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资料简介
原电池
【学习目标】
1、了解常见化学能与电能转化方式及应用；
2、掌握原电池的组成及反应原理；
3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。
【要点梳理】
要点一、原电池的工作原理
1、原电池的定义
燃煤发电的能量转换过程是 ，该过程虽然实现化学能与电能的转化，
但是过程繁琐、复杂且能耗较大。在此过程中，燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键。因此，需
要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能，原电池就是这样的装置。
将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
【高清课堂：化学能与电能（一）—初探原电池 ID：370200#原电池原理】
2、原电池的工作原理
实验 1、如下图，把一锌片和一铜片插入稀 H2SO4 中。
现象：Zn 片上有气泡出现。
反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑。Zn 失电子生成 Zn2+， H＋得电子生成 H2。
实验 2、把上图中的 Zn、Cu 用一导线连接起来，中间接一电流计 G。
现象：Zn 片逐渐溶解，Cu 片上有气泡出现，电流计 G 指针发生偏转。
结论：Zn 反应生成 Zn2+而溶解，Cu 片上有 H2 产生，有电流产生。
该实验中，产生了电流，就构成了原电池。
要点诠释：原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为
将化学能转化成电能。
【高清课堂：化学能与电能（一）—初探原电池 ID：370200#原电池构成条件】
要点二、原电池的组成条件
组成原电池必须具备三个条件：
（1）提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。
要点诠释：
a、负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。
b、正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。
c、得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为：
负极：Zn－2e－＝Zn2+ 正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
（2）两个电极必须直接和电解质溶液接触，电解质溶液中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。
要点诠释：电源内部电解质溶液中，阳离子移动的方向即是电流的方向，所以阳离子向正极移动，阴离子向
负极移动。
（3）必须有导线将两电极连接，形成闭合通路。
要点诠释：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极，从而形成闭合回路。
要点三、原电池的正、负极的判断方法
原电池中正负极的判断方法如下：
（1）根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
（2）根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。
（3）根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。
（4）根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。
（5）根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。
要点诠释：在判断电流方向时，要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同：在电源的外电路电流由正
极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极。
要点四、原电池电极反应式的书写
书写电极反应式时需掌握以下要点：
（1）需标出正负极及电极材料。
（2）遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）。
（3）电池的电极反应书写要满足所处的电解质溶液的酸碱性环境。例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，
在碱性环境中 O2 得电子后的产物写 OH-比写 H2O 更合适，在传导 O2-的固体电解质中，O2 得电子后的产物写 O2-
比写 OH-更合适。
（4）电池的电极反应式可以直接写，也可以将总电池反应减去某一极反应得到另一极反应。减的时候要注
意不要在负（正）极出现正（负）极得（失）电子的物质。
以氢氧燃料电池为例：
方法一：直接写。
负极电极反应式书写：
酸性介质中：H2 失电子为负极，产物写成 H+就可以。负极：2H2-4e-=4H+
碱性介质中：H2 失电子的产物写成 H+就不合适了，写成 H2O 更合适，根据电荷守恒，左边补 OH-。负极：
2H2-4e-+4OH-=4H2O
正极电极反应式书写：
酸性介质中：O2 得电子，根据电荷守恒再补 4H+，产物写成 H2O：
