資源簡介

(共49張PPT)
章末過關(guān)檢測（四）
一、選擇題：本題包括15個小題，每小題3分，共45分。每小題
只有一個選項符合題意。
1.自熱盒飯的一種發(fā)熱原理是利用原電池原理，將食鹽顆粒、炭屑、鐵屑
裝入食品包裝的夾層中密封起來，使用時撕開一口子，加入適量水振蕩，
就會產(chǎn)生熱量加熱食品。下列敘述正確的是( )
A.鐵為負極，發(fā)生氧化反應 B.碳為負極，發(fā)生還原反應
C.鐵為正極，發(fā)生還原反應 D.碳為正極，發(fā)生氧化反應
解析：選A。由鐵屑、炭屑、食鹽、水、空氣組成的原電池中，鐵為負極，
發(fā)生氧化反應，碳為正極，發(fā)生還原反應。
√
2.下列過程中，將電能直接轉(zhuǎn)化為化學能的是( )
√
3.電化學原理在日常生活中應用廣泛。下列說法正確的是( )
√
√
5.某學習小組按下圖探究金屬電化學腐蝕與防護的原理，下列說法正確的
是( )
√
6.某固體電解池工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是( )
√
7.下圖為甲醇燃料電池的工作原理示意圖，下列有關(guān)說法不正確的是
( )
√
下列說法正確的是( )
√
√
√
√
12.磷酸鐵鋰電池作為新能源汽車和儲能領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，其產(chǎn)量正在
快速增長，具有工作電壓高、能量密度大、安全性能好等特點。下圖是磷
酸鐵鋰電池的工作原理圖，下列說法不正確的是( )
√
√
√
√
二、非選擇題：本題包括4個小題，共55分。
16.（12分）依據(jù)電化學知識，回答下列問題：
增大
①寫出A極的電極反應式：_________________________。

②用該燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗，則B極應該與___
（填“C”或“D”）極相連。
D
①右端回形針為________極（填“陰”或“陽”）；陰極試紙上出現(xiàn)大片藍紫
色的原因是（用電極反應式表示）____________________________。
②推測陽極回形針出現(xiàn)的紅棕色物質(zhì)可能是________（填化學式）。
陽

紅

18.（15分）
①寫出電解時陽極的電極反應式：_____
______________________________。


陽離子
0.5
19.（15分）電池和電解池在日常生活中有著廣泛的應用。


陰
陽






3第四章 化學反應與電能
第一節(jié) 原電池
第1課時 原電池的工作原理
【學習目標】1.通過原電池實驗，認識原電池構(gòu)成的基本要素，并能設(shè)計簡單的原電池。
2.能根據(jù)電極反應、電流方向或離子移動方向判斷原電池的正極和負極。
知識點一 原電池的工作原理
自主預習 新知構(gòu)建
1．原電池的概念及形成條件
（1） 概念：將①_ _ _ _ _ _ 轉(zhuǎn)化為②_ _ 的裝置。
（2） 構(gòu)成條件
【答案】（1） 化學能；電能
（2） 活潑性不同；電解質(zhì)；閉合
2．原電池的工作原理（以鋅銅原電池為例）
裝置示意圖
鹽橋的作用 鹽橋中裝有含飽和溶液的瓊膠，作用：（1）作為離子通道，形成閉合回路；（2）避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應，減少電流的衰減
現(xiàn)象 鋅片⑥_ _ _ _ _ _ _ _ ，銅片上⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，電流表的指針⑧_ _ _ _ _ _ _ _
微觀探析 （1）負極區(qū)：⑨_ _ _ _ _ _ _ _ 失去電子變成⑩_ _ _ _ _ _ _ _ 進入溶液； （2）正極區(qū)： _ _ _ _ _ _ _ _ 獲得電子變成 _ _ _ _ _ _ 沉積在銅片上； （3）導線上：電子由 _ _ 流向 _ _ ； （4）鹽橋中： _ _ _ _ _ _ 移向溶液， _ _ _ _ _ _ _ _ 移向溶液
宏觀解釋 負極： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （ _ _ 反應） 正極： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （ _ _ 反應） 總反應： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
【答案】逐漸溶解； 有紅色物質(zhì)生成； 發(fā)生偏轉(zhuǎn)； ； ； ； ； 負極； 正極； ； ； ； 氧化； ； 還原；
某原電池總反應為，裝置中的鹽橋中可以是裝有含 飽和溶液的瓊膠嗎？
【答案】不可以。因為溶液能和溶液反應生成沉淀。
自我診斷
（1） 原電池中電流的方向是負極 導線 正極（ ）
（2） 原電池的正極一定是化學性質(zhì)較不活潑的金屬（ ）
（3） 鋅銅原電池中電子由鋅電極經(jīng)過電解質(zhì)溶液流向銅電極（ ）
（4） 原電池工作時，正極上發(fā)生氧化反應，負極上發(fā)生還原反應（ ）
（5） 原電池工作時，電解質(zhì)溶液中的陽離子向負極移動，鹽橋中的陽離子向正極移動（ ）
（6） 一般來說，帶有鹽橋的原電池比不帶鹽橋的原電池效率高（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） ×
（4） ×
（5） ×
（6） √
原電池的工作原理
［巧記］ “電子不下水，離子不上岸，正極電勢比負極電勢高”。
遷移應用 對點訓練
1．[（2025·石家莊高二聯(lián)考）]化學電源在生活、生產(chǎn)和科研中得到廣泛的應用。下列裝置能產(chǎn)生電流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】選。項，無水乙醇是非電解質(zhì)，不導電，不能形成閉合回路，不能產(chǎn)生電流；項，能與 溶液反應，但 和 未用導線連接，不能形成閉合回路，不能產(chǎn)生電流；項，兩電極均為石墨電極，且沒有自發(fā)進行的氧化還原反應，不能產(chǎn)生電流；項，比 活潑，能與稀鹽酸反應，且形成了閉合回路，構(gòu)成了原電池，能產(chǎn)生電流。
2．[（2025·樂山高二期末）]用銅片、銀片設(shè)計成如右圖所示的一個原電池，其中鹽橋里裝有含飽和溶液的瓊脂。下列說法正確的是（ ）
A. 外電路中電子由銅片流向銀片
B. 鹽橋中的向甲燒杯移動
C. 銀片上發(fā)生的反應是
D. 電路中每轉(zhuǎn)移電子，正極增重
【答案】A
【解析】選。該原電池中，銅片為負極，失去電子，電極反應式為；銀片為正極，得到電子，電極反應式為。電子通過外電路從負極流向正極，故外電路中電子由銅片流向銀片，項正確；原電池中陽離子向正極移動，故鹽橋中的 向乙燒杯移動，項錯誤；銀片為正極，得到電子，電極反應式為，項錯誤；電路中每轉(zhuǎn)移 電子，生成，正極增重，項錯誤。
3．控制適合的條件，將反應設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列說法正確的是（ ）
A. 反應開始時，甲池中石墨電極上發(fā)生氧化反應
B. 當電流表指針為零時，若向甲池中加入溶液，則乙池中石墨電極為正極
C. 反應開始時，鹽橋中的陰離子會向甲池移動
D. 該反應達到平衡狀態(tài)時，電流表指針仍會偏轉(zhuǎn)
【答案】B
【解析】選。由題給離子方程式可知，甲池中石墨電極為正極，鐵離子得到電子發(fā)生還原反應生成亞鐵離子；乙池中石墨電極為負極，碘離子失去電子發(fā)生氧化反應生成碘單質(zhì)。由分析可知，反應開始時，甲池中石墨電極上發(fā)生還原反應，故 錯誤；反應達到化學平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等，正、逆反應轉(zhuǎn)移的電子數(shù)量相等，電流表指針為零，若向甲池中加入氯化亞鐵溶液，平衡向逆反應方向移動，乙池中石墨電極為正極，碘單質(zhì)得到電子發(fā)生還原反應生成碘離子，故 正確，錯誤；由分析可知，反應開始時，甲池中石墨電極為正極，乙池中石墨電極為負極，因此鹽橋中的陰離子會向乙池移動，故 錯誤。
知識點二 原電池原理的應用
自主預習 新知構(gòu)建
1.增大反應速率
原理 原電池中，氧化反應和還原反應分別在兩極進行，使溶液中離子運動時相互干擾減小，反應速率增大
實例 實驗室制時，粗鋅與稀硫酸反應比純鋅快，向溶液中滴入幾滴溶液，也能增大反應速率
2.比較金屬的活動性強弱
原理 一般原電池中，活潑金屬為負極，發(fā)生氧化反應，較不活潑金屬為正極，發(fā)生還原反應
實例 兩種金屬和，用導線連接后插入稀硫酸中，觀察到極溶解，極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出極是負極，極是正極，由原電池原理可知，金屬活動性：
3.設(shè)計原電池
（1）理論上，任何一個自發(fā)的氧化還原反應都可以設(shè)計成原電池。
（2）以與溶液反應為例設(shè)計原電池，步驟如下：
自我診斷
（1） 只有放熱的氧化還原反應，才能設(shè)計成原電池（ ）
（2） 兩種金屬分別作為原電池的兩極時，一般作為負極的金屬比作為正極的金屬活潑（ ）
（3） 一個氧化還原反應，構(gòu)成原電池時的反應速率比直接接觸的反應速率大（ ）
（4） 將和用導線連接后插入溶液中，不斷溶解，說明金屬活動性：（ ）
（5） 足量的與稀硫酸反應時，滴入溶液可以增大反應速率，是因為增大 （ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） √
（4） ×
（5） ×
一般來說，設(shè)計成原電池的反應為放熱反應，但有些吸熱反應如果能自發(fā)進行也可設(shè)計成原電池。如，通過調(diào)節(jié)中的，實現(xiàn)原電池電極的轉(zhuǎn)換，若正反應方向放熱，則逆反應方向吸熱，均能構(gòu)成原電池。
遷移應用 對點訓練
1．溶液與過量鋅粉反應，在一定溫度下，為了使產(chǎn)生的速率減小，但又不影響生成氫氣的總量，可向反應物中加入適量的（ ）
A. 溶液 B. 固體
C. 溶液 D. 固體
【答案】B
【解析】選。項，向反應物中加入適量的 溶液，相當于存在硝酸，金屬與硝酸反應不會產(chǎn)生氫氣；項，向反應物中加入適量的 固體，醋酸根離子結(jié)合氫離子形成醋酸，使氫離子濃度降低，產(chǎn)生 的速率減小，但不影響生成氫氣的總量；項，向反應物中加入適量的 溶液，鋅與硫酸銅反應生成銅，此時鋅、銅、硫酸會構(gòu)成原電池，使產(chǎn)生 的速率增大；項，向反應物中加入適量的 固體，和硫酸反應生成，使生成氫氣的量減少。
2．（教材習題改編）把A、B、C、D四塊金屬片用導線兩兩相連，浸入稀硫酸中構(gòu)成原電池。A、B相連時，A為負極；C、D相連時，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時，電流由C經(jīng)導線流向A；B、D相連時，電子由D經(jīng)導線流向B。此四種金屬的活動性由強到弱的順序為（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】選。原電池中，活潑金屬為負極，、相連時，為負極，金屬活動性：；、相連時，上
產(chǎn)生大量氣泡，即 電極上 得電子生成，為正極，為負極，金屬活動性：；、相連時，電流由 經(jīng)導線流向，為正極，為負極，金屬活動性：；、相連時，電子由 經(jīng)導線流向，為負極，為正極，金屬活動性：。綜上可知，此四種金屬的活動性由強到弱的順序為。
3．設(shè)計原電池裝置證明的氧化性比的強。
（1） 寫出能說明的氧化性比的強的離子方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 若要將上述反應設(shè)計成原電池，分別寫出兩極的電極反應式。
① 負極：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 正極：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 畫出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液：
①不含鹽橋 ②含鹽橋
_ _ _ _
【答案】（1）
（2） ①
②
（3） ；
課堂檢測 鞏固落實
1．[（2025·大慶高二質(zhì)檢）]下列化學反應的原理不能設(shè)計成原電池的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】選。項，與 反應生成 的反應是放熱反應，反應過程中元素化合價發(fā)生了變化，該反應屬于氧化還原反應，能設(shè)計成原電池；項，完全燃燒的反應是放熱反應，反應過程中元素化合價發(fā)生了變化，該反應屬于氧化還原反應，能設(shè)計成原電池；項，酸堿中和反應是放熱反應，但反應過程中元素化合價不變，因此該反應不能設(shè)計成原電池；項，與 反應生成 和 的反應是放熱反應，反應過程中元素化合價發(fā)生了變化，該反應屬于氧化還原反應，能設(shè)計成原電池。
2．[（2025·麗江高二期末）]某興趣小組模擬紙電池（如下圖所示）進行實驗。下列有關(guān)說法正確的是（ ）
