第02讲 原电池 与化学电源（复习讲义）（福建专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第02讲 原电池 化学电源 01 考情解码·命题预警 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 5 考点一 原电池的工作原理 4 知识点1 原电池的概念及构成条件 4 知识点2 原电池的应用 5 考向1 原电池的工作原理 6 考向2 原电池电极判断及电极反应式的书写 8 思维建模 原电池的判断与书写 考向3 ”盐桥“的作用 10 考点二 化学电源 12 知识点1 一次电池、二次电池电极反应式的书写 12 知识点2 燃料电池 14 考向1 一次电池 15 思维建模 化学电源中电极反应式书写的一般方法 考向2 二次电池 16 考向3 燃料电池 18 思维建模 解答燃料电池题目的几个关键点 考向4 多液电池的工作原理及应用 20 04 真题溯源·考向感知 22 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 原电池 选择题 非选择题 T9 T8 T9 T7(A)、T9 化学电源 选择题 非选择题 T8 T9 考情分析： 1．从命题题型和内容上看：福建省高考命题以选择题和非选择题呈现，以新型化学电源为背景，考查原电池的工作原理以及电极反应方程式的书写、离子移动方向等。 2．从命题思路上看：福建试题对物质的性质多以最新科研成果为载体， 复习目标： 1．理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。 3．能够了解新型化学电源的工作原理。 考点一 原电池的工作原理 知识点1 原电池的概念及构成条件 1．定义：把 转化为 的装置。 2．原电池的形成条件 （1）能自发进行的 。 （2）两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。 （3）形成 ，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。 3．工作原理(以锌铜原电池为例) 4.单液原电池和双液原电池对比 比较项目 单液原电池 双液原电池 相同点 不 同 点 能量 变化 反应 区域 5.双液原电池中盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的 等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥中离子移向：盐桥含饱和KCl（KNO3）溶液，K＋移向 ，Cl－（NO3－）移向 。 ③盐桥的作用： a.连接内电路，形成 ； b.平衡电荷，使原电池 产生电流。 c.减少 。 得分速记 1．根据内电路中的离子流向判断正、负极，在内电路中，阳离子由负极区流向正极区，阴离子由正极区流向负极区。 2．盐桥主要作用就是构建闭合的内电路，但不影响反应的实质。盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。 知识点2 原电池的应用 1．设计制作化学电源 得分速记 画原电池装置图常见的四个失分点 （1）不注明电极材料名称或元素符号。 （2）不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 （3）误把盐桥画成导线。 （4）不能连成闭合回路。 2．比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性 的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 3．加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率 。 4．用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的 而受到保护。 得分速记 原电池加快反应速率的理解：在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀硫酸足量时，产生H2的物质的量要减少。 考向1 原电池的工作原理 例1 （2023·福建福州·三模）A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。下列叙述错误的是 A．装置B中锡极为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑ B．装置C中总反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ C．装置A、B、C中铁被腐蚀由快到慢的顺序是B>A>C D．将装置B中的电解质溶液由稀硫酸改为浓硝酸，Fe始终为负极 思维建模 1．判断电极名称的基本方法是看电极反应物的反应类型，若电极反应物失去电子，发生氧化反应则为负极，反之为正极。 2．双液铜、锌原电池(带盐桥)与单液原电池相比，最大的优点是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，放电时间长。 3．无论是原电池还是电解池，电子均不能通过电解质溶液，即电子不下水，离子不上线。 【变式训练1·变载体】（2024·福建龙岩·二模）科学家设计了一种以Cu和CuS为电极的可循环电池，电解质为等溶液，其工作原理如图所示。电池放电时，Cu电极发生氧化反应。下列说法正确的是 A．电池工作时，电解液中的浓度保持不变 B．充电时，向CuS电极方向移动 C．充电时CuS电极连接电源的负极 D．当0.15mol Cu转化成时，溶液中减少0.1mol 【变式训练2】（2023·福建福州·三模）Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池，电池总反应为Mg+2AgCl=2Ag+MgCl2.下列叙述错误的是 A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D．正极反应式为Ag++e-=Ag 【变式训练3·】【环境保护与学科知识结合】（2023·福建·三模）铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。在Al/Cu二元金属复合材料基础上引入Pd形成三元金属复合材料，其去除水体中硝酸盐的机理如图所示。 注：“水华”主要是指水中某些植物营养元素含量过高，以致藻类疯狂生长、水质恶化而造成的水体污染现象。 下列说法正确的是 A．该机理的实质是原电池原理，Cu作负极 B．在Pd表面，转化为的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1 C．转化为的离子方程式为 D．该方法可彻底消除水体中氮元素造成的“水华”现象 考向2 原电池电极判断及电极反应的书写 例2 （2022·福建宁德·一模）锌—二氧化碳电池同时具备二氧化碳固定/利用和能量转化/存储的电池技术，其工作原理如图所示，其中X为锌电极，Y为基于三维多孔钯材料的电极。已知双极膜是阴离子膜与阳离子膜的复合膜，该膜可在直流电场作用下将膜间的水解离成和，并分别向膜两侧提供。下列说法错误的是 A．放电时负极的电极反应： B．双极膜中靠X电极的一侧为阴离子膜 C．标准状况下，该电池固定时，在电路中有个电子通过 D．充电时Y极室溶液的pH降低 思维建模 1．原电池电极判断 说明：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，不要形成活泼电极一定作负极的固定思维。 2．电极反应的书写 （1）一般电极反应的书写 （2）复杂电极反应的书写。复杂电极反应等于总反应减去较简单一极的电极反应。 【变式训练1】（2025·福建龙岩·一模）混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低油耗；刹车或下坡时，电池处于充电状态(储氢)。目前一般使用镍氢电池，该电池中以镍的化合物和储氢金属(以M表示)为电极，镍氢电池充放电原理示意如下图，下列说法正确的是 A．