正极：O2+4H++4e-=2H2O
碱性介质中：O2 得电子，产物写成 OH-更合适，根据元素守恒，左边以 H2O 来补。正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 方法二：用总反应。
总反应：2H2+O2=2H2O 减去负极反应：2H2-4e-=4H+，将负极中失电子的 H2 抵消掉，可得酸性条件下的正
极反应。
要点诠释：
①书写的原则是：按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应的规律，正确判断出两极物质反应生成的产物，
然后结合电解质溶液所能提供的离子，结合质量守恒定律、电荷守恒配平各电极式，两电极反应式相加则得总反
应式。结合具体的情况，我们可以概括为以下两种情况：a.根据两个电极反应式，写出总反应式，使两个电极式
得失电子数相等后，将两式相加，消去相同的部分。若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解
质。b.根据总反应式，写电极反应式一般分四个步骤：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两
式加，验总式。
②写电极反应式时应注意：
a.两极得失电子数相等。
b.电极反应式常用“ ”，不用“ ”。
c.电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，一般不标“↓”。
要点五、原电池原理的应用
1.作化学电源。
人们利用原电池原理，将化学能直接转化为电能，制作了多种电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃
料电池等，以满足不同的需要。
2.比较金属的活动性。
原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例如，有两种金属 A 和 B，用导线连接
后插入到稀硫酸中，观察到 A 极溶解，B 极上有气泡产生，由原电池原理可知，A 为负极，B 为正极，金属活动
性 A＞B。
3.加快氧化还原反应速率。
实验室用 Zn 和稀 H2SO4（或稀 HCl）反应制 H2，常用粗锌，它产生 H2 的速率快，原因是粗锌中的杂质和
锌、稀 H2SO4 的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生 H2 的速率加快。如果用纯锌，可以在稀 H2SO4 溶液
中加入少量的 CuSO4 溶液，也同样会加快产生 H2 的速率，原因是 Cu2++Zn=Cu+Zn2+，生成的 Cu 和 Zn 在稀 H2SO4
溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生 H2 的速率加快。
要点诠释：原电池为什么能加快化学反应速率？
以 Fe 与稀 H2SO4 溶液的反应为例说明。如下图所示：
甲中，Fe 失去 e－，变为 Fe2+，Fe2+进入溶液，排斥了 Fe 片周围的 H+，H+欲得电子须突破 Fe2+形成的屏障，
因而受到阻碍。乙中，Fe 失去 e－，e－转移到 Cu 片上，Cu 片一侧没有 Fe2+屏障，H+得 e－不受阻碍，故其化学
反应速率较快。
4.设计原电池
从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。
例如，利用 Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 的氧化还原反应设计原电池，由反应式可知：
Cu 失去电子作负极，FeCl3（Fe3+）在正极上得到电子，且作电解质溶液，正极为活泼
性比 Cu 弱的金属或导电的非金属等。如图该原电池的电极反应式为：
负极（Cu）：Cu Cu2++2e—（氧化反应）正极（C）：2Fe3++2e— 2Fe2+（还原反应）
5.金属防腐蚀。
金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应，使金属失去电子变为阳离子而损耗的过
程。在金属腐蚀中，把不纯的金属跟电解质溶液接触时形成的原电池反应发生的腐蚀称为电化学腐蚀（区别于一
般的化学腐蚀）。如钢铁的电化学腐蚀：在潮湿的空气中，钢铁表面吸附一层薄薄的水膜，里面溶解了氧气、
CO2，含有少量的 H+和 OH-，形成电解质溶液。它跟钢铁里的铁和少量的碳形成无数个微小的原电池。铁作负极，
碳作正极：
负极：2Fe-4e-=2Fe2+
正极：O2+4e-+2H2O=4OH-
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。
【典型例题】
类型一：原电池的工作原理
例 1、原电池产生电流的本质原因是( )
A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B．有导线将两个活动性不同的电极连接
C．正极发生了氧化反应，而负极发生了还原反应
D．两电极上分别进行的氧化还原反应中有电子的转移
【答案】D
【解析】氧化还原反应是原电池产生电流的本质原因。
【总结升华】抓住原电池产生电流的本质原因才能理解原电池的工作原理和应用。
举一反三：
【变式 1】下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的是（ ）
A．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
