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(共67张PPT)
第1课时　原电池的工作原理
1.能分析、解释原电池的工作原理，能根据电极反应、电流方向或离子移动方向判断原电池的正极和负极。
2.能设计简单的原电池，理解原电池工作原理的应用。
3.能用电极反应表示原电池中发生的化学反应，体会变化与守恒思想。
学习目标
目 录
知识点一　原电池的工作原理
知识点二　原电池工作原理的应用
随堂演练
课时作业
知识点一　原电池的工作原理
1. 实验探究
（1）实验装置
锌铜原电池装置示意图
离子通道，形成闭合回路；
避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减。
（2）实验现象
锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转。
提醒：盐桥的作用
（3）锌铜原电池的工作原理
负极 正极
电极材料
电极反应
反应类型 反应 反应
电池总反应 Zn＋Cu2＋ Cu＋Zn2＋ 电子流向 由 极通过导线流向 极 （4）实验结论
上述装置能构成原电池，将化学能转化成 。
锌片
铜片
Zn－2e－ Zn2＋
Cu2＋＋2e－ Cu
氧化　
还原　
锌　
铜　
电能　
【教材挖掘】
盐桥中装有含有KCl饱和溶液的琼脂，盐桥中离子移动的方向是什么？
提示：盐桥中离子移动方向：Cl－移向ZnSO4溶液（负极），K＋移向
CuSO4溶液（正极）。
（1）概念
利用氧化还原反应原理将 能转化为 能的装置。
（2）构成条件
化学　
电　
2. 原电池
（3）工作原理示意图
①电子移向：负极 正极。
②电流方向：正极 负极。
③离子移向：阳离子 原电池的 极。
阴离子 原电池的 极。
④电势高低：正极高于负极。
正　
负　
【记忆口诀】　“电子不下水”，“离子不上岸”。
提醒：分析原电池的三个要素
（1）电池结构：判断正、负极，电解质溶液及闭合回路；（2）电极反
应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应；（3）离子移动方向：阳离
子移向正极、阴离子移向负极。
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）原电池中电子的移动方向是负极 正极。 （　×　）
（2）原电池中负极发生的反应是还原反应。 （　×　）
（3）在原电池中阴离子移向负极。 （　√　）
（4）原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属。 （　×　）
（5）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。 （　×　）
（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。
（　√　）
×
×
√
×
×
√
2. 下列装置中，能构成原电池的是 （填序号），能构成原电池
的指出电极的名称并写出电极反应式。
①②⑤　
答案：①Cu是正极：2H＋＋2e－ H2↑；Fe是负极：Fe－2e－ Fe2＋。
②Zn是负极：Zn－2e－ Zn2＋；Fe是正极：Cu2＋＋2e－ Cu。
⑤Ag是正极：Ag＋＋e－ Ag；Cu是负极：Cu－2e－ Cu2＋。
归纳总结
1. 原电池中正、负极的判断
（1）常用判断方法
判断依据 负极 正极
电子流动方向 电子流出极 电子流入极
电解质溶液中阴、阳离
子定向移动的方向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极
电流方向 电流流入极 电流流出极
两极发生的反应 发生氧化反应 发生还原反应
电极材料 一般是活动性较强的金属 活动性较弱的金属或能
导电的非金属
　（2）特殊情况
在判断原电池正、负极时，两种金属电极中，只有和电解质溶液发生反应
的金属电极，才能失去电子发生氧化反应作负极。
2. 根据装置图书写电极反应式
（1）确定原电池的正、负极及放电的物质
依据题目给定的图示装置特点，结合原电池正、负极的判断方法，确定原
电池的正、负极及放电物质。
（2）结合介质（酸性或碱性）判断出氧化产物和还原产物。
（3）写出电极反应式，书写时要保证电荷守恒和原子守恒，也可电极反
应式一端根据需要添加H＋（或OH－）、H2O。
知识点二　原电池工作原理的应用
1. 加快化学反应速率
（1）原理
在形成的原电池中，氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，金属失
去电子形成的离子与得电子离子相互干扰减小，使化学反应速率加快。
（2）示例
试管a中滴入少量CuSO4溶液后，观察到a中产生气泡的速率比试管b中的 （填“快”或“慢”）。
快　
2. 比较金属的活动性强弱
原电池的两极为两种不同金属时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼
（电解质溶液是稀盐酸或稀硫酸时）。
3. 设计化学电池
（1）理论上，任何自发进行的 反应都可以设计成原电池。
（2）设计示例（以Fe＋Cu2＋ Cu＋Fe2＋为例）
①首先拆分成两个半反应（氧化反应和还原反应）：
负极：Fe－2e－ Fe2＋
正极：Cu2＋＋2e－ Cu
②其次确定两极材料和电解质溶液