混合动力车上坡或加速时，电能转化为化学能 B．混合动力车上坡或加速时，从甲电极移向乙电极 C．混合动力车刹车或下坡时，乙电极周围溶液的增大 D．混合动力车刹车或下坡时，甲电极的电极反应式为 【变式训练2·变考法】（2023·福建福州·三模）天然气的主要成分是CH4，甲烷燃烧时的能量变化如下图所示。回答下列问题： (1)写出甲烷燃烧生成气态水的热化学反应方程式： 。 (2)已知H-H键能为436 kJ·mol-1，O=O键能为496 kJ·mol-1，H-O键能为463 kJ·mol-1，则：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)    ΔH= kJ·mol-1。 (3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题： ①电极是电池的 极，其电极反应式为 。 ②电解质溶液中的H+向 (填“a”或“b”)极移动。 ③该电池工作时消耗11.2LCH4(标准状况下)，则电路中通过 mol电子。 【变式训练3】（2023·福建·三模）浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈()合成己二腈［］，装置如图所示(实验前，隔膜两侧溶液均为200 mL，铜电极质量均为100 g)。 下列说法正确的是 A．Cu(1)极为负极，其电极反应为 B．隔膜为阴离子交换膜，C(2)极为阴极 C．上述装置理论上可制备0.6 mol己二腈 D．当电解停止时，Cu(1)极与Cu(2)极质量相差51.2 g 考向3 "盐桥”的作用 例3（24-25高二上·福建漳州·期中）下列关于(如图)原电池装置(为硝酸银、硝酸铜溶液中的各一种)的说法正确的是 A．溶液分别为硝酸银溶液与硝酸铜溶液 B．银电极上发生的反应为 C．盐桥中的阳离子向A溶液移动 D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变。则左池为电解池，右池为原电池 思维建模 1．把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。 2．电子流向的分析方法：①改变条件，平衡移动；②平衡移动，电子转移；③电子转移，判断区域；④根据区域，判断流向；⑤根据流向，判断电极。 【变式训练1】（19-20高三上·福建泉州·阶段练习）下列有关 2个电化学装置的叙述正确的是 (        )    A．图I，由于盐桥中的移向溶液，一段时间后，使溶液中的正电荷数量增加 B．图I，在不改变总反应的前提下，可用替换，用石墨替换 Cu棒 C．图II，通电后和先从阳极区移动到阴极，然后阴极才发生反应 D．图II，通电后，由于 向阳极迁移，导致阳极附近 pH 升高 【变式训练2·变考法】（24-25高三上·福建厦门·期中）下列实验装置、操作或结论错误的是 A．图①装置可用于简易制备 B．图②产生白色沉淀，依然无法确定月球土壤水溶液中是否有 C．图③操作可制备晶体 D．图④装置盐桥中阳离子向溶液中迁移 考点二 化学电源 知识点1 一次电池、二次电池电极反应式的书写 1.一次电池：放电后不可再充电的电池 2.二次电池：又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池 3.（1）新型一次电池 Mg－H2O2电池 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正极 负极 Mg－2e－===Mg2＋ Mg－AgCl电池 总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 正极 负极 Mg－2e－===Mg2＋ 钠硫电池 总反应：2Na＋xS===Na2Sx 正极 负极 2Na－2e－===2Na＋ 锂－铜电池 总反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 正极 负极 2Li－2e－===2Li＋ 锂钒氧化物电池 总反应：xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8 正极 负极 xLi－xe－===xLi＋ （2）新型充电(可逆)电池 锌银 电池 总反应：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 负极： 阳极： 阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 镍电池 镍铁电池 总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 负极： 阳极： 阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ 镍镉电池 总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 说明：参考镍铁电池自行书写。 高铁 电池 总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 正极：2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－ 负极： 阳极： 阴极：3Zn(OH)2＋6e－===3Zn＋6OH－ 锂离子 电池 总反应：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1) 正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 负极： 阳极： 阴极：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 钠电池 钠硫蓄电池 总反应：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr 正极：NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr 负极： 阳极： 阴极：Na2S4＋2Na＋＋2e－===2Na2S2 钠离子电池 总反应：Na1－mCoO2＋NamCnNaCoO2＋Cn 正极：Na1－mCoO2＋me－＋mNa＋===NaCoO2 负极： 阳极： 阴极：mNa＋＋Cn＋me－===NamCn 全钒液 流电池 总反应：VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O 正极：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 负极： 阳极： 阴极：V3＋＋e－===V2＋ 得分速记 化学电源电极反应的书写、、书写电极反应时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。 (1)拆分法。①写出原电池的总反应；②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应。 (2)加减法。①写出总反应；②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)；③利用总反应与写出的一极反应相减，即得另一个电极的反应。 知识点2 燃料电池 1. 燃料电池：将燃料燃烧的化学能直接转化为电能的装置 2. 以CH3OH燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响 质子交换膜(酸性) H＋ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 碱性燃料电池 OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 正极 负极 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 固态氧化物燃 料电池 O2－ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 负极 CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O 3.