A. 該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能
B. 鋅電極為正極，發(fā)生還原反應
C. 電池工作過程中由鋅電極向銅電極遷移
D. 電池工作一段時間后銅電極質(zhì)量不變
【答案】A
【解析】選。該裝置為原電池，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，正確；鋅電極失去電子為負極，發(fā)生氧化反應，錯誤；原電池中，陰離子向負極遷移，故電池工作過程中 由銅電極向鋅電極遷移，錯誤；銅電極得到電子為正極，電極反應式為，故電池工作一段時間后銅電極質(zhì)量增加，錯誤。
3．某原電池反應為。下列該原電池的組成物質(zhì)中正確的是（ ）
選項 A B C D
正極
負極
電解質(zhì)溶液 溶液 溶液 溶液 溶液
【答案】C
【解析】選。由原電池反應 可知，該原電池的負極為，電極反應式為，正極上溶液中的 得到電子被還原為 單質(zhì)，電解質(zhì)溶液是可溶性銀鹽（如）溶液，正極的電極材料可以是活動性比 弱的金屬 或石墨等惰性電極。
4．向盛有等質(zhì)量的兩份鋅粉的、試管中分別加入過量的稀硫酸，同時向試管中加入少量的溶液，產(chǎn)生的體積與時間的關(guān)系如下圖所示。下列圖像正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】選。鋅粉與稀硫酸發(fā)生反應的化學方程式為 ，若向 試管中加入少量的 溶液，則發(fā)生反應，消耗一部分，生成的 附著在 上，構(gòu)成無數(shù)微小的 原電池，增大了反應速率，所以加入 溶液的 試管中反應速率更大，先反應完，但因 消耗了一定量的，生成 的體積要小于 試管。
5．某探究活動小組想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，甲、乙兩位同學均使用鎂片和鋁片作為電極，但甲同學將電極放入的稀硫酸中（如圖1），乙同學將電極放入的溶液中（如圖2）。
（1） 寫出圖1所示裝置中有關(guān)的電極反應式。
負極：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
正極：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 圖2所示裝置中負極為_ _ ，正極發(fā)生_ _ 反應，總反應的離子方程式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 如果甲、乙兩位同學均認為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負極材料的金屬應比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲同學會判斷出_ _ _ _ _ _ （填元素符號，下同）的活動性更強，而乙同學會判斷出_ _ _ _ _ _ 的活動性更強。
（4） 由此實驗，可得到的結(jié)論是（填字母）。
A. 利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的電解質(zhì)溶液
B. 鎂的金屬性不一定比鋁的強
C. 該實驗說明金屬活動性順序已過時，已沒有實用價值
D. 該實驗說明化學研究對象復雜，反應條件多變，應具體問題具體分析
（5） 上述實驗也反過來證明了“利用金屬活動性順序直接判斷原電池中正、負極”的做法_ _ _ _ _ _ （填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，請你提出另一種判斷原電池正、負極可行的實驗方案：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） ；
（2） 鋁片；還原；
（3） ；
（4） AD
（5） 不可靠；在兩電極之間連上一個電流表測電流方向，判斷原電池的正、負極（答案合理即可）
【解析】
（1） 題圖1所示裝置中，總反應為 ，為負極，電極反應式為；為正極，電極反應式為 。
（2） 題圖2所示裝置中，總反應為 ，為負極，為正極，正極上發(fā)生還原反應。
（3） 題圖1所示裝置中 為負極，為正極；題圖2所示裝置中 為負極，為正極。若根據(jù)“構(gòu)成負極材料的金屬比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲同學會判斷出 的活動性更強，乙同學會判斷出 的活動性更強。
課后達標 素養(yǎng)提升
基礎(chǔ)檢測
1．火星大氣中含有大量，一種有參加反應的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電，該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極。下列說法正確的是（ ）
A. 負極上發(fā)生還原反應 B. 在正極上得電子
C. 陽離子由正極移向負極 D. 將電能轉(zhuǎn)化為化學能
【答案】B
【解析】選。金屬鈉為負極，負極上發(fā)生失電子的氧化反應，錯誤；碳納米管為正極，在正極上得電子，發(fā)生還原反應，正確；原電池中，陽離子由負極移向正極，錯誤；原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，錯誤。
2．圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，軸表示實驗時流入正極的電子的物質(zhì)的量，軸表示（ ）
A. 銅棒的質(zhì)量 B. C. D.
【答案】C
【解析】選。是正極，溶液中的 得電子生成氫氣，銅棒的質(zhì)量不變，項錯誤;是負極，不斷發(fā)生反應，所以溶液中 逐漸增大，項錯誤;反應不斷消耗，所以溶液中 逐漸降低，項正確;不參加反應，濃度基本不變，項錯誤。
3．[（2025·菏澤高二統(tǒng)考）]某原電池裝置如下圖所示。鹽橋中裝有含飽和溶液的瓊脂。下列有關(guān)敘述正確的是（ ）
A. 為正極，發(fā)生氧化反應
B. 工作一段時間后，溶液中增大
C. 負極反應：
D. 工作一段時間后，兩燒杯中溶液均不變
【答案】B
【解析】選。由題圖可知，該原電池中，鐵電極為負極，電極反應為，石墨電極為正極，電極反應為 ，原電池工作時，鹽橋中的鉀離子向正極移動，氯離子向負極移動，故氯化鈉溶液中氯離子濃度增大，、錯誤、正確；鐵電極為負極，鐵失去電子發(fā)生氧化反應生成亞鐵離子，亞鐵離子在溶液中水解使溶液呈酸性，左側(cè)燒杯中溶液 減小，石墨電極是正極，氫離子在正極得到電子發(fā)生還原反應生成氫氣，消耗氫離子，右側(cè)燒杯中溶液 增大，錯誤。
4．某電池的總反應為,下列有關(guān)說法正確的是（ ）
A. 銅為該原電池的正極
B. 隨著電池放電,溶液減小
C. 正極反應式為
D. 參與反應時轉(zhuǎn)移電子
【答案】D
【解析】選。由電池總反應可知,銅被氧化,為負極,錯誤;隨著電池放電,被消耗,溶液 增大,錯誤;正極上二氧化鉛發(fā)生還原反應,生成難溶的硫酸鉛,錯誤;負極反應式為,參與反應,轉(zhuǎn)移 電子,正確。
5．與甲、乙兩套裝置有關(guān)的下列說法正確的是（ ）
A. 甲、乙裝置中，鋅棒均為負極，發(fā)生氧化反應
B. 甲裝置中鋅棒直接與稀硫酸接觸，故甲裝置中產(chǎn)生氣泡的速率更大
C. 甲、乙裝置中，陽離子均向碳棒定向遷移
D. 乙裝置中鹽橋設(shè)計的優(yōu)點是迅速平衡電荷，提高電池效率
【答案】D
【解析】選。由題圖可知，甲不是原電池，故 錯誤；甲裝置中鋅棒直接與稀硫酸接觸，發(fā)生化學反應，乙裝置中構(gòu)成了原電池，負極失去電子的速率增大，因此正極放出氫氣的速率增大，故 錯誤；甲裝置中發(fā)生化學反應，乙裝置中形成原電池，碳棒為正極，故只有乙裝置中鹽橋中的陽離子向碳棒移動，故 錯誤。
6．如右圖所示，該裝置為硝酸銀溶液原電池，起始時，該電池中兩電極的總質(zhì)量為，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為。下列說法錯誤的是（ ）
A. 鋅片為負極，電極反應式為
B. 向銀電極移動，向鋅電極移動
C. 工作一段時間后，有電子從負極沿導線向正極移動
D. 電流方向： 電流表 硝酸銀溶液
【答案】C
【解析】選。硝酸銀溶液原電池中 為負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為;為正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為。由分析可知，鋅片為負極，電極反應式為，正確；由分析可知，為負極，為正極，原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，故 向銀電極移動，向鋅電極移動，正確；由題干信息可知，起始時，該電池中兩電極的總質(zhì)量為，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為，設(shè)通過電路的電子的物質(zhì)的量為，則 電極減少的質(zhì)量為，電極增加的質(zhì)量為，故有，解得，即工作一段時間后，有 電子從負極沿導線向正極移動，錯誤；由分析可知，為負極，為正極，故電流方向： 電流表 硝酸銀溶液，正確。
7．下圖甲和乙是雙液原電池裝置。下列說法錯誤的是（ ）
A. 乙裝置中，電池總反應的離子方程式為
B. 甲裝置中，當有電子通過外電路時，正極有析出
C. 鹽橋的作用是形成閉合回路，并使兩邊溶液保持電中性
D. 反應不能發(fā)生
【答案】B
【解析】選。乙裝置中，為負極，電極反應式為，為正極，電極反應式為，電池總反應的離子方程式為，正確；甲裝置中，為正極，電極反應式為，當有 電子通過外電路時正極析出，即有 析出，錯誤；鹽橋的作用是形成閉合回路和平衡電荷，使兩邊溶液保持電中性，正確；甲裝置中，為負極，為正極，金屬活動性：，乙裝置中，為負極，為正極，金屬活動性：，故金屬活動性：，反應 不能發(fā)生，正確。
8．[（2025·滄州高二統(tǒng)考）]查閱資料可知，相同條件下，草酸根離子的還原性強于。為驗證這一結(jié)論，某研究性小組設(shè)計了如下圖所示裝置。
已知：①鹽橋由瓊脂和飽和的氯化鉀溶液構(gòu)成；
②實驗過程中，觀察到燈泡發(fā)亮，一段時間后，左側(cè)溶液變?yōu)辄S綠色，右側(cè)溶液中有氣泡產(chǎn)生，該氣體可使澄清石灰水變渾濁。
（1） 中碳元素的化合價為_ _ _ _ _ _ 價，溶液的顏色為_ _ _ _ _ _ 。
（2） 該裝置屬于_ _ _ _ _ _ （填“原電池”或“電解池”），判斷的理由為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 電池工作過程中，鹽橋中的向_ _ （填“左側(cè)”或“右側(cè)”）電解質(zhì)溶液遷移。
（4） 石墨Ⅱ的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，該反應中，每生成氣體，消耗的物質(zhì)的量為_ _ 。
（5） 該電池總反應的離子方程式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） ；棕黃色
（2） 原電池；沒有外接電源，有自發(fā)的氧化還原反應，且形成閉合回路
（3） 右側(cè)
（4） ；0.2
（5）
【解析】
8．由于草酸根離子的還原性強于，由題圖可知，石墨Ⅱ為負極，失去電子生成二氧化碳，發(fā)生氧化反應，電極反應式為 ；石墨Ⅰ為正極，得到電子生成，發(fā)生還原反應，電極反應式為。
（1） 中氧元素的化合價為 價，則碳元素的化合價為 價，溶液的顏色為棕黃色。
（2） 該裝置屬于原電池，沒有外接電源，有自發(fā)的氧化還原反應，且形成閉合回路。
（3） 電池工作過程中，陰離子向負極移動，故鹽橋中的 向右側(cè)電解質(zhì)溶液遷移。
（4） 石墨Ⅱ的電極反應式為；該反應中，每生成 氣體，轉(zhuǎn)移 電子，由 可知，消耗 的物質(zhì)的量為。
（5） 該電池總反應的離子方程式為。
素養(yǎng)提升
9．鋅銅原電池裝置如右圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是（假設(shè)反應過程中兩池溶液體積不變）（ ）
A. 銅電極上發(fā)生氧化反應
B. 電池工作一段時間后,甲池溶液中減小
C. 電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加
D. 陰、陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡
【答案】C
【解析】選。鋅的活潑性比銅的強,所以鋅電極為負極，銅電極為正極,在正極上 得電子發(fā)生還原反應生成,錯誤;陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,因此電池工作過程中 通過陽離子交換膜移向正極保持溶液中的電荷平衡,陰離子不能通過陽離子交換膜,甲池溶液中 不變,、錯誤;乙池中的電極反應為,同時甲池中等物質(zhì)的量的 通過陽離子交換膜進入乙池中,由于,因此乙池溶液的總質(zhì)量增加,正確。
10．已知氧化性：。現(xiàn)有如右圖所示的電化學裝置，下列敘述正確的是（ ）
A. 若為，則極的電極反應式可能是
B. 若為，則可以選或
C. 若為，則極的電極反應式可能是
D. 若為，則中陰離子數(shù)會減小
【答案】C