负极：Fe/FeCl2溶液
正极：Cu/CuSO4溶液
氧化还原　
③装置图如图所示
1. （教材改编题）有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实
验现象如表：
实验 装置
部分实 验现象 a极质量减小，b极质量增
加 b极有气体产生，c极无变化
实验 装置
部分实 验现象 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是 。
解析：由第一个装置a极质量减小可知，a极是负极，金属活动性：a＞b；
第二个装置依据氧化性、还原性的规律推出金属活动性：b＞c；第三个装
置的金属活动性：d＞c；由第四个装置电流流向：a→d，故金属活动性：d
＞a。这四种金属的活动性顺序是d＞a＞b＞c。
d＞a＞b＞c　
2. 依据氧化还原反应Cu＋2Ag＋ Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
（1）电极X的材料是 ，电解质溶液Y是 。
Cu　
AgNO3溶液　
（2）银电极的电极反应式是 ；X电极的电极反应式
是 。
（3）外电路中的电子是从 极流向 极。
解析：Cu与CuSO4溶液组成半电池，作原电池的负极，电极反应式为Cu－
2e－ Cu2＋；Ag与AgNO3溶液组成半电池，作原电池的正极，电极反应
式为Ag＋＋e－ Ag；外电路中电子由负极流向正极。
Ag＋＋e－ Ag　
Cu－2e－ Cu2＋
Cu　
Ag　
归纳总结
用原电池法比较A、B两种金属的金属性强弱，A、B两种金属薄片作
电极，用导线相连浸入非氧化性酸（如稀硫酸或盐酸）中，通过实验现象
比较二者金属性的强弱，装置如图：
（1）若电极A表面产生大量气泡，则金属性：B＞A。
（2）若电极B逐渐溶解，则金属性：B＞A。
（3）若通过电流表指针的偏转方向判断出电子流向是B→A，则金属性：
B＞A。
随堂演练
1. 下列各说法中，正确的是（　　）
A. 原电池工作时电子是从正极流出，经导线流入负极
B. 原电池是把化学能转化为电能的一种装置
C. 铜锌原电池中若将盐桥移走，仍可构成原电池
D. CaO＋H2O Ca（OH）2是放热反应，可设计成原电池
解析： 　原电池工作时电子从负极流出，经过导线流入正极，A错误；原
电池是将化学能转化为电能的装置，B正确；铜锌原电池中若将盐桥移
走，破坏了闭合电路，不可构成原电池，C错误；该反应不是自发的氧化
还原反应，不能设计成原电池，D错误。
1
2
3
4
√
2. （2025·安徽学业考试）某化学兴趣小组制作的纸电池如图所示。电池
工作时，下列说法错误的是（　　）
A. 铜片上发生氧化反应
B. 该装置将化学能转化为电能
C. 电子从锌片经灯泡流向铜片
D. 负极的电极反应为Zn－2e－ Zn2＋
√
1
2
3
4
解析： 　铜片是正极，电解质溶液中氢离子在铜片电极上得电子生成
氢气，发生还原反应，A错误；该装置是原电池，化学能主要转化为电
能，B正确；锌做负极，铜做正极，电子从锌片经灯泡流向铜片，C正
确；锌做负极，发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－
Zn2＋，D正确。
1
2
3
4
3. （教材改编题）根据化学反应设计原电池（选用相同的盐桥）时，两个半电池中的物质合理的是（　　）
选项 正极（金属/电解质溶液） 负极（金属/电解质溶液）
A Zn/ZnSO4溶液 Fe/H2SO4（稀）
B Fe/FeCl2溶液 Zn/ZnSO4溶液
C Zn/H2SO4（稀） Fe/FeCl3溶液
D Fe/ZnSO4溶液 Zn/FeCl2溶液
√
1
2
3
4
解析： 　带盐桥的原电池装置中，组成两个半电池装置的物质要求金属
材料与其组成的电解质的阳离子相同，且金属材料与电解质溶液不发生化
学反应，如Fe/H2SO4（稀）、Fe/FeCl3溶液、Zn/H2SO4（稀）及Zn/FeCl2溶
液均不符合要求。
1
2
3
4
4. 某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，回答下列问题：
（1）反应过程中， 棒质量减少。
解析：锌比铜活泼，锌为负极，发生氧
化反应，电极反应式为Zn－2e－
Zn2＋，铜为正极，发生还原反应，电
极反应式为Cu2＋＋2e－ Cu。（1）
锌棒作负极，在反应中失去电子而溶
解，所以质量减少。
锌　
1
2
3
4
（2）负极的电极反应式为 。
解析：锌比铜活泼，锌为负极，发生氧
化反应，电极反应式为Zn－2e－
Zn2＋，铜为正极，发生还原反应，电
极反应式为Cu2＋＋2e－ Cu。（2）
负极为锌，电极反应式为Zn－2e－
Zn2＋。
Zn－2e－ Zn2＋
1
2
3
4
（3）反应过程中，当其中一个电极质量增加2 g时，另一电极减轻的质
量 （填“大于”“小于”或“等于”）2 g。
解析：锌比铜活泼，锌为负极，发生氧
化反应，电极反应式为Zn－2e－
Zn2＋，铜为正极，发生还原反应，电
极反应式为Cu2＋＋2e－ Cu。（3）
当转移0.2 mol电子时，铜棒质量增加6.4 g，锌棒质量减少6.5 g，故反应过程中，当铜电极质量增加2 g时，另一电极减少的质量大于2 g。
大于　
1
2
3
4
（4）盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供N 和Cl－，使两烧杯溶液中