解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为 ，通入正极的物质为 。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 得分速记 1．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．书写燃料电池的电极反应时，要注意溶液的酸碱性，溶液的酸碱性对电极反应和总反应都会产生影响。 考向1 一次电池 例1 （2024高三·全国·专题练习）锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池，其构造示意图如下。下列说法不正确的是 A．作电池的负极 B．电池工作时，向正极移动 C．正极的电极反应： D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性 思维建模 化学电源中电极反应式书写的一般方法 (1)明确两极的反应物。 (2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。 (3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。 (4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 【变式训练1·变载体】（2025·北京平谷·一模）碱性锌锰电池的总反应为，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，正极发生反应为 B．电池工作时，向正极移动 C．隔膜可以防止电池短路 D．反应中每生成，转移电子数为 【变式训练2·变考法】（2024·陕西宝鸡·一模）普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn+2NH+2MnO2=Zn[(NH3)4]2++Mn2O3+H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是 A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原 B．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极 C．电池负极反应式为2MnO2+2NH+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小6.5g 考向2 二次电池 例2（2023·福建龙岩·模拟预测）利用Cl2易溶于CCl4的性质，科学家研发了一种如图所示可作储能设备的无膜新型氯流电池。放电时电极a的反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+。下列说法错误的是 A．放电时NaCl溶液的pH不变 B．充电时NaCl溶液的浓度减小 C．充电时电极b反应为：Cl2+2e-=2Cl- D．电极a增重4.6g时，设备内生成0.1molCl2 思维建模 思维模型 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 【变式训练1·变考法】（2022·福建三明·三模）双盐Mg-CoS2电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入，解决了Mg2+扩散缓慢、锂离子电池锂枝晶生长等问题，其充放电过程如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，Mg是电池的负极反应物 B．放电时，每转移2 mol e-正极质量减少14 g C．若充电电压为2.0V，可能造成电池性能衰减 D．充电电压为2.75V时，阳极反应； 【变式训练2】（2025·江苏南通·模拟预测）铅蓄电池放电时正极反应为，电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，电池将电能转化为化学能 C．充电时，正极应与外接电源负极相连 D．充电时，每生成，电路中转移1mol电子 【变式训练3·】【科研成果与学科知识结合】（2025·陕西·二模）中国科学技术大学一课题组发现：含有氨基和的电解液中添加盐酸三甲胺(TAH)，能大大提高水系电池的利用率(如图)。下列叙述错误的是 A．放电时，卤素离子通过阴离子交换膜向a极迁移 B．放电时，a极的电极反应式为 C．充电时，b极与电源的负极连接 D．充电时，a极区生成1mol，b极析出65gZn 考向3 燃料电池 例3（2025·北京通州·三模）铅酸蓄电池多用于启动和维持汽车用电系统的正常运转，氢氧燃料电池可以连续不断提供电能作为汽车的动力能源。 下列说法正确的是 A．铅酸蓄电池和氢氧燃料电池都属于二次电池 B．氢氧燃料电池负极消耗22.4L气体时，电路中通过的电子数为 C．铅酸蓄电池工作时，硫酸溶液中的向电极移动 D．考虑经济性，铅酸蓄电池的稀硫酸可用稀盐酸代替降低成本 思维建模 (1)注意介质是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 (2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气(或其他氧化剂)。 (3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 (4)零价法秒杀负极反应的书写。若负极有机物燃料为CxHyOz，产物中C元素为+4 价的C或HC，则转移电子数为C数×4+H数×1+O数×(-2)，若有机阴离子在负极反应(如CH3COO-)，转移电子数则为C数×4+H数×1+O数×(-2)+电荷数。 【变式训练1·变考法】（2025·江苏·模拟预测）燃料电池是一种能量转化效率高、对环境友好的新型电池。一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如下图所示，下列有关叙述正确的是 A．电池工作时，溶液中的由乙槽通过离子交换膜向甲槽迁移 B．当外电路中流过0.04mol电子时，消耗N2H4的质量为0.32g C．b极的电极反应式为，反应一段时间后溶液的pH增大 D．若将N2H4改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，电路中通过的电子数减少 【变式训练2】（2021·福建南平·二模）利用微生物燃料电池处理氨氮废水原理如图。下列叙述正确的是 A．微生物燃料电池工作时外电路的电流方向为 B．极的电极反应式： C．理论上参与反应的和的物质的量之比为 D．移去质子交换膜，可提高厌氧微生物电极的性能 【变式训练3·】【科研成果与学科知识结合】（2025·辽宁大连·模拟预测）微流体燃料电池利用多股流体在微通道内呈平行层流的特性，无需质子交换膜，自然地将燃料和氧化剂隔开。燃料为HCOONa，氧化剂为，电解质为溶液构建微流体燃料电池，反应物流速为。下列相关说法错误的是 A．与气态氧化剂相比，液态氧化剂具有溶解度大、传质效率高等优点 B．阴极反应式为 C．电池工作时，通过主流道向阳极移动 D．阳极反应式为 考向4 多液电池的工作原理及应用 例4 （2024·福建福州·二模）近日，西湖大学团队开发了一类水溶性有机储能小分子(M)，并提出在电池充放电过程中实现电化学碳捕获一体化，其反应装置与原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，电极A连接电源的负极 B．放电时电极B发生的反应为： C．该电池可采用阴离子交换膜 D．充电时，外电路通过，理论上该电池最多能够捕获(标况下) 思维建模 多液电池是指基于多种电解质溶液进行离子定向移动形成内部电流的原电池，其装置较为复杂，反应相对较难，此类电源需认真观察图示，分析原理，列清每一个电极、每一种溶液发生的变化。 