【解析】選。根據(jù)題圖可知，極是負極，失去電子發(fā)生氧化反應；極是正極，得到電子發(fā)生還原反應。若 為，則 可為，得到電子發(fā)生還原反應，不正確；若 為，則 極的金屬性要弱于 的金屬性，和 的金屬性均強于 的金屬性，故 不能選 或，可以選 或 等，不正確；若 為，則 極的金屬性要強于 的金屬性，所以可以選擇，因此負極反應式可能是，正確；若 為，由于 極是負極，鹽橋中的陰離子會向 極移動，因此 中陰離子數(shù)會增大，不正確。
11．硝酸汞溶液和碘化鉀溶液混合后會生成紅色的碘化汞沉淀，為了探究硝酸汞溶液和碘化鉀溶液之間能否發(fā)生氧化還原反應，研究人員設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置，結(jié)果電流計指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。下列分析正確的是（ ）
A. 電流方向是從電極流向電極
B. 電極為負極，發(fā)生的反應是
C. 鹽橋中的陽離子向電極移動
D. 總反應是
【答案】B
【解析】選。電流計指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明有電流形成，構(gòu)成了原電池。碘離子具有還原性，失電子發(fā)生氧化反應，電極為負極，電極反應式為，正確；電極為正極，溶液中汞離子得電子，發(fā)生還原反應，電極反應式為，電流方向是從 電極流向 電極，錯誤；原電池中，陽離子移向正極，故鹽橋中的陽離子移向 電極，錯誤；原電池反應為氧化還原反應，錯誤。
12．[（2025·重慶萬州區(qū)高二檢測）]人們應用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要。以下各種電池廣泛應用于日常生活、生產(chǎn)和科學技術(shù)等方面，請根據(jù)題中提供的信息填空：
（1） 如圖1所示，杠桿兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入濃溶液（實驗過程中，不考慮鐵絲反應及兩球的浮力變化），一段時間后，當杠桿為絕緣體時，_ _ _ _ （填“A”或“B”，下同）端高；當杠桿為導體時，_ _ _ _ 端高。
（2） 溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，發(fā)生反應的離子方程式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，
若將此反應設(shè)計成原電池，則負極所用電極材料為，正極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 將鋁片和銅片用導線相連插入燒堿溶液中，形成了原電池，負極為_ _ ，電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 某原電池裝置如圖2所示，電池總反應為，當電路中轉(zhuǎn)移電子時，交換膜左側(cè)溶液中約減少_ _ _ _ _ _ 離子,交換膜右側(cè)溶液中_ _ （填“ ”“ ”或“”）（忽略溶液體積變化）。
【答案】（1） A；B
（2） ；銅；
（3） 鋁片；
（4） ；
【解析】
（1） 當杠桿為絕緣體時，加入硫酸銅溶液后，鐵和硫酸銅發(fā)生置換反應生成的銅附著在鐵球表面，質(zhì)量增加，因此 端比 端高；當杠桿為導體時，加入硫酸銅溶液后，鐵、銅與 溶液構(gòu)成原電池，鐵的金屬性強于銅，因此鐵是負極失去電子，被氧化，銅是正極，溶液中的銅離子得到電子，發(fā)生還原反應析出銅，因此 端比 端低。
（2） 氯化鐵溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，發(fā)生反應的離子方程式為；該反應中銅發(fā)生氧化反應，為原電池的負極，正極材料只要能夠?qū)щ娗一顒有孕∮阢~即可，鐵離子在正極得到電子發(fā)生還原反應，電極反應式為。
（3） 將鋁片和銅片用導線相連插入燒堿溶液中，能和 溶液反應生成 和，不能和 溶液反應，所以該原電池中鋁片為負極，電極反應式為。
（4） 由電池總反應 可知，電極為負極，電極反應式為，當電路中轉(zhuǎn)移 電子時，負極消耗，同時有 從左側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，所以交換膜左側(cè)溶液中約減少 離子；電極為正極，電極反應式為，當電路中轉(zhuǎn)移 電子時，生成，所以交換膜右側(cè)溶液中 增大，即交換膜右側(cè)溶液中。
第2課時 化學電源
【學習目標】1.了解常見的化學電源，能運用原電池模型分析其工作原理，能用電極反應表示其中發(fā)生的化學反應。 2.能從物質(zhì)變化和能量變化的角度分析新型電池的研發(fā)和利用。
知識點一 一次電池
自主預習 新知構(gòu)建
1．化學電源包括①_ _ 電池、②_ _ 電池和③_ _ 電池等。
【答案】一次； 二次； 燃料
2.電池優(yōu)劣或是否適合某種用途的判斷標準
已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。你能計算 空氣電池與 空氣電池的“理論比能量”之比嗎
【答案】假設(shè)質(zhì)量都是,金屬、轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量分別為、，空氣電池與空氣電池的“理論比能量”之比為 。
3．電池回收利用的原因及意義
廢舊電池中常含有④_ _ _ _ _ _ 、酸和堿等物質(zhì)，如果隨意丟棄，會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害。因此，應當重視廢舊電池的回收利用，這樣既可以減少環(huán)境污染，又可以節(jié)約資源。
【答案】重金屬
4．一次電池
（1）概念：放電后⑤_ _ 再充電的電池，也叫做⑥_ _ _ _ _ _ 。
（2）堿性鋅錳電池
構(gòu)造示意圖
負極反應 ⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
正極反應
電解質(zhì) ⑧_ _ _ _ _ _ _ _
總反應 ⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
【答案】不可； 干電池； ； ；
自我診斷
（1） 太陽能電池屬于原電池（ ）
（2） 干電池根據(jù)電解質(zhì)的性質(zhì)又可分為酸性電池、堿性電池和中性電池（ ）
（3） 堿性鋅錳電池中是催化劑,可使堿性鋅錳電池的比能量提高（ ）
（4） 堿性鋅錳電池工作過程中，負極區(qū)附近升高（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） ×
（4） ×
遷移應用 對點訓練
1．[（2024·北京卷）]酸性鋅錳電池的構(gòu)造示意圖如下。關(guān)于該電池及其工作原理，下列說法正確的是（ ）
A. 石墨為電池的負極材料
B. 電池工作時，向負極方向移動
C. 發(fā)生氧化反應
D. 鋅筒發(fā)生的電極反應為
【答案】D
【解析】選。酸性鋅錳電池中，鋅筒為負極，石墨電極為正極，故 錯誤；原電池工作時，陽離子向正極（石墨電極）方向移動，故 錯誤；發(fā)生得電子的還原反應，故 錯誤；鋅筒為負極，發(fā)生失電子的氧化反應，電極反應為，故 正確。
2．堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應為。下列說法錯誤的是（ ）
A. 電池工作時，鋅失去電子
B. 電池正極的電極反應式為
C. 電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極
D. 外電路中每通過電子，消耗鋅
【答案】C
【解析】選。由電池總反應可知，鋅為負極，電子從負極流出經(jīng)外電路流向正極；外電路中每通過 電子，理論上參加反應的鋅的物質(zhì)的量為，即消耗 鋅。
3．銀鋅紐扣電池的總反應為。下列說法不正確的是（ ）
A. 鋅為負極，失去電子
B. 為正極，發(fā)生還原反應
C. 電池工作時，電子從經(jīng)導線流向
D. 正極的電極反應式為
【答案】C
【解析】選。該原電池的電池反應式為，則負極反應式為，正極反應式為，電子由負極流向正極。失電子發(fā)生氧化反應，鋅為負極，故 正確；正極上 得電子發(fā)生還原反應，故 正確；原電池中電子從負極沿導線流向正極，該原電池中 是負極、是正極，所以電池工作時電子從 經(jīng)導線流向，故 錯誤；正極上 得電子，電極反應式為，故 正確。
電極反應式的書寫方法
定電極，標得失 按照負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，判斷出電極反應產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量
看環(huán)境，配守恒 電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的應讓其結(jié)合生成水。電極反應式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平
兩式加，驗總式 兩電極反應式相加，與總反應方程式對照驗證
知識點二 二次電池
自主預習 新知構(gòu)建
1.二次電池是一類放電后可以再充電而反復使用的電池，又稱可充電電池或蓄電池。
2．鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池是一種常見的二次電池，總反應為。負極是①_ _ _ _ _ _ ，正極是②_ _ _ _ _ _ _ _ ，電解質(zhì)溶液是③_ _ _ _ _ _ 。
（1）放電
①負極：④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
②正極：⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
③放電過程中，負極質(zhì)量⑥_ _ （填“增大”或“減小”，下同），的濃度⑦_ _ 。
（2）充電
①陰極（還原反應）⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
②陽極（氧化反應）⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
③充電時，鉛酸蓄電池正極與直流電源的⑩極相連，負極與直流電源的 極相連。即“負極接負極，正極接正極”。
【答案】； ； 稀硫酸； ； ； 增大； 減小； ； ； 正； 負
3．鋰離子電池
電極 電極反應
負極 嵌鋰石墨
正極 鈷酸鋰
總反應
反應過程：放電時，由石墨中脫嵌移向 極，嵌入鈷酸鋰晶體中；充電時，從鈷酸鋰晶體中脫嵌，由 極回到 極，嵌入石墨中。這樣在放電、充電時，往返于電池的正極、負極之間，完成化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化。
【答案】正； 正； 負
自我診斷
（1） 二次電池的放電過程，負極質(zhì)量一定減小（ ）
（2） 可充電電池的充、放電過程是可逆反應（ ）
（3） 由于的性質(zhì)活潑，因此在鋰電池中不能用水溶液作為電解質(zhì)溶液（ ）
（4） 鉛酸蓄電池充電時，正極接直流電源正極，發(fā)生還原反應（ ）
（5） 鋰離子電池放電時，移向正極區(qū)（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） √
（4） ×
（5） √
遷移應用 對點訓練
1．關(guān)于鉛酸蓄電池，下列說法正確的是（ ）
A. 放電時，溶液中移向電極
B. 放電時，負極的電極反應式為
C. 該電池工作時，將電能轉(zhuǎn)化為化學能
D. 放電時，正極電極質(zhì)量增加
【答案】D
【解析】選。鉛酸蓄電池放電時，鉛為負極，發(fā)生氧化反應，二氧化鉛為正極，發(fā)生還原反應。該電池放電時為原電池，溶液中陽離子 移向正極 電極，錯誤；放電時，負極上 失電子生成，電極反應式為，錯誤；該電池工作時將化學能轉(zhuǎn)化為電能，錯誤；放電時，正極上二氧化鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛，電極質(zhì)量增加，正確。
2．[（2025·新泰高二期末）]下圖是常用于太陽能路燈蓄電池的磷酸鐵鋰電池工作原理圖。電極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)是一種能傳導的高分子材料，隔膜只允許通過，電池總反應為。電池放電時，下列說法正確的是（ ）
A. 極為電池負極 B. 由極遷移到極
C. 極發(fā)生還原反應 D. 將電能轉(zhuǎn)化為化學能
【答案】B
【解析】選。由電池總反應 可知，電池放電時，極為負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為，極為正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為，、錯誤；原電池中陽離子向正極移動，故 由 極遷移到 極，正確；電池放電時將化學能轉(zhuǎn)化為電能，錯誤。
3．[（2025·懷化高二質(zhì)檢）]下圖是空氣二次電池（鋅和鋁的某些性質(zhì)相似），電池內(nèi)聚丙烯酸鈉吸收了溶液形成導電凝膠。下列說法錯誤的是（ ）