保持电荷守恒。
①反应过程中 将进入 （填“甲”或“乙”）烧杯。
②当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中浓度最大的阳离子
是 。
乙　
N 　
1
2
3
4
解析：锌比铜活泼，锌为负极，发生氧
化反应，电极反应式为Zn－2e－
Zn2＋，铜为正极，发生还原反应，电
极反应式为Cu2＋＋2e－ Cu。（4）
①原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，过程中，为了保持溶液的电中性，Cl－将进入甲烧杯，N 进入乙烧杯。②当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中有0.1 mol Cu2＋消耗，还剩余0.1 mol Cu2＋，有0.2 mol N ，进入乙烧杯，故乙烧杯中浓度最大的阳离子是N 。
1
2
3
4
课时作业
题组一　原电池的构成和其工作原理
1. 下列装置中能组成原电池的是（　　）
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√
解析： 　A项，锌作负极发生氧化反应，溶液中铜离子在铜电极得到电子
发生还原反应生成铜单质，能组成原电池，正确；B项，乙醇不是电解
质，没有形成闭合回路，不能构成原电池，错误；C项，两个电极材料相
同，且银和硝酸银不能发生自发进行的氧化还原反应，不能构成原电池，
错误；D项，没有形成闭合回路，不能构成原电池，错误。
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2. 将铁片和碳棒按如图所示方式插入硫酸铜溶液中，电流计指针发生偏
转。下列针对该装置的说法正确的是（　　）
A. 铁片是正极
B. 一段时间后，碳棒质量增加
C. 该装置能将电能转化为化学能
D. 外电路中电子由碳棒流出经过电流计流向铁片
√
解析： 　该装置为原电池，铁片作负极，碳棒作正极，A错误；碳棒为正
极，铜离子在碳棒上得电子生成铜沉积在碳棒上，碳棒质量增加，B正
确；该装置为原电池，能将化学能转化为电能，C错误；外电路中电子由
铁片流出经过电流计流向碳棒，D错误。
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3. 有关电化学知识的描述正确的是（　　）
A. 任何氧化还原反应都可设计成原电池装置
B. 某原电池反应为Cu＋2AgNO3 Cu（NO3）2＋2Ag。装置中的盐桥内
可以是含琼脂的KCl饱和溶液
C. 因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成
原电池，必是铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe－2e－ Fe2＋
D. 实验室制备H2时，用粗锌（含铜、铁等）代替纯锌与盐酸反应效果更
佳
√
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解析： 理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电
池，但不自发的不能设计成原电池，如水分解成氧气和氢气，A错误；氯
离子会和银离子生成沉淀从而降低电池效率，B错误；常温下铁在浓硝酸
中会发生钝化，此时铁为正极，铜为负极，C错误；粗锌在盐酸溶液中可
以形成原电池，加快反应速率，D正确。
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4. （鲁科版改编题）铜锌原电池的装置如图所示，下列说法错误的是
（　　）
A. Cu电极电势高于Zn电极
B. Cu电极反应式为Cu2＋＋2e－ Cu
C. 电池工作时，电子由Zn电极流向Cu电极，然后经
电解质溶液和盐桥，由Cu电极流回Zn电极
D. 电池工作时，盐桥中的Cl－流向Zn电极
√
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解析： 　电池工作时，Zn作负极，Cu作正极，正极电势高于负极，A项
正确；Cu电极发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－ Cu，B项正
确；电池工作时，电子由负极流向正极，但电子不能通过电解质溶液，C
项错误。
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题组二　原电池工作原理的应用
5. 下列方法可以加快铁和稀硫酸的反应速率的是（　　）
A. 加入少量ZnSO4固体
B. 加入少量水
C. 加入少量CuSO4固体
D. 用98％的浓硫酸代替稀硫酸
解析： 　加入少量ZnSO4固体，不会改变反应物的浓度，不会改变反应速
率；加水，溶液的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小；加入少
量CuSO4固体，会发生反应置换出铜，形成原电池，使反应速率加快；浓
硫酸在常温下使铁钝化，C符合题意。
√
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6. 用A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验，下列叙述正确的是（　）