【变式训练1·变载体】（2025·河南·一模）我国福州大学和清华大学学者研制组装的乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。下列说法错误的是 A．放电时，正极的电极反应式： B．充电时，通过离子交换膜由左侧移向右侧 C．充放电过程中，储液罐甲的液流体系中可分离出 D．充电时，阴极的电极反应式： 【变式训练2·变考法】（2025·贵州铜仁·二模）电有机合成可以缩短传统有机合成线路，以丙烯腈为原料通过如下装置合成己二腈。下列说法正确的是 A．①室有无色气体产生 B．c电极上发生还原反应 C．d电极发生的反应为 D．每当b电极消耗22.4L气体，会有由③室向④室迁移 【变式训练3】（2025·安徽合肥·三模）下图为一种具有质子“摇椅”机制的水系镍有机电池示意图，放电时a极生成偶氮苯()。下列有关说法正确的是 A．放电时电极a为正极 B．充电时和由左向右移动 C．放电时每生成偶氮苯，外电路转移 D．充电时极的电极反应为： 1．（2024·福建·高考真题）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成，需消耗2molLi D．放电时总反应： 2．（2023·福建·高考真题）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由和形成熔点为的共熔物)，其中氯铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应：。下列说法错误的是 A．含个键 B．中同时连接2个原子的原子有个 C．充电时，再生单质至少转移电子 D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的浓度越高 3．（2022·福建·高考真题）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为和水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是 A．化学自充电时，增大 B．化学自充电时，电能转化为化学能 C．化学自充电时，锌电极反应式： D．放电时，外电路通过电子，正极材料损耗 4.（2021·福建·高考真题）利用下列装置和试剂进行实验，不能达到实验目的的是 A B C D 比较Zn与Cu的金属性强弱 除去Cl2中的HCl并干燥 制取乙酸乙酯(必要时可加沸石) 实验室制取氯气 A．A B．B C．C D．D 5．（2021·福建·高考真题）催化剂(Ⅱ)的应用，使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。 下列说法错误的是 A．电池可使用有机电解液 B．充电时，由正极向负极迁移 C．放电时，正极反应为 D．、、和C都是正极反应的中间产物 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 原电池 化学电源 01 考情解码·命题预警 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 5 考点一 原电池的工作原理 4 知识点1 原电池的概念及构成条件 4 知识点2 原电池的应用 5 考向1 原电池的工作原理 6 考向2 原电池电极判断及电极反应式的书写 9 思维建模 原电池的判断与书写 考向3 ”盐桥“的作用 13 考点二 化学电源 16 知识点1 一次电池、二次电池电极反应式的书写 16 知识点2 燃料电池 18 考向1 一次电池 19 思维建模 化学电源中电极反应式书写的一般方法 考向2 二次电池 21 考向3 燃料电池 24 思维建模 解答燃料电池题目的几个关键点 考向4 多液电池的工作原理及应用 27 04 真题溯源·考向感知 31 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 原电池 选择题 非选择题 T9 T8 T9 T7(A)、T9 化学电源 选择题 非选择题 T8 T9 考情分析： 1．从命题题型和内容上看：福建省高考命题以选择题和非选择题呈现，以新型化学电源为背景，考查原电池的工作原理以及电极反应方程式的书写、离子移动方向等。 2．从命题思路上看：福建试题对物质的性质多以最新科研成果为载体， 复习目标： 1．理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。 3．能够了解新型化学电源的工作原理。 考点一 原电池的工作原理 知识点1 原电池的概念及构成条件 1．定义：把化学能转化为电能的装置。 2．原电池的形成条件 （1）能自发进行的氧化还原反应。 （2）两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。 （3）形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。 3．工作原理(以锌铜原电池为例) 4.单液原电池和双液原电池对比 比较项目 单液原电池 双液原电池 相同点 正负极，电极反应，总反应式，电极现象 不 同 点 能量 变化 化学能转化为电能和热能 化学能只转化为电能 反应 区域 两极反应在相同区域 两极反应在不同区域 5.双液原电池中盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥中离子移向：盐桥含饱和KCl（KNO3）溶液，K＋移向正极，Cl－（NO3－）移向负极。 ③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。 c.减少能量损耗。 得分速记 1．根据内电路中的离子流向判断正、负极，在内电路中，阳离子由负极区流向正极区，阴离子由正极区流向负极区。 2．盐桥主要作用就是构建闭合的内电路，但不影响反应的实质。盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。 知识点2 原电池的应用 1．设计制作化学电源 得分速记 画原电池装置图常见的四个失分点 （1）不注明电极材料名称或元素符号。 （2）不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 （3）误把盐桥画成导线。 （4）不能连成闭合回路。 2．比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 3．加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 4．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。 得分速记 原电池加快反应速率的理解：在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀硫酸足量时，产生H2的物质的量要减少。 考向1 原电池的工作原理 例1 （2023·福建福州·三模）A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。下列叙述错误的是 A．装置B中锡极为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑ B．装置C中总反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ C．装置A、B、C中铁被腐蚀由快到慢的顺序是B>A>C D．将装置B中的电解质溶液由稀硫酸改为浓硝酸，Fe始终为负极 【答案】D 【详解】A．B中能形成原电池，铁比锡活泼，锡为正极，电极反应式：2H++2e-=H2↑，A正确； B．C中能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被氧化，铁为正极，保持不变，总反应：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，B正确； C．