A. 放電時，向電極移動
B. 放電時，鋅電極發(fā)生反應:
C. 充電時，陽極附近減小
D. 充電時，導線中每通過電子，陰極產(chǎn)生（標準狀況下）
【答案】D
【解析】選。根據(jù)題干信息可知，空氣二次電池中，放電時，負極反應式為，正極上氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應式為。放電時，電極為負極，電極為正極，所以 向 電極移動，正確；放電時，鋅電極發(fā)生失電子的氧化反應，電極反應式為，正確；充電時，陽極的電極反應式為，消耗氫氧根離子的同時生成水，所以陽極附近 減小，正確；充電時，導線中每通過 電子，陽極產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量為，在標準狀況下的體積為，錯誤。
知識點三 燃料電池
自主預習 新知構(gòu)建
1．燃料電池是一種連續(xù)地將①_ _ 和②_ _ _ _ _ _ 的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學電源。
【答案】燃料； 氧化劑
2．氫氧燃料電池
（1）基本構(gòu)造
（2）工作原理
電極反應 酸性電解質(zhì) 堿性電解質(zhì)
負極反應 ③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
正極反應 ⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ⑥_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
總反應
【答案】； ； ；
在氫氧燃料電池中質(zhì)子交換膜的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】質(zhì)子交換膜只允許通過,既可以將兩個半電池分隔開避免氫氣與氧氣接觸,又可以保證由負極室移向正極室,形成閉合回路
3.燃料電池的特點
（1）燃料電池的燃料除氫氣外，還有烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體。
（2）燃料電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率超過。
（3）污染物少排放甚至零排放，被譽為“綠色發(fā)電站”。
4.不同介質(zhì)中， 燃料電池的電極反應式
電解質(zhì) 電極名稱 電極反應式
負極
正極
負極
正極
熔融 負極
正極
固體氧化物（在高溫下能傳導） 負極
正極
自我診斷
（1） 燃料電池中通入燃料的一極為正極（ ）
（2） 氫氧燃料電池（酸性電解質(zhì)）中通入正極，電極反應為（ ）
（3） 燃料電池電極材料本身不參與電極反應（ ）
（4） 以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，放電過程中，從正極區(qū)向負極區(qū)遷移（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） √
（4） ×
遷移應用 對點訓練
1．某種氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液為溶液。下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是（ ）
A. 正極反應式為
B. 工作一段時間后，電解質(zhì)溶液中的物質(zhì)的量不變
C. 該燃料電池的總反應為
D. 消耗（標準狀況）時，轉(zhuǎn)移電子
【答案】D
【解析】選。在堿性氫氧燃料電池中，在負極上反應：；在正極上反應：；總反應為；工作一段時間后，電解質(zhì)溶液中 的物質(zhì)的量不變，故、、項正確。消耗（標準狀況）時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為，故 項不正確。
2．某學習小組以肼為原料設(shè)計了一種燃料電池，構(gòu)造如下圖所示。其中兩個電極均為鉑電極，電池總反應為。下列說法錯誤的是（ ）
A. 通入的一極是電池的負極
B. 通入的電極反應式為
C. 電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的將變大
D. 若消耗，則理論上轉(zhuǎn)移電子
【答案】C
【解析】選。電池總反應為，中 元素化合價由 價升高到0價，失電子，為還原劑，被氧化，可知左側(cè)電極為負極，右側(cè)電極為正極，正確；通入 的電極為正極，得電子與水反應生成，電極反應式為，正確；電池總反應為，電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液中 減小，將變小，錯誤；由電池總反應可得關(guān)系式：，若消耗，則理論上轉(zhuǎn)移 電子，正確。
3．[（2025·周口高二期末）]某新型燃料電池以民用燃氣為燃料，工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A. 通入空氣的電極為該電池的正極
B. 電池工作時，電子由極經(jīng)固體電解質(zhì)流向極
C. 在極的反應式為
D. 相同狀況下，極消耗，理論上極消耗燃料
【答案】B
【解析】選。由題圖可知，極為正極，極為負極。燃料電池中，通入空氣的電極為該電池的正極，正確；電池工作時，電子由 極經(jīng)外電路流向 極，錯誤；在 極被氧化為，電極反應式為，正確；、與 發(fā)生反應生成、時，、與 的化學計量數(shù)之比均為，因此相同狀況下，極消耗，理論上 極消耗 燃料，正確。
課堂檢測 鞏固落實
1．[（2023·海南卷）]利用金屬、海水及其中的溶解氧可組成電池，如下圖所示。下列說法正確的是（ ）
A. 電極為電池正極
B. 電池工作時，海水中的向電極移動
C. 電池工作時，緊鄰電極區(qū)域的海水呈強堿性
D. 每消耗，電池最多向外提供電子的電量
【答案】A
【解析】選。鋁為活潑金屬，發(fā)生氧化反應，為負極，石墨為正極，正確；電池工作時，陽離子向正極移動，故海水中的 向 電極移動，錯誤；電池工作時，電極反應為，鋁離子水解顯酸性，錯誤；由 項分析可知，每消耗，電池最多向外提供 電子的電量，錯誤。
2．[（2025·銅川一中高二期末）]氯氣-鋁電池是一種新型的燃料電池，若電解質(zhì)溶液為溶液，則下列說法不正確的是（ ）
A. 通入氯氣的電極是正極
B. 電池工作時，電子從電極流出
C. 負極反應為
D. 該電池總反應為
【答案】D
【解析】選。氯氣-鋁電池是一種新型的燃料電池，電解質(zhì)溶液為 溶液，為負極，電極反應式為，通入氯氣的電極是正極，電極反應式為，電池總反應為，、正確，錯誤；電池工作時，外電路中電子從負極流出，故電子從 電極流出，正確。
3．[（2025·重慶渝中區(qū)高二統(tǒng)考）]清華大學開發(fā)出一種鋰離子電池，在室溫條件下可進行循環(huán)充放電，實現(xiàn)對磁性的可逆調(diào)控，下圖電池一極為納米，另一極為金屬鋰和石墨的復合材料，電解質(zhì)只傳導鋰離子。下列說法錯誤的是（ ）
A. 該電池不能使用氯化鋰水溶液作為電解質(zhì)溶液
B. 充電時，納米連接電源的正極，發(fā)生氧化反應
C. 放電時，該電池正極的電極反應式為
D. 放電時，電池逐漸遠離磁鐵
【答案】D
【解析】選。金屬鋰能與水反應，該電池不能使用氯化鋰水溶液作為電解質(zhì)溶液，正確；放電時，金屬鋰和石墨的復合材料為負極，發(fā)生氧化反應，納米 為正極，充電時納米 連接電源的正極，發(fā)生氧化反應，正確；放電時，納米 為正極，電極反應式為，生成鐵單質(zhì)，電池逐漸靠近磁鐵，正確，錯誤。
4．[（2025·大連高二期末）]水系鋅金屬電池因鋅負極水系電解液的腐蝕問題而限制了循環(huán)壽命。中科院化物所團隊設(shè)計了一種雙相電解液體系，該體系的負極側(cè)電解液富含有機溶劑，而正極側(cè)電解液以水溶液為主，裝置如下圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A. 負極反應為
B. 電解質(zhì)溶液中的和向負極移動
C. 電子從負極流向正極，再經(jīng)電解液回到負極
D. 該電池的優(yōu)點是降低了負極的含水量，從而抑制水溶液的腐蝕
【答案】C
【解析】選。該裝置為原電池，負極上鋅失電子生成鋅離子，電極反應為，故 正確；原電池中陰離子向負極移動，則電解質(zhì)溶液中的 和 向負極移動，故 正確；原電池中電子從負極經(jīng)導線流向正極，電子不經(jīng)過電解液，故 錯誤；根據(jù)題干信息，該電池負極側(cè)電解液富含有機溶劑，含水量少，抑制了水溶液的腐蝕，故 正確。
5．[（2025·聊城高二檢測）]下圖是某氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為溶液。氫氣在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應，電池總反應為。回答下列問題。
（1） 通入的一極為電池的（填“正”或“負”）極。
（2） 極的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 每轉(zhuǎn)移電子，消耗的體積為_ _ （標準狀況下）。
（4） 若將氫氣換成甲烷，電解質(zhì)溶液換成溶液，去掉質(zhì)子交換膜。
① 極的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的_ _ （填“增大”“減小”或“不變”）。
（5） 若將氫氣換成一氧化碳，電解質(zhì)溶液換成固體電解質(zhì)（傳導），去掉質(zhì)子交換膜，則極的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 負
（2）
（3） 2.24
（4） ①
② 減小
（5）
【解析】
（1） 電池總反應為，氫氣失電子發(fā)生氧化反應，通入 的一極為電池的負極。
（2） 極為正極，正極上氧氣得到電子發(fā)生還原反應生成水，電極反應式為。
（3） 由 可知，每轉(zhuǎn)移 電子，消耗，在標準狀況下的體積為。
（4） ① 若將氫氣換成甲烷，電解質(zhì)溶液換成 溶液，去掉質(zhì)子交換膜，則 極仍為負極，電極反應式為。
② 電池的總反應為，電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的 減小。
（5） 若將氫氣換成一氧化碳，電解質(zhì)溶液換成固體電解質(zhì)（傳導），去掉質(zhì)子交換膜，則 極仍為負極，電極反應式為。
課后達標 素養(yǎng)提升
基礎(chǔ)檢測
1．[（2025·重慶涪陵區(qū)高二月考）]燃料電池給鉛酸蓄電池充電時，燃料電池負極和鉛酸蓄電池陰極所發(fā)生的反應類型分別是（ ）
A. 氧化反應、還原反應 B. 氧化反應、氧化反應
C. 還原反應、氧化反應 D. 還原反應、還原反應
【答案】A
【解析】選。燃料電池負極發(fā)生氧化反應，鉛酸蓄電池陰極發(fā)生還原反應，故 正確。
2．用如右圖所示的裝置進行實驗，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法錯誤的是（ ）
A. 該裝置的總反應為
B. 從極經(jīng)陽離子交換膜移向極
C. 該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能
D. 工作一段時間后，極附近溶液堿性減弱
【答案】A
【解析】選。電解質(zhì)溶液為堿性溶液，最終生成氯化鉀，該裝置的總反應為，錯誤；極為原電池的負極，極為原電池的正極，故 從 極經(jīng)陽離子交換膜移向 極，正確；該裝置為原電池裝置，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，正確；極發(fā)生反應，所以工作一段時間后 極附近溶液堿性減弱，正確。
3．電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應的離子方程式為。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（ ）
A. 為電池的正極
B. 負極反應為
C. 電流由鎂電極經(jīng)外電路流向正極
D. 可用于海上應急照明供電
【答案】D
【解析】選。由電池反應的離子方程式可知，是還原劑，是氧化劑，故金屬 為負極，電極反應式為，故、項錯誤；該電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池工作時將化學能轉(zhuǎn)化為電能，電能的產(chǎn)生可用于海上應急照明供電，故 項正確。
4．[（2025·衡陽高二檢測）]某非水相可充電電池的工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A. 充電時，接直流電源的負極
B. 圖中的離子交換膜為陰離子交換膜
C. 放電時，正極的電極反應式為
D. 放電過程中負極區(qū)濃度保持不變
【答案】B
【解析】選。放電時 為負極，為正極，充電時電源的正極接原電池的正極，電源的負極接原電池的負極，即充電時，接直流電源的負極，正確；由題圖可知，離子交換膜允許 通過，故該離子交換膜為陽離子交換膜，錯誤；放電時，在正極 上發(fā)生得電子的還原反應生成，電極反應式為，正確；放電過程中負極區(qū)每生成，就會有 通過陽離子交換膜移向正極區(qū)，正極區(qū) 濃度逐漸增大，負極區(qū) 濃度保持不變，正確。