B．2H2+O2=2H2O
C．Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
D．CH4+2O2=CO2+2H2O
【答案】C
【解析】理论上反应类型为氧化还原反应的化学反应可用于设计原电池。只有选项 C 属于非氧化还原反应。
【变式 2】（2016 山东兰陵）一学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是
A.(3)图中锌片增重质量与铜棒减轻质量的比值为 65:64
B.(2)图中如果两极上都有气体产生，则说明锌片不纯
C.(1)图中铜棒上没有气体产生
D.(2)图与(3)图中正极生成物质质量比为 1:32 时，锌片减轻的质量相等【答案】A
【解析】A 项，装置(3)属于原电池，Zn 是负极，发生的电极反应为 Zn-2e-=Zn2+(质量减轻)，Cu 是正极，发
生的电极反应为 Cu2++2e-=Cu(质量增加)；B 项，装置(2)属于原电池，如果两极上都有气体产生，则说明锌片不
纯；C 项，装置(1)不属于原电池，在金属 Cu 上没有化学反应发生；D 项，装置(2)正极发生的电极反应为
2H++2e-=H2↑，装置(3)正极发生的电极反应为 Cu2++2e-=Cu，所以正极生成物质质量比为 1:32 时，锌片减轻的质
量相等。
类型二：原电池的组成条件
例 2、下图各装置中，不能构成原电池的是（ ）
【答案】D
【解析】根据构成原电池的几个条件可以发现，D 答案是错误的，没有构成闭合回路。
【总结升华】本题是对构成原电池的条件的考查。构成原电池的条件必须同时满足：（1）要有活泼性不同
的两个电极；（2）要有电解质溶液；（3）要有导线，能形成闭合回路。
举一反三：
【变式 1】在下图的八个装置中，属于原电池的是哪几个？
【答案】④⑦
类型三：原电池的正、负极的判断方法
例 3、关于如图所示装置的叙述正确的是( )
A．铜是阳极，铜片上有气泡产生
B．铜片是正极，该电极周围溶液氢离子浓度不变
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
【答案】D
【解析】如图所示装置是原电池，电极为正、负极，活泼的锌为负极，失去电子，发生氧化反应，本身质量
逐渐减少。而铜极为正极，上面富集电子，H＋移向铜极，H＋浓度增大，H＋发生还原反应产生 H2。举一反三：
【变式 1】关于下图所示的原电池，下列说法正确的是( )
A．电子从锌电极通过检流计流向铜电极
B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应
D．铜电极上发生的电极反应是：2H＋＋2e－===H2↑
【答案】A
【解析】图示原电池中，Zn 为负极发生氧化反应，Cu 为正极发生还原反应，故 A 项正确，C 项错；原电池
工作时，ZnSO4 溶液中的 Zn 2＋浓度增大，所以盐桥中的阴离子向 ZnSO4 溶液中迁移，B 项错；铜电极上发生的
反应是 Cu2＋＋2e－→Cu，D 项错。
类型四：原电池电极反应式的书写
例 4、如下图所示装置能否构成原电池？__________。若不能，请说明理由______________________。
若能，请确定两极名称并写出电极反应式和总反应式_____________________，______________________。
【答案】 能 Al 为负极：
Al＋4OH－－3e－===AlO2-＋2H2O
Mg 为正极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
总反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
【解析】装置满足原电池构成的条件，有活泼性不同的电极、有电解质溶液并且形成了闭合回路，所以能形
成原电池。在 NaOH 溶液中，Al 的活动性强，是负极，电极反应式为：Al＋4OH－－3e－===AlO－2 ＋2H2O，Mg
为正极，电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
【总结升华】如果对原电池的原理理解不透彻，仅根据电极材料的金属活泼性来写原电池的正负极，在解本
题时就会出错。原电池能形成电流，是由于两极在电解质溶液中放电能力不同而造成的。电极材料在电解质溶液
中的放电能力与金属的活泼性并不完全一致，即金属性强的不一定先放电。如 Mg 比 Al 活泼，在 NaOH 溶液中 Al
能反应，而 Mg 不能。弄清这一点，本题就容易解决了。
举一反三：
【变式 1】（2015 清华附中）有人设计出利用 CH4 和 O2 反应，用铂电极在 KOH 溶液中构成原电池。电池的
总反应类似于 CH4 在 O2 中燃烧的反应，则下列说法中正确的是( )
①每消耗 l mol CH4 可以向外电路提供 8mol e－
②负极上 CH4 失去电子，电极反应式为 CH4+10OH－－8e－==CO32－+7H2O
③负极上 O2 获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e－==4OH－
④电池放电时，溶液 pH 不断升高
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
【答案】A
【解析】CH4 在铂电极上发生类似于 CH4 在 O2 中燃烧的反应，即 CH4→CO2，严格地讲生成的 CO2 还与 KOH
溶液反应生成 K2CO3，化合价升高，失去电子，作电池的负极，电极反应式为 CH4+10OH－－8e －==CO32－
