第五章第二节化学能转化为电能——电池-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮课件PPT（鲁科版）

2025-07-08

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第二节　化学能转化为电能——电池第五章化学反应与能量转化下一页上一页返回导航第五章化学反应与能量转化高考总复习化学（LK）知识复盘考点突破 01 感悟真题高考知势 02 课时作业 03 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★[课程标准] 1．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 2．能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 3．能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如新型电池的开发等。考点一　原电池工作原理及其应用一、概念和反应本质原电池是把　化学能转化为电能　的装置，其反应本质是　氧化还原反应　。二、原电池的构成条件 1．能自发地发生　氧化还原　反应。 2．两个　活泼性不同　的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。 (1)负极：活泼性较强的金属。 (2)正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属。 3. 形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： (1)电解质溶液； (2)两电极直接或间接接触； (3)两电极插入电解质溶液中。三、工作原理以锌铜原电池为例 1．反应原理电极名称负极正极电极材料　锌片　　铜片　电极反应 Zn －2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型　氧化反应　　还原反应　电子流向由　Zn　沿导线流向　Cu　盐桥中离子移向盐桥中含饱和KCl溶液，　K＋　移向正极，　Cl－　移向负极原电池反应方程式 Zn ＋ Cu2＋===Zn2＋＋Cu 2.盐桥的组成和作用 (1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 (2)盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。 3．单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比名称单液原电池双液原电池装置相同点正、负极电极反应，总反应式，电极现象不同点还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长四、原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应的速率一个　自发　进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率　增大　。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。 2．比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作　负极　的金属比作　正极　的金属活泼。 3．用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的　正　极而受到保护。 4．设计制作化学电源 (1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。 (2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。如：根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 设计的原电池为： 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·甘肃卷)因氢气具有可燃性，故可制作燃料电池( √ ) (2)铅酸蓄电池使用过程中两电极的质量均增加，说明电池发生了放电反应( √ ) (3)(2024·贵州卷)将Zn和ZnSO4溶液与Cu和CuSO4溶液组成双液原电池，连通后铜片上有固体沉积，故原电池中Zn作正极，Cu作负极( × ) (4)(2023·湖北卷)铜锌原电池工作时，正极和负极同时发生反应( √ ) (5)(2023·浙江6月)装置 (6)(2023·新课标卷)将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝，说明Cu的金属性比Ag强( √ ) (7)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( × ) 提示：燃料电池中正、负极(如Pt电极)不参与反应，而是燃料参加反应。 (8)用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率( √ ) 2．(2025·北京市一六一中学高三开学考)北京冬奥会赛区内使用的氢燃料清洁能源车辆，某氢氧燃料电池工作示意图如图。请回答下列问题： (1)电极a为电池的______________极(填“正”或“负”)，其电极反应式是______________。 (2)OH－向______________极移动(填“a”或“b”)。答案：(1)负　H2－2e－＋2OH－===2H2O　(2)a ◆[题组1]　原电池的工作原理　 1．(2025·中山市一中高三开学考)图示为发表于《科学进展》的一种能够捕捉CO2的电化学装置，下列说法正确的是(　　) A．Al电极是阴极 B．正极的电极反应为2CO2＋2e－===C2Oeq \o\al(2－,4) C．每生成1 mol的草酸铝，外电路中转移3 mol电子 D．在捕捉二氧化碳的过程中，C2Oeq \o\al(2－,4)不断移向石墨电极附近答案：B 2．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　) A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原 C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极答案：D 　原电池正、负极判断方法点拨：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼性电极一定作负极的思维定势。 ◆[题组2]　原电池原理的应用　 3．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：实验装置部分实验现象 a极质量减少； b极质量增加 b极有气体产生； c极无变化 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(　　) A．a＞b＞c＞d　　　　 B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 答案：C 4．