5．[（2025·天津河西區(qū)高二期末）]甲醇固體氧化物燃料電池工作原理示意圖如下。下列有關(guān)說法正確的是（ ）
A. 極上氧氣得到電子轉(zhuǎn)化為
B. 從燃料電池的負極向正極遷移
C. 該燃料電池將電能轉(zhuǎn)化為化學能
D. 極電極反應為
【答案】A
【解析】選。由題圖可知，向 極移動，極為負極，電極反應為，極為正極，電極反應為，故 正確，錯誤；從燃料電池的正極向負極遷移，故 錯誤；該燃料電池是原電池，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，故 錯誤。
6．[（2025·合肥高二聯(lián)考）]乙烯-空氣燃料電池裝置如右圖所示。下列說法正確的是（ ）
A. 電池工作時，由左向右定向移動
B. 左側(cè)電極上發(fā)生反應：
C. 左側(cè)電極電勢高于右側(cè)電極電勢
D. 當外電路中有電子通過時，約消耗空氣（標準狀況）
【答案】B
【解析】選。根據(jù)題圖可知，左側(cè)通入乙烯的 電極為負極，電極反應為；右側(cè)通入空氣的 電極為正極，電極反應為。電池工作時，由正極區(qū)（右）向負極區(qū)（左）移動，錯誤；左側(cè) 電極上發(fā)生反應：，正確；原電池中正極的電極電勢高于負極的電極電勢，即右側(cè) 電極電勢高于左側(cè) 電極電勢，錯誤；根據(jù)正極反應式可知，當外電路中有 電子通過時，消耗，在標準狀況下的體積為，結(jié)合氧氣在空氣中所占比例可知，消耗空氣的體積約為，錯誤。
7．以下是愛迪生電池在充電和放電時發(fā)生的反應：。下列有關(guān)愛迪生電池的說法不正確的是（ ）
A. 放電時，是負極，是正極
B. 蓄電池的電極可以浸入某種酸性電解質(zhì)溶液中
C. 充電時，電極上的電極反應式為
D. 放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極方向移動
【答案】B
【解析】選。放電時，失電子被氧化生成，為負極，電極反應式為；正極上 得到電子被還原生成，電極反應式為；充電時，陽極、陰極與正極、負極反應正好相反。放電時，是負極，是正極，故 正確；放電時生成、，這兩種物質(zhì)均能溶于酸，不能溶于堿，所以電解質(zhì)溶液應該呈堿性，故 錯誤；充電時，電極為陰極，電極反應式為，故 正確；放電時為原電池，電解質(zhì)溶液中陰離子向負極方向移動，故 正確。
8．[（2025·滄州高二階段練習）]化學電池在日常生活中有著廣泛的應用。回答下列問題：
（1） 研究燃料電池性能的裝置如下圖所示,兩電極區(qū)間用允許、通過的半透膜隔開。
① 負極的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；放電過程中需補充的物質(zhì)A為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化學式）。
② 上圖所示的燃料電池放電的本質(zhì)是通過與的反應,將化學能轉(zhuǎn)化為電能,該反應的離子方程式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
、
（2） 利用電池原理治理各種污染是科研工作人員致力研究的重要課題之一：硫化氫是一種具有臭雞蛋氣味的有毒氣體，我國在太陽能光電催化-化學耦合分解硫化氫研究中獲得新進展，相關(guān)裝置如上圖所示。
① 極為_ _ ，極的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 氣體去除的原理為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （結(jié)合離子方程式解釋）。
【答案】① ；
②
（2） ① 負極；
② 除去的過程涉及兩個反應步驟，第一步在電極上發(fā)生反應；第二步生成的氧化硫化氫生成硫單質(zhì)，離子方程式為
【解析】
① 負極發(fā)生氧化反應,堿性條件下,被氧化生成,碳元素化合價由 價升高為 價，電極反應式為。正極反應中,被還原為,在酸性條件下再被 氧化為,因為最終有 生成,氧化 的過程中要消耗,故需要補充的物質(zhì) 為。
② 與 反應的離子方程式為。
（2） ① 根據(jù)題圖可知，極為負極，電極反應式為；極為正極，電極反應式為 。
② 由題圖可知，除去 的過程涉及兩個反應步驟，第一步 在電極上發(fā)生反應；第二步生成的 氧化硫化氫生成硫單質(zhì)，離子方程式為。
素養(yǎng)提升
9．一種催化電極（表面鋰摻雜了錫納米粒子）催化制甲酸鹽的電化學裝置如下圖所示。下列說法正確的是（ ）
A. 放電時，正極的電極反應式為
B. 充電時，催化電極周圍增大
C. 放電時，錫納米粒子能提高的平衡轉(zhuǎn)化率
D. 充電時，催化電極應與電源的負極相連
【答案】A
【解析】選。放電時，為負極，電極反應式為，催化電極為正極，電極反應式為；充電時，電極為陰極，與電源的負極相連，催化電極為陽極，與電源的正極相連。放電時，正極電極反應式為，項正確；由題圖可知，充電時，催化電極上，故催化電極周圍 減小，項錯誤；催化劑只能改變化學反應速率，不能使平衡移動，故不能提高 的平衡轉(zhuǎn)化率，項錯誤；充電時，催化電極為陽極，應與電源的正極相連，項錯誤。
10．科學家設(shè)計微生物原電池，用于處理廢水（酸性）中的有機物及脫除硝態(tài)氮，該裝置如下圖所示。下列有關(guān)該微生物電池說法正確的是（ ）
A. 電子由電極轉(zhuǎn)移到電極
B. 可通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)極室
C. 電極的反應式為
D. 每生成轉(zhuǎn)移電子
【答案】A
【解析】選。該原電池中，硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應，則電極 是正極，電極反應式為；電極 是負極，電極反應式為。原電池中電子由負極流向正極，即電子由電極 經(jīng)外電路轉(zhuǎn)移到電極，故 正確；原電池中陽離子向正極移動，即 可通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)極室，故 錯誤；電極 為正極，電極反應式為，故 錯誤；由負極的電極反應式 可知，生成 二氧化碳轉(zhuǎn)移 電子，故每生成 轉(zhuǎn)移 電子，故 錯誤。
11．[（2025·封丘一中高二期末）]清華大學曲良體教授團隊在電池（如右圖所示）快速充電領(lǐng)域取得新進展。該電池工作一段時間后，正極富集難溶的。電池工作時，下列說法錯誤的是（ ）
A. 負極反應：
B. 通過陰離子交換膜向極移動
C. 電池總反應為
D. 正極富集時，外電路中轉(zhuǎn)移電子
【答案】D
【解析】選。由題圖分析可知，該電池工作時，負極反應為，正極反應為，電池總反應為,、項正確；通過陰離子交換膜向負極 極 移動，項正確；正極上、均得電子，正極富集 時，外電路中轉(zhuǎn)移 電子，項錯誤。
12．
（1） 是電池（如圖1）的正極活性物質(zhì)，電池的負極是金屬，電解液是含鋰鹽的有機溶液。電池放電時總反應為。該反應可認為分兩步進行：第1步為，則第2步正極的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
圖1
（2） 如圖2為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，該電池的工作溫度為左右，電池總反應為，正極的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。（由和制得）的兩個作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
圖2
（3） 濃差電池中的電動勢是由于電池中存在濃度差而產(chǎn)生的。某濃差電池的工作原理如圖3所示，該電池從濃縮海水中提取的同時又獲得了電能。
圖3
① 為極，極的電極反應式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 極生成時，有_ _ _ _ 移向_ _ _ _ （填“”或“”）極。
【答案】（1）
（2） （或）；導電、隔離鈉和硫
（3） ① 正；
② 2；
【解析】
（1） 電池放電時總反應為，負極上 失電子發(fā)生氧化反應，正極上 得到電子生成硫離子和鐵單質(zhì)，該反應可認為分兩步進行：第1步為，第2步為，第2步負極的電極反應式為，則第2步正極的電極反應式為。
（2） 原電池正極發(fā)生得電子的還原反應，由該電池總反應 可知，硫單質(zhì)得電子，故正極的電極反應為（或）；起到導電、隔離鈉和硫的作用。
（3） ① 極上 得到電子生成，為正極；極為負極，電極反應式為 。
② 由電荷守恒可知，極生成 時，電路中轉(zhuǎn)移 電子，有 鋰離子移向 極。
聚焦突破9 新型化學電源
1.新型化學電源的解答步驟
（1）根據(jù)題意分析元素化合價的變化，確定正、負極反應物。
（2）注意溶液酸堿性環(huán)境，書寫正、負極的電極反應式。在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中轉(zhuǎn)化為，在堿性環(huán)境中轉(zhuǎn)化為。
（3）依據(jù)原電池原理或正、負極的電極反應式，分析判斷電子、離子的移動方向，以及電解質(zhì)溶液的酸堿性變化。
（4）靈活應用守恒法、關(guān)系式法進行計算。
2.二次電池充放電原理分析
3.濃差電池分析的一般思路
濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。電池內(nèi)部，某種電解質(zhì)離子或分子濃度越大，其氧化性或還原性就越強。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，離子均是由“高濃度”移向“低濃度”，依據(jù)陽離子移向正極區(qū)域、陰離子移向負極區(qū)域判斷電池的正、負極，這是解題的關(guān)鍵。
例1 [（2024·江西卷）]我國學者發(fā)明了一種新型多功能甲醛-硝酸鹽電池，可同時處理廢水中的甲醛和硝酸根離子（如下圖）。下列說法正確的是（ ）
A. 電極反應為
B. 電極反應為
C. 放電過程中，通過質(zhì)子交換膜從左室傳遞到右室
D. 處理廢水過程中溶液不變，無需補加
【答案】B
【解析】由原電池中電子移動方向可知，電極為負極，轉(zhuǎn)化為 和，電極反應為；電極為正極，轉(zhuǎn)化為，電極反應為，錯誤，正確。質(zhì)子交換膜只允許 通過，錯誤。總反應為，消耗，需補加，錯誤。
例2 [（2024·全國甲卷）]科學家使用研制了一種可充電電池（如下圖所示）。電池工作一段時間后，電極上檢測到和少量。下列敘述正確的是（ ）
A. 充電時，向陽極方向遷移
B. 充電時，會發(fā)生反應
C. 放電時，正極反應有
D. 放電時，電極質(zhì)量減少，電極生成了
【答案】C
【解析】充電時,向陰極方向遷移，錯誤；由題意知，放電時，轉(zhuǎn)化為 和，錯誤；放電時，電極為正極，發(fā)生的反應有，正確；放電時 電極的電極反應式為，電極質(zhì)量減少 時，電路中通過 電子，故 電極有 發(fā)生反應，但 轉(zhuǎn)化為 和少量，故生成的 的物質(zhì)的量小于，錯誤。
例3 [（2022·浙江1月選考）]計是一種采用原電池原理測量溶液的儀器。如下圖所示，以玻璃電極（在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的溶液，并插入電極）和另一電極插入待測溶液中組成電池，與電池的電動勢存在關(guān)系：常數(shù)/。下列說法正確的是（ ）
A. 如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極反應式為
B. 玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化
C. 分別測定含已知的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的
D. 計工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學能
【答案】C
【解析】如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極為負極，負極發(fā)生氧化反應，錯誤；由已知“與電池的電動勢 存在關(guān)系：常數(shù)/”可知，玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異會引起電動勢的變化，錯誤；與電池的電動勢 存在關(guān)系：常數(shù)/，則分別測定含已知 的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的，正確；計工作時，利用原電池原理，則化學能轉(zhuǎn)化為電能，錯誤。
例4 [（2025·鄭州高二月考）]“濃差電池”是一種利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，由于濃度差導致半電池上發(fā)生的氧化還原反應程度不同，從而產(chǎn)生不同的電勢。某濃差電池工作原理示意圖如下。下列說法正確的是（ ）
A. 電勢：電極電極2