实验 装置 甲 乙 丙
实验 现象 a不断溶解 c的表面有红色固体析出 a上有气泡产生
A. 装置甲中的b金属是原电池的负极
B. 装置乙中，外电路中电流的流向为b→c
C. 装置丙中溶液里的S 移向a
D. 四种金属的活动性由强到弱的顺序是d＞a＞b＞c
√
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解析： 　装置甲中a不断溶解，则a为负极，b为正极，A错误；装置乙中c
的表面有红色固体析出，则c为正极，b为负极，外电路中电流方向：
c→b，B错误；装置丙中a上有气泡产生，则a为正极，d为负极，溶液中
S 向d移动，C错误。
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7. 现有如下两个反应：
①NaOH＋HCl NaCl＋H2O
②Cu＋2Ag＋ 2Ag＋Cu2＋
（1）根据上述两个反应的本质，判断它们能否设计成原电池：
。
①不能　
②能
解析： 原电池是将化学能转化为电能的装置，只有氧化还原反应才
有电子的转移，而①为非氧化还原反应，故不能设计成原电池，②为自发
的氧化还原反应，可以设计成原电池。
（2）如果不能，说明原因：
。
①不是氧化还原反应，反应过程中没有发
生电子的转移
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（3）如果能，请写出正、负极材料及其电极反应式。
①负极： ， ；
②正极： ， 。
铜　
Cu－2e－ Cu2＋
石墨（合理即可）　
Ag＋＋e－ Ag
解析：在反应Cu＋2Ag＋ 2Ag＋Cu2＋中，Ag＋被还原，可用石墨作正
极，发生的电极反应式为Ag＋＋e－ Ag；Cu被氧化，为原电池的负
极，发生的电极反应式为Cu－2e－ Cu2＋。
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8. 下列关于如图所示的原电池的说法正确的是（　　）
A. 盐桥中的阳离子向硫酸锌溶液移动
B. 锌片在反应后质量减少
C. 铜片作负极，其电极反应为2H＋＋2e－ H2↑
D. 取出盐桥后，电流表仍会发生偏转
√
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解析： 　该原电池中锌片作负极，铜片作正极，故盐桥中的阳离子向硫
酸铜溶液移动，A错误；锌片作负极，锌失电子发生氧化反应生成锌离
子，故锌片在反应后质量减少，B正确；铜片作正极，溶液中的Cu2＋在正
极发生还原反应生成Cu单质，电极反应为Cu2＋＋2e－ Cu，C错误；取
出盐桥后，该装置没有形成闭合回路，无电流产生，电流表不会发生偏
转，D错误。
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9. 已知Ag＋的氧化性强于Co2＋的氧化性，则关于如图所示原电池装置的说
法中，正确的是（　　）
A. Co电极是原电池的正极
B. 盐桥中可填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物
C. 该原电池的正极反应式为Ag＋＋e－ Ag
D. 盐桥中的电解质阴离子向右侧烧杯移动
√
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解析： 　因为Ag＋的氧化性强于Co2＋的氧化性，Co比Ag易失电子，故Co
电极为负极，Ag电极为正极，A错误；本装置的银半电池中离子为Ag＋，
若盐桥中填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物，则Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉
淀，因此盐桥中不可填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物，B错误；银电极为
正极，正极反应式为Ag＋＋e－ Ag，C正确；原电池中阴离子移向负
极，即阴离子向左侧烧杯移动，D错误。
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10. Ag/AgCl电极是非常稳定的参比电极，25 ℃时，将Ag/AgCl电极与Cu
电极按如图所示的结构连接构成原电池，电位差计显示Cu电极的电势比
Ag/AgCl电极的电势高0.11 V。该原电池工作时，下列说法错误的是
（　　）
A. Ag/AgCl电极的电极反应式为Ag－e－＋Cl－ AgCl
B. Cu电极作正极，发生还原反应
C. 盐桥中的阴离子向Cu电极移动
D. CuSO4溶液的浓度逐渐降低
√
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解析： 　由题意知，该原电池中Cu电极作正极，发生还原反应，电极反
应式为Cu2＋＋2e－ Cu，Ag/AgCl电极作负极，发生氧化反应，电极反
应为Ag－e－＋Cl－ AgCl，A、B项正确；原电池中，阴离子向负极移
动，故该原电池工作时，盐桥中的阴离子向Ag/AgCl电极移动，C项错误；
该原电池工作时，CuSO4溶液中的Cu2＋不断转化为Cu单质，故CuSO4溶液