(2025·河北省高三省级联考)近年来科学家们发明了一种新型高能量密度铝－石墨双离子电池技术，可制造全新的高效、低成本储能电池，电解液由六氟磷酸锂(LiPF6)和碳酸酯类有机溶剂组成，充电过程中，石墨电极发生阴离子插层反应，而铝电极发生铝－锂合金化反应，放电过程则相反，工作原理如图所示：下列说法错误的是(　　) A．LiPF6属于离子化合物 B．放电时，负极上发生反应的电极反应式为AlLi－e－===Li＋＋Al C．充电时，PFeq \o\al(－,6)移向石墨电极，b接电源负极 D．放电时，负极每释放1 mol Li＋，正极释放1 mol PFeq \o\al(－,6) 答案：C 5．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。请回答下列问题： (1)电极X的材料是____________；电解质溶液Y是____________(填化学式)。 (2)银电极为电池的____________极，其电极反应为__________________________。 (3)盐桥中的NOeq \o\al(－,3)移向________________溶液。答案：(1)Cu　AgNO3 (2)正　Ag＋＋e－===Ag (3)Cu(NO3)2 考点二　常见化学电源一、一次电池碱性锌锰干电池负极材料：　Zn　电极反应：　Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　正极材料：　MnO2　电极反应：MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－　总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2　锌银纽扣电池负极材料：　Zn　电极反应：　Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　正极材料：　Ag2O　电极反应：　Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－　总反应：　Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag　二、二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq \o(=====,\s\up20(放电),\s\do18(充电))2PbSO4(s)＋2H2O(l) 三、“高效、环境友好”的燃料电池 1．氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种种类酸性碱性负极反应式 H2－2e－===2H＋　H2＋2OH－－2e－===2H2O　正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用 2.以CO为燃料气，在不同的电解质中，发生的电池反应如下：电解质电极反应式或总反应式 ①酸性介质正极 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极 CO－2e－＋H2O===CO2＋2H＋总反应 2CO＋O2===2CO2 ②碱性介质正极 O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极 CO－2e－＋4OH－===COeq \o\al(2－,3)＋2H2O 总反应 2CO＋O2＋4OH－===2COeq \o\al(2－,3)＋2H2O ③固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动) 正极 O2＋4e－===2O2－负极 CO－2e－＋O2－===CO2 总反应 2CO＋O2===2CO2 ④熔融碳酸盐(COeq \o\al(2－,3)) 正极 O2＋4e－＋2CO2===2COeq \o\al(2－,3) 负极 CO－2e－＋COeq \o\al(2－,3)===2CO2 总反应 2CO＋O2===2CO2 3.铝—空气—海水电池负极材料：铝片　正极材料：铂片电解质溶液：海水负极反应：　Al－3e－===Al3＋　；正极反应：　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　；总反应：　4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3　。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2023·辽宁卷)研制了高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式：太阳能→电能( √ ) (2)铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加( √ ) (3)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池( × ) 提示：锂离子电池属于可充电电池，即二次电池。 (4)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用( √ ) (5)碱性锌锰干电池中的MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长( × ) 提示：碱性锌锰干电池中的MnO2作氧化剂，参与反应。 (6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－===4H＋( × ) 提示：负极反应应写为2H2－4e－＋4OH－===4H2O。 (7)二次电池充电时，二次电池的负极连接电源的负极，发生还原反应( √ ) (8)铅酸蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应( × ) 2．(2025·安阳市高三开学考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　　) A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq \o\al(2－,4))减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：C　[A项，由锌的活泼性大于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子生成Cu，发生还原反应，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SOeq \o\al(2－,4))不变，错误；C项，在乙池中发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。] ◆[题组1]　根据图示理解化学电源　 1．(2024·湖南卷)近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是(　　) A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌 D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置解析：D　[A.