B. 裝置中的離子交換膜應選用陽離子交換膜
C. 電極2的電極反應式為
D. 導線上每通過電子，負極區(qū)溶液質(zhì)量減少
【答案】C
【解析】右側(cè)銅離子濃度高于左側(cè)，更易得到電子，因此 電極2為正極，電極1為負極，在原電池中，電勢：正極 負極，故電勢：電極 電極2，錯誤；裝置中的離子交換膜應允許 自由通過，選用陰離子交換膜，錯誤；電極2為正極，電極反應式為，正確；導線上每通過 電子，負極區(qū)溶液中增加，從正極區(qū)轉(zhuǎn)移入，故負極區(qū)溶液質(zhì)量增加，錯誤。
【突破集訓】
1．[（2022·湖南卷）]海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯誤的是（ ）
A. 海水起電解質(zhì)溶液作用
B. 極僅發(fā)生的電極反應：
C. 玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能
D. 該鋰電池屬于一次電池
【答案】B
【解析】選。海水中含有大量的電解質(zhì)，起電解質(zhì)溶液作用，項正確；是活潑金屬，為負極，則 極是正極，正極上海水中溶解的 放電，項錯誤；易與水反應，故玻璃陶瓷應具有良好的防水功能，同時為形成閉合回路，也具有傳導離子的功能，項正確；該鋰 電池屬于一次電池，項正確。
2．科學家報道了一種新型可充電二次電池，工作原理如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（ ）
A. 放電時，電子由極經(jīng)有機電解液流向極
B. 充電時，極的電極反應式為
C. 充電時，可用乙醇代替有機電解液
D. 電極材料的比能量：
【答案】B
【解析】選。根據(jù)題圖可知，放電時，負極 上 發(fā)生失電子的氧化反應，電極反應式為，正極 上發(fā)生得電子的還原反應，電極反應式為；充電時為電解池，陰極的電極反應式為,陽極的電極反應式為。極為負極，極為正極，故放電時電子由 極經(jīng)外電路流向 極，錯誤；充電時，極為陽極，電極反應式為，正確；能與乙醇反應，不能用乙醇代替有機電解液，錯誤；若 和 都失去 電子，則電極材料中消耗 的質(zhì)量為,消耗 的質(zhì)量為，單位質(zhì)量金屬放出的電能：，故比能量：,錯誤。
3．[（2023·遼寧卷）]某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是（ ）
A. 放電時負極質(zhì)量減小
B. 儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能
C. 放電時右側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)
D. 充電總反應：
【答案】B
【解析】選。左側(cè)電極為負極，電極反應為,轉(zhuǎn)化為，負極質(zhì)量增大，項錯誤；儲能過程為充電過程，電能轉(zhuǎn)化為化學能，項正確；放電時陽離子向正極移動，故左側(cè) 通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，項錯誤；放電時總反應為，故充電總反應為，項錯誤。
4．[（2025·鄭州高二期末）]溶質(zhì)由高濃度向低濃度擴散而引發(fā)的一類電池稱為濃差電池。如下圖所示是由電極和硝酸銀溶液組成的電池,工作時,A電極的質(zhì)量不斷減輕。下列說法正確的是（ ）
A. 此處應該用陽離子交換膜
B. B極為正極,發(fā)生氧化反應
C. 若外電路通過電子,則右側(cè)溶液質(zhì)量減輕
D. 原電池的總反應不一定是氧化還原反應
【答案】D
【解析】選。由題意可知,極為負極,極為正極,負極區(qū) 失電子發(fā)生氧化反應生成，電極反應為，濃度增大；正極區(qū) 得電子發(fā)生還原反應生成,電極反應為,濃度減小,濃差電池中溶質(zhì)由高濃度向低濃度擴散,故正極區(qū)的 經(jīng)過離子交換膜移向負極區(qū),即離子交換膜應為陰離子交換膜,、項錯誤。若外電路通過 電子,則右側(cè)溶液質(zhì)量減輕,項錯誤。
5．[（2022·全國乙卷）]電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好應用前景。近年來，科學家研究了一種光照充電電池（如下圖所示）。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應和陽極反應對電池進行充電。下列敘述錯誤的是（ ）
A. 充電時，電池的總反應
B. 充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)
C. 放電時，從正極穿過離子交換膜向負極遷移
D. 放電時，正極發(fā)生反應
【答案】C
【解析】選。充電時，由題意可知，光照時，光催化電極產(chǎn)生電子 和空穴，電子通過外電路轉(zhuǎn)移到鋰電極發(fā)生反應，光催化電極上發(fā)生反應 ，總反應為 ，因此充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，、項正確；放電時，陽離子移向正極，因此放電時，從負極穿過離子交換膜向正極遷移，項錯誤；放電時，正極發(fā)生還原反應，電極反應式為，項正確。
第二節(jié) 電解池
第1課時 電解原理
【學習目標】1.了解電解、電解池的概念，認識電解是電能轉(zhuǎn)化為化學能的一種重要形式。
2.了解在電解過程中離子的放電順序與氧化性、還原性的關(guān)系，并能用電極反應和總反應進行表征。
3.形成系統(tǒng)分析電解池的思維模型，能初步設(shè)計簡單的電解池。
知識點一 電解原理
自主預習 新知構(gòu)建
1．按如下圖所示裝置完成實驗,并填寫下表
（1）實驗探究——電解氯化銅溶液
實驗現(xiàn)象 實驗分析
電流表指針①_ _ _ _ _ _ _ _ 電解質(zhì)溶液導電，形成閉合回路
極上逐漸覆蓋一層紅色物質(zhì) 析出金屬銅：（還原反應）
極上產(chǎn)生有②_ _ _ _ _ _ 氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兂散凵?產(chǎn)生了氯氣： （氧化反應）
電解溶液的總反應：
（2）實驗原理分析
①氯化銅溶液中存在的離子有④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,通電前這些離子在溶液中作自由運動。
②通電時在電場的作用下,溶液中的離子作定向運動,即⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 向極遷移,⑥_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 向極遷移。
③⑦_ _ _ _ _ _ _ _ 在極（與電源⑧_ _ 相連）失電子,被⑨_ _ ;⑩_ _ _ _ _ _ _ _ 在極（與電源 _ _ 相連）得電子,被 _ _ 。
④實驗結(jié)論
電解質(zhì)溶液的導電過程,就是電解質(zhì)溶液的電解過程。
【答案】發(fā)生偏轉(zhuǎn)； 刺激性； 藍； 、、、； 、； 、； ； 正極； 氧化； ； 負極； 還原
2．電解和電解池
（1）電解：使電流通過 而在陽極、陰極引起 反應的過程。
（2）電解池（也稱電解槽）將 轉(zhuǎn)化為 的裝置。
（3）電解池的構(gòu)成條件
（4）電解池的工作原理
接通電路后，電源、金屬導線、陰極和陽極與電解質(zhì)溶液形成閉合回路（如下圖所示）。
①離子流向：陽離子移向電解池的 ；陰離子移向電解池的 。
②電子流向：從電源的 流向電解池的 ，從電解池的 流向電源的 。
【答案】電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）； 氧化還原； 電能； 化學能； 電極； 直流電源； 閉合回路； 陰極； 陽極； 負極； 陰極； 陽極； 正極
學思用．電解質(zhì)溶液導電與金屬導電有何區(qū)別？
【答案】電解質(zhì)溶液導電實際上是電解過程，發(fā)生氧化還原反應，是化學變化。金屬導電是因為在電場作用下，自由電子發(fā)生定向移動，是物理變化。
自我診斷
（1） 電解池的兩個電極必須是兩個活動性不同的電極（ ）
（2） 原電池的正極和電解池的陰極上均發(fā)生還原反應（ ）
（3） 電子從電解池的陰極通過電解質(zhì)溶液流入電解池的陽極（ ）
（4） 某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應，通過電解可以實現(xiàn)（ ）
（5） 電解溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） ×
（4） √
（5） ×
遷移應用 對點訓練
1．下列關(guān)于電解池的敘述正確的是（ ）
A. 與電源正極相連的是電解池的陰極
B. 與電源負極相連的是電解池的陰極
C. 在電解池的陽極發(fā)生還原反應
D. 電子從電源的負極沿導線流向正極
【答案】B
【解析】選。電解池中，與外接電源負極相連的是陰極，與外接電源正極相連的是陽極，故 錯誤、正確；電解池的陽極上失電子發(fā)生氧化反應，故 錯誤；電解池中，電子從電源的負極經(jīng)導線流入陰極，從陽極流向電源的正極，故 錯誤。
2．如右圖所示是電解溶液的裝置，其中、為石墨電極。下列有關(guān)判斷正確的是（ ）
A. 為負極、為正極
B. 為陽極、為陰極
C. 電解過程中，電極質(zhì)量增加
D. 電解過程中，氯離子的濃度不變
【答案】C
【解析】選。電流從電源的正極流出，因此 為電源的正極，為電源的負極，為電解池的陽極，為電解池的陰極；電解 溶液的電極反應為陽極（電極），陰極（電極）。
3．如下圖所示，某學生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。下列有關(guān)敘述正確的是（ ）
A. 鉛筆端為陽極，發(fā)生氧化反應 B. 鉑片端為陰極，發(fā)生還原反應
C. 鉛筆端有少量氯氣產(chǎn)生 D. 是負極，是正極
【答案】D
【解析】選。用鉛筆在濾紙上寫字，出現(xiàn)紅色字跡，說明鉛筆端產(chǎn)生，故鉛筆端為陰極，放電發(fā)生還原反應生成 和，、項錯誤；鉑片端為陽極，發(fā)生氧化反應，項錯誤。
知識點二 電解規(guī)律
自主預習 新知構(gòu)建
1.電解時電極產(chǎn)物的判斷
2．酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律（惰性電極）
（1）電解水型
電解質(zhì)
陽極反應式
陰極反應式
變化 ①_ _ ②_ _ ③_ _
復原加入物質(zhì) ④_ _ _ _ _ _ _ _
（2）電解電解質(zhì)型
電解質(zhì)
陽極反應式
陰極反應式 ⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ⑥_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
變化 ⑦_ _ —
復原加（通）入物質(zhì) ⑧_ _ _ _ _ _ _ _ ⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
（3）電解電解質(zhì)和水型
電解質(zhì)
陽極反應式 ⑩_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
陰極反應式 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
變化 _ _ _ _
復原加（通）入物質(zhì) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
【答案】減小； 增大； 不變； ； ； ； 增大； ； ； ； ； ； ； 增大； 減小； ； 或
學思用．用石墨棒作為電極，在、、、等離子中選出適當離子組成電解質(zhì)，電解該溶液，寫出符合條件的一種電解質(zhì)的化學式。
（1） 當陰極放出，陽極放出 時，電解質(zhì)是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 當陰極析出金屬，陽極放出 時，電解質(zhì)是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 當陰極放出，陽極放出 時，電解質(zhì)是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
學思用 用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型有電解水型、電解電解質(zhì)型、放氫生堿型和放氧生酸型。再根據(jù)陰陽離子在電極的放電順序判斷。
（1） 陰極有生成，陽極有生成，實質(zhì)為電解水，故電解質(zhì)是活潑金屬的含氧酸鹽，即。
（2） 陰極析出金屬，陽極放出，實質(zhì)為放氧生酸型，即電解質(zhì)為不活潑金屬的含氧酸鹽，即。
（3） 陰極放出，陽極放出，實質(zhì)為放氫生堿型（或電解鹽酸，此處無，鹽酸不合理），即電解質(zhì)為活潑金屬的無氧酸鹽，即。
3.電解池中的守恒規(guī)律
同一電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，利用電子守恒使各電極得失電子數(shù)均相等，在各極反應式中建立聯(lián)系。