+7H2O，1 mol CH4 参加反应有 8 mol e－发生转移，O2 在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e
－==4OH－。虽然正极产生 OH－，负极消耗 OH－，但从总反应 CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O 可看出反应消耗
了 KOH，所以电池放电时溶液的 pH 不断下降，故①②正确，③④错误。【变式 2】写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程式。
负极 正极 电解质溶液
（1） 铁 铜 稀硫酸
（2） 铜 银 硝酸银溶液
（3） 铁 石墨 氯化钠溶液
（1）负极：____________；正极：____________；总反应式：
________________________________________________________________________。
（2）负极：____________；正极：____________；总反应式：
________________________________________________________________________。
（3）负极：____________；正极：____________；总反应式：
________________________________________________________________________。
【答案】（1）Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
（2）Cu－2e－===Cu2＋ Ag＋＋e－===Ag Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2
（3）Fe－2e－===Fe2＋ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2
类型五：原电池原理的应用
【高清课堂：化学能与电能（一）—初探原电池 ID：370200#练习题】
例 5、根据下列实验事实：(1)X＋Y2＋===X2＋＋Y；(2)Z＋2H2O Z(OH)2＋H2↑；(3)Z2＋的氧化性比 X2＋
弱；(4)由 Y、W 电极组成原电池，电极反应为 W2＋＋2e－===W，Y－2e－===Y2＋，可知 X、Y、Z、W 的还原性
由强到弱的顺序是( )
A．X>Z>Y>W B．Z>W>X>Y
C．Z>X>Y>W D．Z>Y>X>W
【答案】C
【解析】 (1)中 X 能置换出 Y，说明还原性 X>Y；(2)中 Z 可与冷水反应，说明 Z 是极活泼金属；(3)说明还
原性 Z>X；(4)中 Y、W 形成原电池时，Y 作负极，说明还原性 Y>W。综上所述，几种金属的还原性由强到弱的
顺序为 Z>X>Y>W。
【总结升华】原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。而负极是电子流出的一极，
发生氧化反应，电流流入的一极，一般该电极不断溶解或质量不断减少。若某电极上有气体产生，电极的质量不
断增加或不变，该电极为正极。
举一反三：
【变式 1】某金属能和盐酸反应生成 H2，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能是（ ）
A． 铝 B． 铜 C． 锡 D． 硅
【答案】C
【变式 2】（2015 唐山一中）某同学根据离子反应方程式 2Fe3++Fe==3Fe2+来设计原电池。下列设计方案中
可行的是（ ）
A．电极材料为铁和锌，电解质溶液为 FeCl3 溶液
B．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为 Fe(NO3)3 溶液
C．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为 FeCl2 溶液
D．电极材料为石墨，电解质溶液为 FeCl3 溶液
【答案】B
【解析】由离子反应方程式可知，设计的原电池中 Fe 为负极，不与电解质溶液反应的导体为正极，含 Fe3+
的溶液为电解质溶液，故 B 项可行。8
【巩固练习】
一、选择题（每题有 1-2 个选项符合题意）
1. 如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是( )
A．锌片是负极
B．两个铜片上都发生氧化反应
C．石墨是阴极
D．两个番茄都形成原电池
2．（2015 四中同步）下列说法中正确的是( )
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．铅蓄电池是一次电池
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质储存在电池内
3．燃烧电池是利用燃烧（如 H2、CO、CH4 等）跟氧气或空气反应，将化学能转化为电能的装置。电解质溶液
是强碱溶液。下列关于甲烷的燃料电池说法中正确的为( )
A．负极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．负极反应：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
C．随着放电进行，溶液的 pH 值增大
D．放电时溶液中的阴离子向负极移动