理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，故A正确；B.氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确；C.脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确；D.太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，D错误。] 2．(2025·南昌市高三开学考)如图所示是一种可实现氢气循环利用的新型电池的放电工作原理。下列说法错误的是(　　) A．放电时，M电极为正极 B．充电时，左池H＋浓度和右池OH－浓度都增大 C．该电池的离子交换膜为氢离子交换膜 D．该电池放电的总反应式为：H＋＋OH－===H2O 答案：C ◆[题组2]　可充电电池　 3．(2025·常德市高三开学考)铅酸蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时，N为负极，其电极反应式为PbO2＋SOeq \o\al(2－,4)＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O B．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加 C．充电时，阳极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SOeq \o\al(2－,4) D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2 解析：D　[放电时，是原电池，N作正极，A不正确；放电时，正、负极均消耗硫酸，c(H2SO4)减小，B不正确；充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋SOeq \o\al(2－,4)＋4H＋，C不正确；充电时，若N连电源正极，则该极为阳极，电极反应产物为PbO2，D正确。] 4．(2025·武威市四校联考)电极材料M是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4eq \o(,\s\up17(放电),\s\do17(充电))LiFePO4＋6C，下列说法正确的是(　　) A．充电时电路中通过0.5 mol e－，消耗36 g C B．放电时，N极是正极，电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4 C．充电时电路中通过2 mol e－，产生28 g Li D．放电时Li＋从左室移向右室，POeq \o\al(3－,4)从右室移向左室解析：B　[A.该电池的反应是锂单质和锂离子之间的转化，碳只是作为金属锂的载体，反应前后没有变化，故A错误；B.电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4eq \o(,\s\up17(放电),\s\do17(充电))LiFePO4＋6C，所以LixC6转化为C，说明其表面是Li失去电子转化为Li＋进行迁移，所以其表面发生失电子的氧化反应，即LixC6为负极(M)，Li1－xFePO4为正极(N)，反应中Li1－xFePO4转化为LiFePO4，所以反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，故B正确； C.充电时电路中通过2.0 mol e－，阴极生成Li的质量为2 mol×7 g·mol－1＝14 g，故C错误；D.放电时，负极生成Li＋，正极消耗Li＋，故Li＋从左室移向右室，隔膜为阳离子交换膜，POeq \o\al(3－,4)不能透过，故D错误。] ◆[题组3]　燃料电池　 5．(2025·郑州市高三开学考)直接煤空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少 B．负极上发生的反应有C＋2COeq \o\al(2－,3)－4e－===3CO2、CO2＋O2－===COeq \o\al(2－,3) C．电极X为负极，O2－向X极迁移 D．直接煤空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高解析：A　[该燃料电池中电极Y为正极，反应为O2＋4e－===2O2－；电极X是负极，反应为C＋2COeq \o\al(2－,3)－4e－===3CO2，CO2＋O2－===COeq \o\al(2－,3)。A项，总反应式为C＋O2===CO2，因此氧化物电解质的量不会减少，错误；C项，电极X为负极，原电池内部的阴离子向负极移动，正确；D项，该燃料电池是把化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电是把化学能转化为热能，再转化为电能，故该燃料电池的能量效率更高，正确。] 6．(2025·如皋市一中高三开学考)水合肼(N2H4·H2O)是一种无色、有强还原性的液体，实验室用尿素和次氯酸钠在碱性条件下反应可制得水合肼，反应的化学方程式为：CO(NH2)2＋2NaOH＋NaClO===Na2CO3＋N2H4·H2O＋NaCl，肼能使锅炉内壁的铁锈变成磁性氧化铁层，减缓锅炉锈蚀。常温下，N2H4·H2O在碱性条件下能将Ag(NH3)eq \o\al(＋,2)还原成银(第五周期、ⅠB族)。肼还可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。下列关于N2H4的说法正确的是(　　) A．N2H4分子中六个原子共平面 B．肼使Fe2O3转变为Fe3O4的反应中，肼作还原剂 C．[Ag(NH3)2]＋还原成Ag得到的电子基态时填充在4s轨道上 D．实验中保持NaClO过量，可提高CO(NH2)2的利用率和N2H4·H2O的产率解析：B　[A.N2H4分子中，N原子轨道杂化类型为sp3，VSEPR模型为INCLUDEPICTURE"QY208A.TIF" ，六个原子不可能共平面，故A错误；B.Fe2O3转变为Fe3O4的过程中，有的铁由＋3价变为＋2价，所以肼作还原剂，故B正确；C.Ag在第五周期ⅠB族，则Ag＋价层电子排布为4d10、Ag价电子排布为4d105s1，Ag＋→Ag得到的电子填充在5s轨道上，故C错误；D.NaClO过量会将生成的N2H4·H2O继续氧化，降低N2H4·H2O的产率，故D错误。] [例]　(2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．电池工作时，MnO2发生氧化反应 B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 试题情境碱性锌锰电池工作原理的总反应突破方法由碱性锌锰原电池工作原理知，Zn为负极发生氧化反应，MnO2为正极发生还原反应，原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极，温度越低，反应速率越慢，MnOOH中Mn元素为＋3价，每生成1 mol MnOOH，转移电子1 mol。