B中形成原电池，加快铁的腐蚀速率，A中发生常规置换反应，C中铁作正极，被保护，则铁被氧化由快到慢的顺序：B>A>C，C正确； D．常温时铁在浓硝酸中会钝化，而锌会与浓硝酸持续反应，故此时铁为正极，D错误； 故选D； 思维建模 1．判断电极名称的基本方法是看电极反应物的反应类型，若电极反应物失去电子，发生氧化反应则为负极，反之为正极。 2．双液铜、锌原电池(带盐桥)与单液原电池相比，最大的优点是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，放电时间长。 3．无论是原电池还是电解池，电子均不能通过电解质溶液，即电子不下水，离子不上线。 【变式训练1·变载体】（2024·福建龙岩·二模）科学家设计了一种以Cu和CuS为电极的可循环电池，电解质为等溶液，其工作原理如图所示。电池放电时，Cu电极发生氧化反应。下列说法正确的是 A．电池工作时，电解液中的浓度保持不变 B．充电时，向CuS电极方向移动 C．充电时CuS电极连接电源的负极 D．当0.15mol Cu转化成时，溶液中减少0.1mol 【答案】B 【分析】电池放电时，Cu电极发生氧化反应，Cu电极做负极，CuS电极做正极；放电时，铜电极为负极，铜失去电子，发生氧化反应，生成二氯合亚铜离子，电极反应式为Cu-e-+2Cl-=CuCl，硫化铜电极为正极，硫化铜得到电子，发生还原反应，生成Al3CuS，电极反应式为CuS+9e-+3Al3+=Al3CuS。 【详解】A．由分析可知，放电时，硫化铜电极为正极，硫化铜得到电子，发生还原反应，和Al3+反应生成生成Al3CuS，溶液中铝离子数目减少，故A错误； B．电池充电时，Cu电极做阴极，CuS电极做阳极，向CuS电极方向移动，故B正确； C．充电时，CuS电极做阳极，CuS电极与直流电源正极相连，故C错误； D．放电时，铜电极为负极，铜失去电子，发生氧化反应，生成二氯合亚铜离子，硫化铜电极为正极，硫化铜得到电子，发生还原反应，生成Al3CuS，则当0.15mol铜转化成二氯合亚铜离子时，溶液中铝离子减少的物质的量为0.05mol，故D错误； 故选B。 【变式训练2】（2023·福建福州·三模）Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池，电池总反应为Mg+2AgCl=2Ag+MgCl2.下列叙述错误的是 A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D．正极反应式为Ag++e-=Ag 【答案】D 【分析】根据题意，电池总反应式为，正极反应为：，负极反应为：； 【详解】A．根据分析，负极反应为：，A项正确； B．镁是活泼金属与水反应，即，B项正确； C．对原电池来说，阴离子由正极移向负极，所以电池放电时，Cl－由正极向负极迁移，C项正确； D．根据分析，正极反应为：，D项错误； 答案选D。 【变式训练3·】【环境保护与学科知识结合】（2023·福建·三模）铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。在Al/Cu二元金属复合材料基础上引入Pd形成三元金属复合材料，其去除水体中硝酸盐的机理如图所示。 注：“水华”主要是指水中某些植物营养元素含量过高，以致藻类疯狂生长、水质恶化而造成的水体污染现象。 下列说法正确的是 A．该机理的实质是原电池原理，Cu作负极 B．在Pd表面，转化为的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1 C．转化为的离子方程式为 D．该方法可彻底消除水体中氮元素造成的“水华”现象 【答案】C 【详解】A．由题干图示信息可知，该机理的实质是原电池原理，Al比Cu活泼且Al失去电子发生氧化反应，故Al作负极，Cu作正极，A错误； B．由题干图示信息可知，在Pd表面，转化为的反应中，该反应方程式为：2+6H(ads)+2H+=N2+3H2O，反应中为氧化剂，H(ads)是还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，B错误； C．由题干图示信息可知，转化为即中N得到Al失去的电子转化为NH3，Al失去电子转化为Al3+，根据氧化还原反应配平可得该反应的离子方程式为，C正确； D．由题干图示信息可知，该方法并不能将水体中硝酸盐全部转化为N2，还有部分转化为留在水体中，故不可彻底消除水体中氮元素造成的“水华”现象，D错误； 故答案为：C。 考向2 原电池电极判断及电极反应的书写 例2 （2022·福建宁德·一模）锌—二氧化碳电池同时具备二氧化碳固定/利用和能量转化/存储的电池技术，其工作原理如图所示，其中X为锌电极，Y为基于三维多孔钯材料的电极。已知双极膜是阴离子膜与阳离子膜的复合膜，该膜可在直流电场作用下将膜间的水解离成和，并分别向膜两侧提供。下列说法错误的是 A．放电时负极的电极反应： B．双极膜中靠X电极的一侧为阴离子膜 C．标准状况下，该电池固定时，在电路中有个电子通过 D．充电时Y极室溶液的pH降低 【答案】B 【分析】由图可知，放电时，X电极为原电池的负极，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，Y电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸；充电时，与直流电源负极相连的X电极为阴极，Y电极为阳极。 【详解】A．由分析可知，放电时，X电极为原电池的负极，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为，故A正确； B．由题意可知，双极膜是阴离子膜与阳离子膜的复合膜，放电时双极膜中的X电极一侧为阴离子膜、充电时为阳离子膜，故B错误； C．由分析可知，Y电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，则标准状况下电池固定2.24L二氧化碳时，电路中通过电子的数目为×2×NAmol—1=0.2NA，故C正确； D．由分析可知，充电时Y电极为阳极，甲酸在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，溶液酸性增强，pH减小，故D正确； 故选B。 思维建模 1．原电池电极判断 说明：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，不要形成活泼电极一定作负极的固定思维。 2．电极反应的书写 （1）一般电极反应的书写 （2）复杂电极反应的书写。复杂电极反应等于总反应减去较简单一极的电极反应。 【变式训练1】（2025·福建龙岩·一模）混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低油耗；刹车或下坡时，电池处于充电状态(储氢)。目前一般使用镍氢电池，该电池中以镍的化合物和储氢金属(以M表示)为电极，镍氢电池充放电原理示意如下图，下列说法正确的是 A．混合动力车上坡或加速时，电能转化为化学能 B．混合动力车上坡或加速时，从甲电极移向乙电极 C．混合动力车刹车或下坡时，乙电极周围溶液的增大 D．混合动力车刹车或下坡时，甲电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】汽车上坡或加速时，电动机提供推动力为原电池，甲电极为负极，反应式为；乙极为正极，反应式为2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-；在刹车和下坡时，为电解池，甲电极为阴极，乙电极为阳极，以此解答。 【详解】A．混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，这意味着电能被转化为机械能，而不是化学能，A错误； B．混合动力车上坡或加速时，为原电池，甲电极为负极，乙极为正极，从正极移向负极，即从乙电极移向甲电极，B错误； C．混合动力车刹车或下坡时，电池处于充电状态，为电解池，乙电极会发生氧化反应，电极方程式为：2Ni(OH)2+2OH--2e-=2NiOOH+2H2O，每消耗2个OH-，有2个OH-从甲电极移向乙电极，OH-的物质的量不变，但该过程中产生了H2O，OH-的浓度下降，溶液的减小，C错误； D．