4．阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应式为：2H2+O2=2H2O，电解质溶液为 KOH 溶液，
反应保持在一定温度下，使生成的 H2O 蒸发，下列叙述正确的是( )
A．H2 为正极，O2 为负极
B．电极反应（正极）：O2+2H2O+4e-=4OH-；电极反应（负极）：2H2+4OH- =4H2O+4e-
C．负极发生氧化反应，正极发生还原反应
D．工作中电解质溶液 pH 值不断增大
5．如图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡，小心地
从烧杯中央滴入 CuSO4 溶液，反应一段时间后，观察到的现象是( )
A．两圈仍保持平衡
B．有气泡产生，两圈摇摆不定
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
6．在盛有 H2SO4 的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )
A．正极附近的 SO42-离子浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有 O2 逸出
D．铜片上有 H2 逸出
7．将铁棒和锌棒用导线连接插入 CuSO4 溶液里。当电池中有 0.2mol 电子通过时，负极质量的变化是( )
A．增加 5.6g B．减少 0.1g
C．减少 6.5g D．增加 6.4g9
8．(2016 山东济宁)如图是 Zn 和 Cu 形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下。
其中描述合理的是( )
实验后的记录:①Zn 为正极，Cu 为负极②H+向负极移动③电子流动方向，由 Zn 经外电路流向 Cu ④Cu 极
上有 H2 产生⑤若有 1 mol 电子流过导线，则产生 H2 为 0. 5 mol ⑥正极的电极反应式为 Zn-2e 一=Zn2+
A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③④
9．汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4↓＋2H2O，根据
此反应判断下列叙述中正确的是( )
A．PbO2 是电池的负极
B．负极的电极反应式为：Pb＋SO42-－2e－===PbSO4↓
C．PbO2 得电子，被氧化
D．电池放电时，溶液酸性增强
10．X、Y、Z、W 四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中，组成原电池。X、Y 相连时，X 为负极；Z、
W 相连时，电流方向是 W→Z；X、Z 相连时，Z 极上产生大量气泡；W、Y 相连时，W 极发生氧化反应。据此
判断四种金属的活泼性顺序是( )
A．X＞Z＞W＞Y B．Z＞X＞Y＞W C．W＞X＞Y＞Z D．Y＞W＞Z＞X
11．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质
的燃料电池发电，电池负极反应为( )
A．H2＋2OH－===2H2O＋2e－
B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．H2===2H＋＋2e－
D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
二、非选择题
1．（2015 合肥一中）已知原电池总反应式为：CH4+2O2＝CO2+2H2O，分别写出在下列环境中该原电池的电
极反应式。
(1)电解质溶液为 KOH 溶液
负极：____________；正极：____________。
(2)电解质溶液为稀硫酸
负极：____________；正极：____________。
2．剪长约 6cm、宽 2cm 的铜片、铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上（间隔 2cm）。将
铜片与铝片分别和电流表的“+”、“—”端相连接，电流表指针调到中间位置。取两个 50mL 的小烧杯，在一个
烧杯中注入约 40mL 的浓硝酸，在另一只烧杯中注入 40mL0.5mol·L—1 的硫酸溶液。试回答下列问题：
（1）两电极同时插入稀硫酸中，电子从_____（填“铝”或“铜”）极流出，铝片上电极反应式为10
______________________________；
（2）两电极同时插入浓硝酸中，电子从_____（填“铝”或“铜”）极流出，此时铝是_____（填“正”或
“负”）极。
3．(2016 西城质检)如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，回答下列问题。
（1）若 a 为镁、b 为 CuCl2，则正极材料为_____，负极上的电极反应式为_________。
（2）若 a 为镁、b 为 NaOH，则 Mg 极上发生________反应(填“氧化”或“还原”)，负极上的电极反应式为
_______________。
（3）若 a 为铜、b 为浓硝酸，则电流的方向为____→___（填电极材料），正极上的电极反应式为______。
（4）上述事实表明，确定原电池中电极的正负时，不仅要考虑电极材料本身的性质，还要考虑________。
11
【答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】由于番茄汁显酸性，左侧番茄形成原电池，Zn 作负极，右侧番茄形成电解池，Cu 作阴极，故选项