的浓度逐渐降低，D项正确。
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11. 某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。
按照实验步骤依次回答下列问题：
（1）锌电极为电池的 极，电极上发生的是 反应（填“氧
化”或“还原”），电极反应式为 。
解析：题图为原电池装置，锌较活泼为负极，Cu
为正极。（1）锌为负极，发生氧化反应生成锌离
子，Zn－2e－ Zn2＋。
负　
氧化　
Zn－2e－ Zn2＋　
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（2）导线中电子流向为 （用a、b表示）。
解析：电子在导线中由负极流向正极，则电子流向为由a到b（或a→b）。
a到b　
（3）若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目
为 。
解析：铜电极发生Cu2＋＋2e－ Cu，增加0.64 g，n（Cu）＝ ＝0.01 mol，转移0.02 mol电子，转移电子数目为0.02 mol×NA mol
－1＝1.204×1022。
1.204×1022或0.02NA　
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（4）装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作
时，对盐桥中的K＋、Cl－的移动方向描述正确的是 （填字母）。
A. 盐桥中的K＋向左侧烧杯移动、Cl－向右侧烧杯移动
B. 盐桥中的K＋向右侧烧杯移动、Cl－向左侧烧杯移动
C. 盐桥中的K＋、Cl－都向右侧烧杯移动
D. 盐桥中的K＋、Cl－几乎都不移动
B　
解析： 原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；右侧为正极，左侧为负极，盐桥中的K＋、Cl－的移动方向为阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，只有B正确。
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（5）若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2＋，会加速Zn电极的氧化、还可能导致
电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的 （填
字母）。
A. NaOH B. Zn
C. Fe D. H2SO4
B　
解析：氢氧化钠与锌离子、铜离子均反应，A错误；锌可以和铜离子生成铜单质除去铜，生成锌离子，不引入新杂质，B正确；铁和铜离子生成铜和亚铁离子，引入新杂质，C错误；稀硫酸和铜离子不反应，D错误。
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（6）反应一段时间后右侧烧杯中Cu2＋浓度是 （填“增大”“减
小”或“不变”）
解析：题图为原电池装置，锌较活泼为负极，Cu
为正极。（6）反应一段时间后因Cu2＋被还原生成
铜，故右侧烧杯中Cu2＋浓度减小。
减小　
1
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12. 某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，含有某种催化剂，装置如图。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
（1）通入SO2的电极为 极，其电极反应式
为 ，此电极区pH （填“增大”“减小”或“不变”）。
负　
SO2－2e－＋2H2O S ＋4H＋　
减小　
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解析： 该原电池中，SO2发生氧化反应，通入SO2的电极为负极，通入O2的电极为正极，SO2在负极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－ S ＋4H＋，可知负极c（H＋）增大，pH减小。
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（2）电解质溶液中的H＋通过质子膜 （填“向左”“向右”或
“不”）移动，通入氧气的电极反应式为 。
解析： 原电池中，阳离子向正极移动，H＋通过质子膜向右移动，溶液呈酸性，氧气得到电子生成H2O，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋ 2H2O。
向右　
O2＋4e－＋4H＋ 2H2O
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（3）电池总反应式为 。
解析： 由图可知，电池总反应为SO2和O2反应生成H2SO4，电池总反应式为2SO2＋2H2O＋O2 2H2SO4。
2SO2＋2H2O＋O2 2H2SO4
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