混合动力车刹车或下坡时，电池处于充电状态，为电解池，甲电极为阴极发生还原反应，储存氢气，电极方程式为：，D正确； 故选D。 【变式训练2·变考法】（2023·福建福州·三模）天然气的主要成分是CH4，甲烷燃烧时的能量变化如下图所示。回答下列问题： (1)写出甲烷燃烧生成气态水的热化学反应方程式： 。 (2)已知H-H键能为436 kJ·mol-1，O=O键能为496 kJ·mol-1，H-O键能为463 kJ·mol-1，则：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)    ΔH= kJ·mol-1。 (3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题： ①电极是电池的 极，其电极反应式为 。 ②电解质溶液中的H+向 (填“a”或“b”)极移动。 ③该电池工作时消耗11.2LCH4(标准状况下)，则电路中通过 mol电子。 【答案】(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-802 kJ·mol-1 (2)-484 (3) 负 CH4-8e—+2H2O=CO2+8H+ b 4 【详解】（1）燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为882kJ-80kJ=802 kJ，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-802 kJ·mol-1； 故答案为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-802 kJ·mol-1； （2）焓变=反应物的总键能-生成总键能=； 故答案为：-484； （3）①燃料电池中，甲烷作负极，发生氧化反应，，氧气作正极，发生还原反应； ②溶液中的阳离子移动向正极； ③，当0.5molCH4发生反应，转移4mol电子； 故答案为：负；；b；4。 【变式训练3】（2023·福建·三模）浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈()合成己二腈［］，装置如图所示(实验前，隔膜两侧溶液均为200 mL，铜电极质量均为100 g)。 下列说法正确的是 A．Cu(1)极为负极，其电极反应为 B．隔膜为阴离子交换膜，C(2)极为阴极 C．上述装置理论上可制备0.6 mol己二腈 D．当电解停止时，Cu(1)极与Cu(2)极质量相差51.2 g 【答案】D 【分析】浓差电池中，Cu(2)失去电子，故电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，Cu(1)电极为正极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，则电解槽中C(1)极为阴极、C(2)极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上丙烯腈合成己二腈得电子，电极反应为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，Cu(1)极为正极，其电极反应为，A错误； B．由分析可知，此电池为浓差电池，主要因为铜离子浓度不同形成的电势差，所以隔膜是阴离子交换膜，隔膜为阴离子交换膜，C(2)极为阳极，B错误； C．当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕，此时溶液中，所以转移电子的物质的量是0.8mol，由反应2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN可知，可制备0.4mol己二腈，C错误； D．当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕，此时溶液中，所以转移电子的物质的量是0.8mol，当电解停止时，则Cu(1)电极上析出0.4molCu，Cu(2)电极上溶解0.4molCu，故Cu(1)极与Cu(2)极质量相差0.8mol×64g/mol=51.2 g，D正确； 故答案为：D。 考向3 "盐桥”的作用 例3（24-25高二上·福建漳州·期中）下列关于(如图)原电池装置(为硝酸银、硝酸铜溶液中的各一种)的说法正确的是 A．溶液分别为硝酸银溶液与硝酸铜溶液 B．银电极上发生的反应为 C．盐桥中的阳离子向A溶液移动 D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变。则左池为电解池，右池为原电池 【答案】D 【分析】双液原电池中，避免电解质溶液和电极直接反应，可得到较稳定的电流，如图所示，铜做负极，银做正极，电极总方程式是Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。 【详解】A．双液电池中，要避免电解质溶液与电极直接反应，所以溶液分别为硝酸铜溶液与硝酸银溶液，A项错误； B．银电极为正极，得电子，发生的反应为，B项错误； C．原电池中，阳离子移向正极，故盐桥中的阳离子移向B溶液，不是A溶液，C项错误； D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变，还能形成闭合回路，则左烧杯中是两电极为铜，电解质溶液为硝酸铜的电解池，而右烧杯中，形成一极为铜电极，一极为银电极，电解质溶液为硝酸银的原电池装置，电池总反应是Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，此时为左烧杯提供电源，故D项正确； 故答案选D。 思维建模 1．把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。 2．电子流向的分析方法：①改变条件，平衡移动；②平衡移动，电子转移；③电子转移，判断区域；④根据区域，判断流向；⑤根据流向，判断电极。 【变式训练1】（19-20高三上·福建泉州·阶段练习）下列有关 2个电化学装置的叙述正确的是 (        )    A．图I，由于盐桥中的移向溶液，一段时间后，使溶液中的正电荷数量增加 B．图I，在不改变总反应的前提下，可用替换，用石墨替换 Cu棒 C．图II，通电后和先从阳极区移动到阴极，然后阴极才发生反应 D．图II，通电后，由于 向阳极迁移，导致阳极附近 pH 升高 【答案】B 【详解】A选项，图I是原电池，Zn为负极，Cu为正极，由于“同性相吸”盐桥中的K+移向右侧，但溶液中的Cu2+在Cu电极上不断得到电子变为Cu，溶液中的正电荷数量不会增加，故A错误； B选项，图I发生的电极反应式，负极：Zn－2e－=Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－=Cu，用Na2SO4替换ZnSO4，用石墨替换Cu棒，总反应不改变，故B正确； C选项，图II是电解池，“异性”相吸，由于溶液中氢离子来源于水的电离，氢离子浓度很小，所以通电后Na＋先从阳极区移动到阴极，阴极周围的水电离出氢离子在阴极放电，故C错误； D选项，图II，通电后，阳极是氯离子放电，生成气体氯气，氯离子放电结束后在阳极处水电离出的氢氧根离子放电，导致阳极附近pH降低，故D错误； 综上所述，答案为B。 【点睛】有盐桥为原电池，有电源的为电解池，原电池“同性”相吸，电解池“异性”相吸。 【变式训练2·变考法】（24-25高三上·福建厦门·期中）下列实验装置、操作或结论错误的是 A．图①装置可用于简易制备 B．图②产生白色沉淀，依然无法确定月球土壤水溶液中是否有 C．图③操作可制备晶体 D．图④装置盐桥中阳离子向溶液中迁移 【答案】D 【详解】A． 将装置倾斜使浓氨水与生石灰接触，生石灰溶于水放出大量的热，加快浓氨水的分解，反应的化学方程式为CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑，则图①装置可用于简易制备，A正确； B． 