核心素养根据反应方程式，结合原电池工作原理，培养学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知能力。解析：C　[Zn为负极，电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。A.电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B.电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，故B错误；C.环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D.由电极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×1023，故D错误。] 1．(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(　　) A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用 C．该法为外加电流法 D．锌发生反应：Zn－2e－===Zn2＋解析：D　[钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn失去电子，发生氧化反应，Zn－2e－===Zn2＋，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。A.由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；B.Zn失去电子，发生氧化反应，Zn－2e－===Zn2＋，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误；C.由分析得，该方法为牺牲阳极法，故C错误；D.Zn失去电子，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋，故D正确。] 2．(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A．Ag作原电池正极 B．电子由Ag经活性炭流向Pt C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－解析：B　[O2在Pt得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag失去电子发生氧化反应，Ag为负极。A.由分析可知，Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；B.电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；C.溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移电子2 mol，由负极反应：Ag－e－＋Cl－===AgCl知，应有2 mol Ag失电子生成Ag＋，反应掉2 mol Cl－，故最多去除2 mol Cl－，D错误。 ] 3．(2023·新课标卷)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如图所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是(　　) A．放电时V2O5为正极 B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移 C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O D．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O 解析：C　[由题中信息可知，该电池中Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O。A.由题中信息可知，放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A说法正确；B.Zn为负极，放电时Zn失去电子变为Zn2＋，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2＋由负极向正极迁移，B说法正确；C.电池在放电时的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C说法不正确；D.充电阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D说法正确。] 4．(2021·全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(　　) A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用 B．阳极上的反应式为：＋2H＋＋2e－―→＋H2O C．制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 mol电子 D．双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移解析：D　[A项，KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；B项，阳极上为Br－失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；C项，电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1 mol乙二酸生成1 mol乙醛酸转移电子为2 mol,1 mol乙二醛生成1 mol乙醛酸转移电子为2 mol，根据转移电子守恒可知每生成1 mol乙醛酸转移电子为1 mol，因此制得2 mol乙醛酸时，理论上外电路中转移了2 mol电子，故C错误；D项，由上述分析可知，双极膜中间层的H＋在外电场作用下移向阴极，即H＋移向铅电极，故D正确。] 5．(储能电池)(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时负极质量减小 B．储能过程中电能转变为化学能 C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧 D．充电总反应：Pb＋SOeq \o\al(2－,4)＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋解析：B　[该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3＋得电子转化为Fe2＋，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2＋失电子生成Fe3＋，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。A.