺序是
A．d c a b B．d a b c C．d b a c D．b a d c
【答案】B
【解析】将 a 与 b 用导线连接起来，浸入电解质溶液中，a 不断腐蚀，说明b
是正极，因此活泼性是a＞b；将 a、d 分别投入等浓度盐酸中，d比 a 反应剧烈，
说明金属活动性d＞a；活泼的金属可以将不活泼的金属从其盐溶液中置换出来，所
以活泼性是b＞c，综合以上可知活动性由强到弱顺序是：d>a>b> c，答案选B。
5．有关如图所示四个常用电化学装置的叙述中，正确的是（ ）
图Ⅰ碱性锌锰电
图Ⅱ铅-硫酸蓄电池 图Ⅲ原电池 图Ⅳ银锌纽扣电池
池
A．图Ⅰ所示电池属一次电池， 是作催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，负极被氧化，质量不断增加
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电子由铜极经导线流向铁极
D．图Ⅳ所示电池属一次电池，正极的电极反应式为Ag O+2e-+2H+==2Ag+H O
2 2
【答案】B
【解析】A．图Ⅰ所示电池属一次电池，MnO 得电子，MnO 作正极反应物，故
2 2
A错误；B．图Ⅱ所示电池放电过程中，负极Pb失电子被氧化，电极反应式为Pb-2e-+SO2-==PbSO ，质量不断增加，故B正确；C．图Ⅲ所示装置，铁是负极、铜是正
4 4
极，工作过程中，电子由铁极经导线流向铜极，故C错误；D．图Ⅳ所示电池属一次
电池，正极的电极反应式为Ag O+2e-+2H+==2Ag+H O，故D错误；选B。
2 2
6.氢氧燃料电池反应为： ，电解液为KOH，反应能保持在较高
温度，使生成的 蒸发，下列叙述正确的是
A．该电池转移4mol电子时， 消耗22.4L
B．该电池是化学环境友好电池
C．电池工作过程中，化学能100%的转化成了电能
D．电极反应为：负极 ；正极
【答案】B
【解析】A．根据反应方程式可以得知，该电池每转移4mol电子，消耗1mol
O，但是题中并未说明反应条件是否为标况，故无法计算消耗O 的体积，A错误；
2 2
B．该电池的产物只有水，故该电池对环境友好，B正确；C．该电池工作过程中，
反应能保持在较高温度，使生成的水蒸发，说明化学能并非100%转化为电能，还有
一部分转化为热能，C错误；D．该氢氧燃烧电池中，电解液为KOH，负极反应为
2H+4OH--4e-=4H O，正极反应为O+2H O+4e-=4OH-，D错误；故选B。
2 2 2 2
7．某化学兴趣小组，使用相同的铜片和锌片为电极，探究水果电池水果的种类
和电极间距离对电流的影响，实验装置图和所得实验所得数据如下：
水果种
实验编号 电极间距离/cm 电流/
类
Ⅰ 番茄 1 98.7
Ⅱ 番茄 2 72.5
Ⅲ 苹果 2 27.2
电池工作时，下列说法不正确的是（ ）
A．负极的电极反应为
B．水果种类和电极间距离对电流数值的大小均有影响
C．电子从锌片经水果流向铜片
D．若用石墨电极代替铜片进行实验，电流数值会发生变化
【答案】C
【解析】A．由图示分析可知，Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，即负极
的电极反应为Zn-2e-==Zn2+，故A正确；B．由表中的数据分析可知不同的水果以
及同种水果间距离的不同，则电流的大小也不同，所以水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响，故B正确；C．电子从锌片经导线流向铜片，而不能经水果流向铜
片，故C错误；D．石墨和铜的导电率不同，若用石墨电极代替铜片进行实验，电流
数值会发生变化；故D正确；故答案选B。
8．根据化学能转化电能的相关知识，回答下列问题：
Ⅰ．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(正极材料用碳棒)，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。
Ⅱ．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁
片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L-1的HSO 溶液中，乙同学将电极放入
2 4
6 mol·L-1的NaOH溶液中，如图所示。
（1）写出甲中正极的电极反应式：___________________________________。
（2）乙中负极为________，总反应的离子方程式：
________________________。
（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时，则构成负极
材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，由此他们会得出不同的实验结论，依据
该实验实验得出的下列结论中，正确的有____________。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体
分析
【答案】Ⅰ．(1)Cu 氧化 AgNO 溶液
3
(2)碳棒上出现银白色物质 (3) 108
Ⅱ．(1)2H++2e-=H ↑ (2)Al 2Al+2OH-+2H O=2AlO-+3H ↑ (3) AD
2 2 2 2
【解析】Ⅰ．(1)在反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，Cu失去电子，在负极上发生氧
化反应：Cu-2e-=Cu2+；正极上，Ag+得到电子生成银单质，所以该电池的负极材料为
Cu，发生氧化反应，电解质溶液需要提供Ag+，故可用AgNO 溶液；
3
(2)正极上发生反应：Ag++e-=Ag，可看到碳棒上出现银白色物质。
(3)根据正极反应：Ag++e-=Ag，转移1mol电子，生成1molAg，即108gAg。Ⅱ．(1)甲中镁比铝活泼，更容易和硫酸反应，所以镁作负极，失去电子，铝作
正极，溶液中的H+得到电子，正极反应式为：2H++2e-=H ↑。
2
(2)乙中铝能和NaOH溶液自发地发生氧化还原反应，所以铝作负极，总反应离
子方程式为：2Al+2OH-+2H O=2AlO-+3H ↑。
2 2 2
(3)镁的原子半径比铝大，且镁的核电荷数比铝小，所以镁比铝容易失去电子，
所以镁比铝活泼，这是不争的事实，金属活动性顺序表依然是正确且有实用价值的。
在乙中之所以铝作负极，是因为铝能和NaOH溶液自发地发生氧化还原反应而镁不
能，所以利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质，同时该实验
说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析，故AD正
确。
课堂
总结
第一节 化学反应与能量变化
第二课时 化学反应与电能
一、原电池原理及构成条件
1、火力发电—间接转化
化学能――→热能――→机械能――→电能
2、原电池—直接转化
（1）概念：把化学能转变为电能的装置。
板书 （2）原理：较活泼金属失去电子，发生氧化反应，作负极，电子流出；
设计 较不活泼金属得到电子，发生还原反应，作正极，电子流入。
锌片（负极）：Zn－2e－===Zn2＋（氧化反应） 铜片（正极）：2H＋＋2e－===H ↑（还原反
2
应）
（3）构成原电池的条件：①具有活泼性不同的两个电极；②两电极插入电解质溶液中；
③形成闭合回路；④能自发地发生氧化还原反应。
二、原电池原理的应用
1、几种常见的化学电源：一次电池、二次电池
2、发展中的燃料电池：清洁、安全、高效。
本课时通过电池的发展历史，联系火力发电让学生感知化学能可以转化为电能引入新课，
再通过实验探究原电池的原理和构成探究，这是本节课的核心内容。教学中注重运用实验事
实、数据等证据素材，在引导学生探究原电池的原理与氧化还原反应的关系，了解原电池负极
发生的是氧化反应，正极发生的是还原反应，氧化反应和还原反应同时进行的基础上，帮助学
教学
生转变偏差认识。教学中注重组织学生开展概括关联、比较说明、设计论证等活动，发挥重要
反思 知识的功能价值，帮助学生发展认识化学反应的基本角度，形成基本观念。最后，介绍原电池的应用及化学电源，联系生活实际，认识一次电池、二次电池及发展中的燃料电池等（不能过
多拓展），培养学生证据推理与模型认知、科学探究与社会责任等化学核心素养。