加入氯化钡产生白色沉淀可以为碳酸钡、硫酸钡或氯化银，故依然无法确定月球土壤水溶液中是否有，B正确； C． 深蓝色的硫酸四氨合铜中，加入95%乙醇，降低了硫酸四氨合铜的溶解度，使溶液中的硫酸四氨合铜析出得到深蓝色晶体可制备晶体，C正确； D．锌比铜活泼，Zn为负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，原电池工作时阴离子移向负极、阳离子移向正极，则图④装置盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，阴离子向溶液中迁移，D不正确； 答案选D。 考点二 化学电源 知识点1 一次电池、二次电池电极反应式的书写 1.一次电池：放电后不可再充电的电池 2.二次电池：又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池 3.（1）新型一次电池 Mg－H2O2电池 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正极 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 负极 Mg－2e－===Mg2＋ Mg－AgCl电池 总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 正极 2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag 负极 Mg－2e－===Mg2＋ 钠硫电池 总反应：2Na＋xS===Na2Sx 正极 xS＋2e－===S 负极 2Na－2e－===2Na＋ 锂－铜电池 总反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 正极 Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ 负极 2Li－2e－===2Li＋ 锂钒氧化物电池 总反应：xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8 正极 xLi＋＋LiV3O8＋xe－===Li1＋xV3O8 负极 xLi－xe－===xLi＋ （2）新型充电(可逆)电池 锌银 电池 总反应：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 阳极：2Ag＋2OH－－2e－===Ag2O＋H2O 阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 镍电池 镍铁电池 总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 阳极：Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O 阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ 镍镉电池 总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 说明：参考镍铁电池自行书写。 高铁 电池 总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 正极：2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－ 负极：3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2 阳极：2Fe(OH)3＋10OH－－6e－===2FeO＋8H2O 阴极：3Zn(OH)2＋6e－===3Zn＋6OH－ 锂离子 电池 总反应：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1) 正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6 阳极：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 阴极：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 钠电池 钠硫蓄电池 总反应：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr 正极：NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr 负极：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋ 阳极：3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋ 阴极：Na2S4＋2Na＋＋2e－===2Na2S2 钠离子电池 总反应：Na1－mCoO2＋NamCnNaCoO2＋Cn 正极：Na1－mCoO2＋me－＋mNa＋===NaCoO2 负极：NamCn－me－===mNa＋＋Cn 阳极：NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa＋ 阴极：mNa＋＋Cn＋me－===NamCn 全钒液 流电池 总反应：VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O 正极：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 负极：V2＋－e－===V3＋ 阳极：VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋ 阴极：V3＋＋e－===V2＋ 得分速记 化学电源电极反应的书写、、书写电极反应时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。 (1)拆分法。①写出原电池的总反应；②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应。 (2)加减法。①写出总反应；②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)；③利用总反应与写出的一极反应相减，即得另一个电极的反应。 知识点2 燃料电池 1. 燃料电池：将燃料燃烧的化学能直接转化为电能的装置 2. 以CH3OH燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响 质子交换膜(酸性) H＋ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 碱性燃料电池 OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 正极 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 负极 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 固态氧化物燃 料电池 O2－ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－===2O2－ 负极 CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O 3.解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 得分速记 1．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．书写燃料电池的电极反应时，要注意溶液的酸碱性，溶液的酸碱性对电极反应和总反应都会产生影响。 