放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；B.储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；C.放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H＋通过质子交换膜移向右侧，C错误；D.充电时，总反应为PbSO4＋2Fe2＋===Pb＋SOeq \o\al(2－,4)＋2Fe3＋，D错误。] 6．(双极膜电池)(2025·无锡市高三检测)我国科学家研制了Cu2P2O7催化剂建构ZnCO2二次电池，实现了电还原CO2合成多碳产品(如乙酸，乙醇等)，装置如图所示。双极膜中水电离出的H＋和OH－在电场作用下可以分别向两极迁移。下列说法不正确的是(　　) A．放电时，双极膜中H＋向Cu2P2O7极迁移 B．电势：Cu2P2O7极高于Zn极 C．当外电路通过2 mol电子时，理论上双极膜中水减少18 g D．充电时，阳极上的电极反应式为C2H5OH－12e－＋3H2O===2CO2↑＋12H＋解析：C　[由图可知，放电时为原电池，Zn发生失电子的氧化反应转化为[Zn(OH)4]2－，为负极，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－，Cu2P2O7纳米片为正极，CO2发生得电子的还原反应转化为C2H5OH，正极反应为CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O，H2O电离出的H＋和OH－分别由双极膜移向正极、负极；充电时为电解池，原电池正、负极分别与电源正、负极相接，以此解答。A.放电时为原电池，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即双极膜中H＋向Cu2P2O7极迁移，故A正确；B. 放电时为原电池，Zn为负极，Cu2P2O7纳米片为正极，即电势：Cu2P2O7极高于Zn极，故B正确；C.双极膜中水电离的方程式为H2O===H＋＋OH－，外电路通过2 mol电子时，理论上有2 mol H＋和OH－分别向正极、负极移向，即有2 mol H2O参与电离，质量减少18 g/mol×2 mol＝36 g，故C错误；D.充电时为电解池，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，正极反应为CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O，则阳极反应为C2H5OH－12e－＋3H2O===2CO2↑＋12H＋，故D正确。] 7．(离子液体电池)(2025·潍坊市模拟)我国科技工作者发明了一种可快速充、放电的铝离子电池，其放电时的工作原理示意图如图，正极反应Cn(AlCl4)＋e－===Cn＋AlCleq \o\al(－,4)。下列有关该电池的说法错误的是(　　) 图中EMlm＋的结构简式为 A．Al为负极，电极反应为：Al－3e－===Al3＋ B．离子液体中的[EMlm]Cl不参与反应，只起传递离子的作用 C．电池工作时，阳离子从负极区域移向正极区域 D．电路中转移1 mol e－时，正极区域减少的质量为58 g 解析：A　[A.Al为负极，失去电子发生氧化反应，根据工作原理示意图中的物质转化可知，负极反应为Al－3e－＋7AlCleq \o\al(－,4)===4Al2Cleq \o\al(－,7)，故A项错误；B.离子液体中[EMlm]Cl为溶剂，不参与反应，只起到传递离子的作用，故B项正确；C.电池工作时，阳离子 D.电路中转移1 mol电子时，正极迁移出1 mol AlCleq \o\al(－,4)，即减少169 g，移进1 mol 阳离子 8．(浓差电池)(2025·南宁市武鸣区高三开学考)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池，图2为电渗析法制备磷酸二氢钠，用浓差电池为电源完成电渗析法制备磷酸二氢钠。下列说法错误的是(　　) A．电极a应与Ag(Ⅱ)相连 B．电渗析装置中膜b为阳离子交换膜 C．电渗析过程中左、右室中H2SO4和NaOH的浓度均增大 D．电池从开始到停止放电，理论上可制备2.4 g NaH2PO4 解析：D　[电化学题目重点在于电极的判断，浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，则Ag(Ⅰ)为负极，Ag(Ⅱ)正极。A.浓差电池中由于右侧AgNO3，浓度大，则Ag(Ⅰ)为负极，Ag(Ⅱ)正极；电渗析法制备磷酸二氢钠，左室中的氢离子通过膜a进入中间室，中间室中的钠离子通过膜b进入右室，则电a为阳极，电极b为阴极；电极a应与Ag(Ⅱ)相连，故A正确；B.左室中的氢离子通过膜a进入中间室，中间室中的钠离子通过膜b进入右室，膜b为阳离子交换膜，故B正确；C. 阳极中的水失电子电解生成氧气和氢离子，氢离子通过膜a进入中间室，消耗水，硫酸的浓度增大；阴极水得电子电解生成氢气，中间室中的钠离子通过膜b进入右室NaOH的浓度增大，故C正确；D.电池从开始到停止放电时，则浓差电池两边AgNO3浓度相等，所以正极析出0.02 mol银，电路中转移0.02 mol电子，电渗析装置生成0.01 mol NaH2PO4，质量为1.2 g，故D错误。] 9．(储氢电池)(2025·衡阳市高三检测)储氢材料是当前新能源领域研究的一类热门材料。在一定条件下，以CuZn原电池作电源，利用图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是(　　) A．在CuZn原电池装置工作时，盐桥内的Cl－向铜电极一端移动 B．电极C为阳极，在电极D 上发生还原反应 C．气体X的主要成分是H2 D．H＋透过高分子膜从右室进入左室，在电极C 上发生还原反应解析：D　[A. 在CuZn原电池装置工作时，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，因此盐桥内的Cl－向锌电极一端移动，故A错误；B. 锌为负极，铜为正极，因此电极C为阴极，电极D为阳极，阳极上发生氧化反应，故B错误；C. 电极D为阳极，阳极上发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电生成氧气，故C错误；D. 电解池工作时，阳离子从阳极室移向阴极室，H＋透过高分子电解质膜从右室进入左室，在电极C 上发生还原反应，故D正确。] 体系构建核心巧记 1.原电池中应注意的 3个“方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极，电流方向：正极→负极； (2)电池内部离子移动方向：阴离子移向负极，阳离子移向正极； (3)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋移向正极，Cl－移向负极。 2.原电池电极判断的6种方法 (1)负极：较活泼金属、氧化反应、电子流出、电流流入、阴离子移向的一极、不断溶解。 (2)正极：不活泼金属或能导电的非金属、还原反应、电子流入、电流流出、阳离子移向的一极、电极增重。 $$

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