自我診斷
（1） 用石墨作為電極電解氯化鈉和硫酸銅的混合溶液，最初一段時間陰極和陽極生成的物質(zhì)分別是銅和氯氣（ ）
（2） 以石墨為陰極、銅為陽極電解硫酸銅溶液的陽極反應式為（ ）
（3） 以石墨為電極電解硝酸銀溶液的總反應為 （ ）
（4） 以銅為陽極電解鹽酸的總反應為 （ ）
（5） 電解任何物質(zhì)，陽極失電子總數(shù)都與陰極得電子總數(shù)相等（ ）
【答案】（1） √
（2） ×
（3） √
（4） √
（5） √
遷移應用 對點訓練
1．用電解水的方法分析水的組成時，需加入一些物質(zhì)以增強溶液的導電性，一般不宜加入的物質(zhì)是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】選。用電解水的方法分析水的組成時，所加入電解質(zhì)只能增大溶液的導電性，不能參與電極反應，否則會影響 和 的生成。加入、、，溶液導電性增強，且不影響 和 的生成，、、不符合題意；加入，電解 溶液時陽極放出氯氣，陰極產(chǎn)生氫氣，不是電解水，符合題意。
2．用惰性電極電解稀、、的混合液，最初一段時間陰極和陽極上析出的物質(zhì)分別是（ ）
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】B
【解析】選。由題意知，溶液中存在、、、、、、。根據(jù)離子的放電順序，陽離子為，陰離子為、，故最初一段時間，陰極：，陽極： 。
3．[（2025·伊春高二測試）]某同學按如下圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是（ ）
A. 電解過程中，銅電極上有產(chǎn)生
B. 電解初期，主反應的化學方程式為
C. 電解一定時間后，石墨電極上始終無銅析出
D. 整個電解過程中，的濃度不斷增大
【答案】B
【解析】選。銅電極與電源正極相連，為陽極，失去電子生成，電解過程中，銅電極上不會有 產(chǎn)生，錯誤;銅電極為陽極，銅失去電子，石墨電極為陰極，溶液中的氫離子放電，故電解初期，主反應的化學方程式為 ，正確;電解一定時間后，溶液中銅離子濃度增大，由于 的氧化性強于，因此 也會在陰極上放電生成銅，即陰極上先是 得電子放出，后是 得電子析出，錯誤;根據(jù) 項分析可知，在整個電解過程中，起始時 的濃度不斷減小，隨后基本保持不變，錯誤。
課堂檢測 鞏固落實
1．（教材習題改編）下列用惰性電極電解不同物質(zhì)的電極反應式書寫錯誤的是（ ）
A. 電解飽和食鹽水 陰極：
B. 電解溶液 陽極：
C. 電解熔融陰極：
D. 電解溶液 陽極：
【答案】A
【解析】選。電解飽和食鹽水時，陰極上應是 放電生成 和，故 錯誤。
2．將一直流電源的正、負極（電極材料為），用玻璃片分別壓在一張用食鹽水、碘化鉀淀粉溶液和紫色石蕊溶液浸透的濾紙上，經(jīng)過一段時間后，兩極附近濾紙的顏色分別是（ ）
選項 A B C D
陽極 藍 白 紅 藍
陰極 白 藍 藍 藍
【答案】D
【解析】選。陽極上 優(yōu)先放電生成，使淀粉溶液變藍，陰極上 放電生成 和，溶液呈堿性，使紫色石蕊溶液顯藍色，正確。
3．下列關(guān)于如下圖所示的電解池工作時的相關(guān)敘述正確的是（ ）
A. 電極為陽極，發(fā)生還原反應
B. 向石墨電極作定向移動
C. 石墨電極上的電極反應：
D. 電解池總反應：
【答案】C
【解析】選。電子流出的一極是電源的負極，電極連接電源的正極，為陽極，發(fā)生氧化反應，項錯誤；電解池中，陰離子向陽極移動，故 向 電極作定向移動，項錯誤；石墨電極是電解池的陰極，發(fā)生還原反應，電極反應為，項正確；陽極上 發(fā)生氧化反應生成，陰極上 發(fā)生還原反應生成，故電解池總反應為，項錯誤。
4．用惰性電極進行下列電解，有關(guān)說法正確的是（ ）
①電解稀硫酸
②電解溶液
③電解溶液
④電解熔融
A. 電解進行一段時間后①②③溶液的均增大
B. ②中電解一段時間后，溶液顏色變淺，加入一定質(zhì)量的固體，能夠使溶液恢復到原來狀態(tài)
C. ③中陽極消耗，故溶液中變小
D. ④中陰、陽兩極上產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為
【答案】D
【解析】選。電解稀硫酸的實質(zhì)是電解水，溶液酸性增強，減小；電解 溶液生成，溶液酸性增強，減小；電解 溶液的實質(zhì)是電解水，溶液堿性增強，增大，錯誤。電解 溶液的電解方程式為，被還原為，溶液顏色變淺，加入一定質(zhì)量的 固體發(fā)生反應：，無法使溶液恢復到原來狀態(tài)，錯誤。電解 溶液的實質(zhì)是電解水，溶液中 增大，錯誤。電解熔融，電解方程式為 ，陰極產(chǎn)物為，陽極產(chǎn)物為，陰、陽兩極上產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為，正確。
5．如下圖所示為在直流電源的作用下電解溶液的裝置，其中A、B為石墨電極，、為電源的兩極，當接通電源，通電一段時間后，將B電極取出，洗干凈并干燥后稱量，其質(zhì)量增加了。
（1） 電極為電源的極。
（2） 寫出電極反應式：A極_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,B極_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 若要使反應后的溶液恢復到原來狀態(tài)，則應該加入_ _ _ _ _ _ ，加入_ _ 。
【答案】（1） 正
（2） ；
（3） ；4.0
【解析】
（1） 電極質(zhì)量增加，則 電極為電解池的陰極，陰極發(fā)生還原反應，銅離子得到電子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，陰極與電源的負極相連，因此 電極為電源的負極、電極為電源的正極。電極為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，水失去電子轉(zhuǎn)化為氧氣和氫離子。
（2） 見（1）解析
（3） 應補充氧化銅使電解質(zhì)溶液恢復到原來狀態(tài)，陽極析出的銅的質(zhì)量為，而氧化銅中銅的質(zhì)量分數(shù)為，因此需要補充的氧化銅的質(zhì)量為。
課后達標 素養(yǎng)提升
基礎(chǔ)檢測
1．[（2025·北京海淀區(qū)高二統(tǒng)考）]利用固體氧化物電解池可將轉(zhuǎn)化為并存儲，裝置示意圖如右。下列說法不正確的是（ ）
A. 極連接電源的正極
B. 極上的電極反應為
C. 極上的電極反應為
D. 通過該過程可以實現(xiàn)儲能
【答案】B
【解析】選。電解池中陰離子向陽極移動，由 移動方向可知，極為陽極、極為陰極。由分析可知，極為陽極，連接電源的正極，正確；極發(fā)生氧化反應，電極反應為，錯誤；極發(fā)生還原反應，電極反應為，正確；通過該過程可以將電能轉(zhuǎn)化為化學能，實現(xiàn)儲能，正確。
2．[（2025·牡丹江高二月考）]用鉑作為電極電解某種溶液，通電一段時間后，溶液的變小，并且在陽極得到氣體，在陰極得到氣體（兩種氣體均在相同條件下測定）。由此可知該溶液可能是（ ）
A. 稀鹽酸 B. 溶液 C. 溶液 D. 稀硫酸
【答案】D
【解析】選。陽極與陰極產(chǎn)生的氣體體積之比為，相當于電解水；變小，說明電解的是含氧酸。
3．下列有關(guān)用惰性電極電解溶液一段時間后的說法，正確的是（ ）
A. 電解過程中陽極的質(zhì)量不斷增加
B. 電解過程中溶液的不斷升高
C. 此時向溶液中加入適量的固體可使溶液恢復到電解前的狀況
D. 電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為
【答案】C
【解析】選。用惰性電極電解 溶液，總反應為，陰極上析出，陽極上放出，、錯誤；由于生成，因此溶液的 降低，錯誤；要使溶液恢復到電解前的狀況，可加入適量 固體，正確。
4．如右圖所示用石墨作為電極的電解池中，放入某足量藍色溶液進行電解，觀察到電極表面有紅色固體生成，電極有無色氣體生成；通電一段時間后，取出電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重。下列說法錯誤的是（ ）
A. 電極與電源正極相連
B. 該藍色溶液可能是或溶液
C. 電解后溶液的酸性增強
D. 要使電解后溶液完全恢復到電解前的狀態(tài)，可加入
【答案】B
【解析】選。電極表面有紅色固體生成，說明 電極為陰極，在此電極上得到電子生成 單質(zhì)，電極反應為；電極有無色氣體生成，說明 電極為陽極，水放電生成 和，電極反應為 。根據(jù)分析可知，電極為電解池陽極，與電池正極相連，故 正確；根據(jù)陰離子放電順序可知，在氫氧根離子前放電，因此藍色溶液不能為 溶液，故 錯誤；電極的電極反應為，電解后溶液的酸性增強，故 正確；,,若用 還原溶液，則需要的質(zhì)量為，故 正確。
5．[（2025·南陽高二期末）]科學家開發(fā)了高活性磷化鐵催化劑，通過電化學原理將硝酸鹽還原為氨，工作原理如下圖所示（陰離子交換膜只允許陰離子通過）。下列敘述正確的是（ ）
A. 電極與電源正極連接
B. 一段時間后，溶液濃度保持不變
C. 電極的主要電極反應式為
D. 電極電勢低于電極電勢
【答案】C
【解析】選。由題圖可知，電極上硝酸根離子被還原生成氨，所以 電極為陰極，連接電源負極，電極反應式為，電極為陽極，連接電源正極，電極反應式為，錯誤，正確；陽極反應式為，水逐漸增多，溶液濃度降低，錯誤；電極（陽極）的電勢高于 電極（陰極）的電勢，錯誤。
6．[（2025·綿陽高二檢測）]用惰性電極電解下列各組中的三種溶液，電解過程中，溶液的變化依次為減小、不變、增大的是（不考慮氣體的溶解）（ ）
A. 、、 B. 、、
C. 、、 D. 、、
【答案】D
【解析】選。電解 溶液生成氯氣和氫氣，溶液的 增大；電解 溶液生成氫氣和氧氣，溶液的 減小；電解 溶液生成氫氣和氧氣，溶液的 不變，故 不符合題意。電解 溶液生成硝酸、銀和氧氣，溶液的 減小；電解 溶液生成銅和氯氣，溶液的濃度減小，銅離子水解產(chǎn)生的氫離子濃度減小，溶液的 增大；電解 溶液生成銅、硝酸和氧氣，溶液的 減小，故 不符合題意。電解 溶液生成氫氧化鈣、氯氣和氫氣，溶液的 增大；電解 溶液生成氫氣和氧氣，溶液的 增大；電解 溶液生成氫氣和氧氣，溶液的 不變，故 不符合題意。電解 溶液生成銅、氧氣和硫酸，溶液的 減小；電解 溶液生成氫氣和氧氣，溶液的 不變；電解 溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鉀，溶液的 增大，故 符合題意。
7．[（2025·臨沂高二期末）]應用電解法對煤進行脫硫處理具有脫硫效率高、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。煤中含硫物質(zhì)主要為，脫硫過程的主要反應為，電解脫硫原理如下圖所示。下列說法正確的是（ ）
A. 石墨2為陽極
B. 通電時，混合液中向石墨1電極移動
C. 電解剛剛開始時陰極的電極反應式為
D. 電解一段時間后混合液的增大
【答案】C
【解析】選。根據(jù)題圖可知，失去電子發(fā)生氧化反應，石墨1是陽極，石墨2是陰極,項錯誤；通電時，混合液中 向石墨2電極移動，項錯誤；電解剛剛開始時陰極的電極反應式為 ，項正確；根據(jù)混合液中發(fā)生反應 可知，電解一段時間后溶液酸性增強，混合液的 減小，項錯誤。
8．用如下圖所示裝置（、是直流電源的兩極）分別進行下列各組實驗，下表中各項所列對應關(guān)系均正確的是（ ）
選項 極 實驗前形管中液體 通電后現(xiàn)象及結(jié)論
A 正極 溶液 形管兩端滴入酚酞后，管中呈紅色
B 負極 溶液 管中電極反應式是
C 正極 溶液 管中有氣體逸出
D 負極 溶液 溶液降低
【答案】C
【解析】選。電解 溶液時，陽極上是 發(fā)生失電子的氧化反應生成 和，酸性增強，酚酞遇酸不變色，即 管中呈無色，錯誤；電解 溶液時，陰極上是 得電子發(fā)生還原反應，即 管中析出金屬，電極反應式是，錯誤；電解 溶液時，陽極上是 失電子發(fā)生氧化反應，即 管中 放電產(chǎn)生，正確；電解 溶液時，實際上電解的是水，導致 溶液的濃度增大，堿性增強，升高，錯誤。
素養(yǎng)提升
9．某同學用如右圖所示裝置進行實驗①和②，在相同時間內(nèi)，記錄現(xiàn)象見下表（溶液的溫度變化均不明顯）。
實驗序號 電極材料 實驗現(xiàn)象
① 鉑 兩極均產(chǎn)生大量無色氣泡，兩極區(qū)的溶液均未見白色渾濁
② 石墨 兩極均產(chǎn)生大量無色氣泡，陰極區(qū)未見白色渾濁，陽極區(qū)產(chǎn)生白色渾濁，分離出該白色固體，加酸溶解，產(chǎn)生氣泡
根據(jù)實驗現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）
A. ①②中，陰極的電極反應式：
B. ②中，白色渾濁的主要成分是
C. ②中，產(chǎn)生白色渾濁的主要原因是電解過程消耗水
D. ②中，產(chǎn)生白色渾濁與陽極材料被還原生成有關(guān)
【答案】B
【解析】選。用惰性電極電解飽和 溶液，陰極上 放電生成 和，電極反應式為，錯誤；②陽極區(qū)產(chǎn)生白色渾濁，分離出該白色固體，加酸溶解，產(chǎn)生氣泡，說明該白色渾濁為碳酸鈣，正確；②中，陽極上氫氧根離子失電子被氧化生成氧氣，氧氣與電極材料石墨反應生成二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣，錯誤；②中，產(chǎn)生的白色渾濁主要是碳酸鈣，與陽極材料被氧化成 有關(guān)，錯誤。