中只有 A 正确。
2．C
【解析】碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池，燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是从外界不
断输入电池。
3．BD
【解析】负极应该发生氧化反应，所以 A 错误，B 正确；反应消耗 OH-所以 pH 减小，C 错误，放电时，负
极发生氧化反应失电子，生成的离子带正电，所以吸引溶液中的阴离子向负极移动。
4．BC
【解析】负极失电子，发生氧化反应，所以 H2 应为负极，O2 应为正极，故 A 错，BC 正确，此反应消耗 OH-所
以 pH 减小。
5．D
【解析】上述铁圈、银圈和硫酸铜溶液构成了原电池(铁圈和银圈活泼性不同且相互接触从而构成闭合回路)。
其电极反应式为：负极：Fe－2e－===Fe2＋，铁溶解，铁圈减轻；正极：Cu2＋＋2e－===Cu，生成的 Cu 沉积在银
圈上，银圈增重。
6．D
【解析】由锌片、铜片、稀 H2SO4 构成的原电池，锌片为负极，Zn－2e－===Zn2＋；铜片为正极：
2H＋＋2e－===H2↑，SO42-、OH－等阴离子向负极移动，外电路上，电子通过导线由锌片流向铜片。
7．C
【解析】在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，并且电极失去电子总数等
于正极得到电子总数。不能正确判断负极反应及用电子守恒解决问题是本题易出现的错误。
负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋
故负极质量减少 6.5g·mol－1× ＝6.5g。
8．B
【解析】在该原电池中，Zn 比 Cu 活泼，故 Zn 作负极，Cu 作正极，电子由 Zn 流出经导线流向 Cu 片，负极反
应为 Zn -2e-=Zn2+，正极反应为 2H++2e=H2↑，故每转移 1 mol 电子时，产生 H20.5 mol，在溶液中 H+向正极移动，
SO42-向负极移动，故①②⑥错误，③④⑤正确，选 B。
9．B
【解析】根据电极反应知铅失电子被氧化，铅作负极，PbO2 被还原作正极。放电过程中消耗了硫酸，溶液
的酸性减弱。
10．A
【解析】在原电池中，活泼金属作为电池的负极，失去电子，发生氧化反应；不活泼的金属作为电池的正极，12
得到电子，发生还原反应。电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反(物理学中规定正电荷移动的方向为
电流的方向)。因此，X、Y 相连时，X 为负极，则活泼性 X＞Y；Z、W 相连时，电流方向是 W→Z，则活泼性 Z
＞W；X、Z 相连时，Z 极上产生大量气泡，则活泼性 X＞Z；W、Y 相连时，W 极发生氧化反应，则活泼性 W＞
Y。综上所述，可以得出金属的活泼性顺序是 X＞Z＞W＞Y。
11．C
【解析】燃料电池的负极是 H2 失电子，在酸性电解质中产生 H＋，故 C 正确。
二、非选择题
1．(1)负极：CH4+10OH－－8e－＝CO32－+7H2O 正极：2O2+4H2O+8e－＝8OH－
(2)负极：CH4+2H2O－8e－＝CO2+8H+ 正极：2O2+8H++8e－＝4H2O
【解析】根据总反应式可知，甲烷在反应中被氧化，因此应在负极上反应；氧气在反应中被还原，应在正极
上反应。然后根据电解质溶液的酸碱性可知，电解质溶液为碱性溶液时，在电极反应式中不能有 H+参加或生成，
也不能有酸性物质生成；电解质溶液为酸性溶液时，在电极反应式中不能有 OH－参加或生成，也不能有碱性物
质生成。最后，根据反应中转移电子数守恒、电荷守恒和元素守恒等原则，写出电极反应式并配平。
2.（1）Al；Al—3e—=Al3+（2）Cu；正
【解析】电极的分析依赖于具体的电极反应。
在浓硝酸中，Al 表面产生了钝化，发生反应的是 Cu。因此，当 Al、Cu 同时插入浓硝酸时，电子从铜极流
向铝极，Al 作正极，且电极反应式为：NO3—+4H++3e—=NO+2H2O。而当 Al、Cu 同时插入稀硫酸时，电子从铝
极流向铜极，Cu 作正极。电极反应式为：Al—3e—=Al3+。
总结升华：根据两极的相对活泼性确定原电池的正负极时要注意具体情况具体分析，但要抓住一点那就是原
电池的设计不改变原有的反应方向，如 Mg—Al—NaOH 溶液构成的原电池中，负极为 Al；Al—Cu—浓 HNO3 溶
液构成的原电池中，负极为 Cu。
3．（1）Al Mg－2e－＝Mg2＋ （2）还原 Al－3e－＋4OH－＝AlO2-＋2H2O
（3）铝→铜 2H＋＋NO3—＋e－＝ H2O＋NO2↑ （4）电解质的性质
【解析】（1）若 a 为镁、b 为 CuCl2，由于金属性镁强于铝，则正极材料为 Al，镁是负极，负极上的电极反应式
为 Mg－2e－＝Mg2＋。
（2）若 a 为镁、b 为 NaOH，由于铝与氢氧化钠溶液反应，则镁是正极，铝是负极，则 Mg 极上发生还原，负极上
的电极反应式为 Al－3e－＋4OH－＝AlO2-＋2H2O。
（3）若 a 为铜、b 为浓硝酸，由于常温下铝在浓硝酸中钝化，则铝是正极，铜是负极，则电流的方向为铝→铜，
正极上的电极反应式为 2H＋＋NO3—＋e－＝ H2O＋NO2↑。
（4）上述事实表明，确定原电池中电极的正负时，不仅要考虑电极材料本身的性质，还要考虑电解质的性质。
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