10．[（2025·重慶高二聯(lián)考）]用惰性電極電解溶液一段時間后，停止電解，向所得溶液中加入，溶液濃度恢復至電解前。關(guān)于該電解過程的說法不正確的是（ ）
A. 生成的物質(zhì)的量是
B. 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是
C. 隨著電解的進行溶液的減小
D. 陽極反應是
【答案】B
【解析】選。電解硫酸銅溶液后溶液呈酸性，向電解后的溶液中加入堿式碳酸銅，溶液濃度恢復至電解前，堿式碳酸銅和硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，將堿式碳酸銅的化學式變形為，所以加入 就相當于加入 和，所以實際上電解硫酸銅溶液分兩個階段：第一階段為，銅離子在電極上全部析出；第二階段為 ，電解部分水。根據(jù)分析可知，析出的銅與加入的堿式碳酸銅中的銅元素質(zhì)量是相等的，故生成 的物質(zhì)的量是，故 正確；第一階段，根據(jù)銅原子守恒知，電解硫酸銅溶液析出，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為；第二階段，電解 水轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為；所以電解過程中共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為，故 錯誤；隨著電解的進行，硫酸的濃度增大，溶液的 減小，故 正確；陽極發(fā)生氧化反應，始終是水放電生成 和，電極反應式為 ，故 正確。
11．如圖甲所示的電解池中，電極位于含和的電解液中；圖乙是該電解過程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)與陰極質(zhì)量的變化關(guān)系圖。下列說法錯誤的是（ ）
A. 過程Ⅰ，在陰極上析出金屬銀
B. 過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的均減小
C. 過程Ⅱ，陽極上有氧氣放出
D. 過程Ⅱ析出固體的質(zhì)量是過程Ⅰ析出固體的質(zhì)量的2倍
【答案】D
【解析】選。過程Ⅰ發(fā)生反應，過程Ⅱ發(fā)生反應，過程Ⅲ發(fā)生反應 。氧化性：，在陰極上 先放電，析出金屬銀，項正確；過程Ⅰ、Ⅱ發(fā)生的電解反應中均有 生成，溶液中 增大，減小，過程Ⅲ發(fā)生電解水的反應，溶液中 增大，減小，項正確；過程Ⅱ中陽極的電極反應為，項正確；過程Ⅱ析出 的物質(zhì)的量和過程Ⅰ析出 的物質(zhì)的量相同，析出 與 的質(zhì)量之比為，項錯誤。
12．[（2025·北京昌平區(qū)高二期末）]努力實現(xiàn)碳達峰、碳中和展現(xiàn)了我國積極參與和引領(lǐng)全球氣候治理的大國擔當。如下圖所示電解裝置可將轉(zhuǎn)化為。該裝置的電解質(zhì)溶液為稀硫酸，電極材料為惰性電極，已知質(zhì)子交換膜只允許通過。
（1） 電極是_ _ （填“陰極”或“陽極”），發(fā)生_ _ （填“氧化”或“還原”）反應。
（2） 電極的電極反應式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 電解過程中運動方向為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填“由到”或“由到”），反應前后溶液中 _ _ （填“增大”“減小”或“不變”）。
（4） 電解總反應的化學方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，該反應是_ _ _ _ _ _ （填“自發(fā)”或“非自發(fā)”）反應。
【答案】（1） 陰極；還原
（2）
（3） 由到；不變
（4） ；非自發(fā)
【解析】
（1） 根據(jù)題圖可知，在 電極上得到電子被還原為，所以 電極為陰極，發(fā)生還原反應。
（2） 電極上水放電生成 和，電極反應式為 。
（3） 在電解過程中 會不斷由陽極（電極）向陰極（電極）方向移動；電極的電極反應式為，電極的電極反應式為 ，由在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目相等可得，該電解總反應的化學方程式為，反應前后溶液中 不變。
（4） 該電解總反應的化學方程式為，該反應需要通過電解方式才能實現(xiàn)，屬于非自發(fā)反應。
第2課時 電解原理的應用
【學習目標】1.通過對氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金等原理的分析，認識電能與化學能相互轉(zhuǎn)化的實際意義。
2.能正確書寫電解池的電極反應和總反應，認識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應用。
知識點一 電解飽和食鹽水
自主預習 新知構(gòu)建
1．電解飽和食鹽水的原理
【答案】； ； ；
2.氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程
（1）陽離子交換膜電解槽
（2）陽離子交換膜的作用：只允許等陽離子通過，不允許、等陰離子以及氣體分子通過，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉溶液反應而影響氫氧化鈉溶液的產(chǎn)量和質(zhì)量。
3.氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應用
自我診斷
（1） 電解飽和食鹽水時，陰極發(fā)生氧化反應： （ ）
（2） 向氯堿工業(yè)電解槽中滴入酚酞溶液，變紅色的區(qū)域為陽極區(qū)（ ）
（3） 電解飽和食鹽水時，陽極和陰極都可以選擇金屬材料，如鐵（ ）
（4） 電解飽和溶液可以制取金屬鈉（ ）
（5） 利用電解飽和食鹽水可制得“84”消毒液（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） ×
（4） ×
（5） √
遷移應用 對點訓練
1．用石墨電極電解飽和食鹽水，下列分析錯誤的是（ ）
A. 得電子能力：，故陰極得到
B. 電解過程中的物質(zhì)的量不變
C. 失電子能力：，故陽極得到
D. 電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分攪拌后，溶液呈中性
【答案】D
【解析】選。得電子能力：，陰極發(fā)生反應，故 正確；失電子能力：，陽極發(fā)生反應，故 正確；電解飽和食鹽水的總反應化學方程式為 ，所以電解過程中 的物質(zhì)的量不變且電解后溶液呈堿性，故 正確，錯誤。
2．某無隔膜流動海水電解法制的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑可抑制產(chǎn)生。下列說法正確的是（ ）
A. 端電勢高于端電勢
B. 理論上轉(zhuǎn)移電子生成
C. 電解后下降
D. 陽極反應：
【答案】D
【解析】選。鈦網(wǎng)上發(fā)生氧化反應，為陽極，電源 端為正極，電源 端為負極，端電勢高于 端電勢，項錯誤；理論上每轉(zhuǎn)移 電子，生成，質(zhì)量為，項錯誤；電解總反應為，電解消耗，并生成，上升，項錯誤；陽極上 放電轉(zhuǎn)化為，電極反應為，項正確。
3．工業(yè)電解飽和食鹽水制燒堿時需阻止移向陽極，目前采用陽離子交換膜將兩極溶液分開（如下圖，處加少量以增強溶液的導電性）。
（1） C、D分別是直流電源的兩電極，C是電源的極，D是電源的極。
（2） 電解一段時間后，_ _ _ _ _ _ _ _ 由A口導出，_ _ _ _ _ _ 由B口導出。陰極附近溶液堿性增強的原因是（用電極反應式表示）_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 若不采用陽離子交換膜，則向陽極移動，發(fā)生的反應用離子方程式表示為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 負；正
（2） ；；
（3）
【解析】
（1） 電解池中，陽離子向陰極移動，由、的移動方向可知，右側(cè)電極為陰極，故 是電源的負極，是電源的正極。
（2） 電解一段時間后，左側(cè)電極附近產(chǎn)生，右側(cè)電極附近產(chǎn)生 和，因此 從 口導出，從 口導出；陰極附近水電離產(chǎn)生的 不斷形成氫氣析出，導致溶液中 的濃度增大，溶液堿性增強，電極反應式為。
（3） 若不采用陽離子交換膜，則 向陽極移動，與 發(fā)生反應，離子方程式為。
知識點二 電鍍 電冶金
自主預習 新知構(gòu)建
1．電鍍
（1）定義：利用_ _ 原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或_ _ 的加工工藝。
（2）主要目的：使金屬增強抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。
【答案】電解； 合金
2．電鍍與電解精煉的比較
項目 電鍍 電解精煉
裝置示意圖
陽極材料 鍍層金屬③_ _ _ _ _ _ ④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
陰極材料 鍍件金屬制品⑤_ _ _ _ _ _ ⑥_ _
陽極反應 ⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 、等
陰極反應 ⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
溶液變化 濃度⑨_ _ _ _ _ _ _ _ 濃度⑩_ _ ，金、銀等金屬沉積在電解槽底部形成陽極泥
【答案】； 粗銅（含鋅、銀、金等雜質(zhì)）； ； 純銅； ； ； 保持不變； 減小
1．上述電解精煉裝置工作過程中，陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等嗎？
【答案】不相等，陰極上得電子(共18張PPT)
章末整合提升（四）
一、原電池原理及其應用
√
下列說法錯誤的是( )
√
√
二、電解原理及其應用
√
√
污水中的有機污染物。下列說法錯誤的是( )
√
三、金屬的腐蝕與防護
7.（2024·廣東卷）我國自主設(shè)計建造的浮式生產(chǎn)儲卸油裝置“海葵一號”將
在珠江口盆地海域使用，其鋼鐵外殼鑲嵌了鋅塊，以利用電化學原理延緩
外殼的腐蝕。下列有關(guān)說法正確的是( )
√
√
2門世2有
3厚
Pt
Ag
活性炭
A.Ag為原電池正極
B.電子由Ag經(jīng)活性炭流向Pt
C.Pt表面發(fā)生的電極反應為
02+2H20+4e-=40H
D.每消耗標準狀況下11.2L的02，最多去除
1 mol Cl-
解析：選B。O2在Pt極得電子發(fā)生還原反應，Pt為正極，CI在Ag極與失
去電子得到的Ag+結(jié)合生成AgCl,Ag極發(fā)生氧化反應，為負極，A錯誤；
電
子由負極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt,B正確；溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的
電極反應為02+4H++4e-
=2H20,
C錯誤；負極反應為
Ag-e-+CI=AgCl,每消耗標準狀況下11.2L的02，
轉(zhuǎn)移2mol電子
最多去除2 mol Cl-,D錯誤。
C02
電極
Mg(TFSD2
授
Mg(TFSD2
PDA
PDA
MgC20
2.(2024河北卷)我國科技工作者設(shè)
計了如下圖所示的可充電Mg-C02
電池，以Mg(TFS)2為電解質(zhì)，電解
液中加入1,3-丙二胺PDA)以捕獲
C02,使放電時C02還原產(chǎn)物為
A.放電時，電池總反應為2C02+Mg=MgC204
B.充電時，多孔碳納米管電極與電源正極連接
C.充電時，電子由Mg電極流向陽極，Mg2+向陰極遷移
D.放電時，每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上可轉(zhuǎn)化1molC02
解析：選C。放電時，C02轉(zhuǎn)化為MgC204,碳元素化合價由+4價降低為
+3價，
發(fā)生還原反應，多孔碳納米管電極為正極，Mg電極為負極；充電時
多孔碳納米管電極為陽極，Mg電極為陰極。放電時，正極電極反應式為
Mg2++2C02+2e=MgC204,負極電極反應式為Mg-2e=Mg2+
故放電時電池總反應為Mg+2C02一MgC204,A正確；充電時，多孔碳
納米管電極為陽極，與電源正極連接，B正確；充電時，Mg電極為陰極，
電子從電源負極經(jīng)外電路流向Mg電極，同時Mg2+向陰極遷移，C錯誤；
根據(jù)放電時正極電極反應式可知，每轉(zhuǎn)移2mol電子，有2molC02參與反
應，因此每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上可轉(zhuǎn)化1molC02,D正確。

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