考向1 一次电池 例1（2024高三·全国·专题练习）锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池，其构造示意图如下。下列说法不正确的是 A．作电池的负极 B．电池工作时，向正极移动 C．正极的电极反应： D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性 【答案】B 【分析】锌银纽扣电池中，锌作负极，发生氧化反应：，作正极，发生还原反应：，总反应为：； 【详解】A．由分析可知，锌作电池的负极，作电池正极，A正确； B．原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，则向负极移动，B错误； C．由分析可知，正极的电极反应为：，C正确； D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性，以保证电池正常工作，D正确； 故选B。 思维建模 化学电源中电极反应式书写的一般方法 (1)明确两极的反应物。 (2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。 (3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。 (4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 【变式训练1·变载体】（2025·北京平谷·一模）碱性锌锰电池的总反应为，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，正极发生反应为 B．电池工作时，向正极移动 C．隔膜可以防止电池短路 D．反应中每生成，转移电子数为 【答案】C 【分析】电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。根据总反应，可知负极锌失电子生成氢氧化锌，正极二氧化锰得电子生成MnO(OH)。 【详解】A． 电池工作时，正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-，故A错误； B．电池工作时，阳离子移向正极，向负极移动，故B错误； C．隔膜位于电池的正极和负极之间，其主要功能是将正负极分开，防止电流直接通过正负极进行循环，故C正确； D．正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-，每生成，转移电子数为，故D错误； 选C。 【变式训练2·变考法】（2024·陕西宝鸡·一模）普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn+2NH+2MnO2=Zn[(NH3)4]2++Mn2O3+H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是 A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原 B．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极 C．电池负极反应式为2MnO2+2NH+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小6.5g 【答案】B 【详解】A．一次电池不能重复使用，二次电池能重复使用，干电池是一次电池，所以当该电池电压逐渐下降后，不能利用电解原理能重新充电复原，故A错误； B．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极，故B正确； C．根据原电池工作原理，负极应是失电子的，Zn＋2－2e－=[Zn(NH3)2]2＋＋2H＋，故C错误； D．根据选项C的电极反应式，每通过0.1mol电子消耗锌的质量是65×g=3.25g，故D错误。 答案选B。 考向2 二次电池 例2（2023·福建龙岩·模拟预测）利用Cl2易溶于CCl4的性质，科学家研发了一种如图所示可作储能设备的无膜新型氯流电池。放电时电极a的反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+。下列说法错误的是 A．放电时NaCl溶液的pH不变 B．充电时NaCl溶液的浓度减小 C．充电时电极b反应为：Cl2+2e-=2Cl- D．电极a增重4.6g时，设备内生成0.1molCl2 【答案】C 【分析】已知放电时电极a的反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，则电极a为负极，电极b为正极，电极反应为，充电时，电极a为阴极，电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na+ +2e-=Na3Ti2(PO4)3，电极b为阳极，电极反应为。 【详解】A．放电时电极a的反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，电极b的反应为，NaCl溶液浓度变大，pH不变，故A正确； B．充电时，电极a电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na+ +2e-=Na3Ti2(PO4)3，电极b电极反应为，故充电时NaCl溶液的浓度减小，故B正确； C．充电时电极b反应为：，故C错误； D．电极a增重4.6g时，应为充电过程，电极a电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na+ +2e-=Na3Ti2(PO4)3，4.6gNa+物质的量为0.2mol，转移电子0.2mol，此时电极b发生反应为，根据两电极转移电子数相同，可知设备内生成0.1molCl2，故D正确； 故选C。 思维建模 思维模型 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 【变式训练1·变载体】（2022·福建三明·三模）双盐Mg-CoS2电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入，解决了Mg2+扩散缓慢、锂离子电池锂枝晶生长等问题，其充放电过程如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，Mg是电池的负极反应物 B．放电时，每转移2 mol e-正极质量减少14 g C．若充电电压为2.0V，可能造成电池性能衰减 D．充电电压为2.75V时，阳极反应； 【答案】B 【分析】由已知信息和图示可知，放电时，Mg为负极，发生反应，正极发生反应，充电时，电极反应式反过来书写即可。 【详解】A． 放电时，Mg是电池的负极反应物，故A正确； B． 放电时，正极发生反应，则每转移2 mol e-正极质量增加2mol Li+，质量为14 g，故B错误； C． 由图示可知，若充电电压为2.0V，在充电过程中Co会转化为，放电时不能参与反应，故造成电池性能衰减，故C正确； D． 充电电压为2.75V时，阳极反应；，故D正确； 故选B。 【变式训练2】（2025·江苏南通·模拟预测）铅蓄电池放电时正极反应为，电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，电池将电能转化为化学能 C．充电时，正极应与外接电源负极相连 D．充电时，每生成，电路中转移1mol电子 【答案】D 【分析】铅蓄电池放电时，铅为负极，发生氧化反应：，二氧化铅为正极，发生还原反应：； 【详解】A．放电时，负极反应为，A错误； B．放电时，电池将化学能转化为电能，B错误； C．充电时，正极区域为阳极，应与外接电源正极相连，C错误； D．充电时总反应为，铅元素化合价由+2价变为0价、+4价，则每生成，电路中转移1mol电子，D正确； 故选D。 【变式训练3·】【科研成果与学科知识结合】（2025·陕西·二模）中国科学技术大学一课题组发现：含有氨基和的电解液中添加盐酸三甲胺(TAH)，能大大提高水系电池的利用率(如图)。下列叙述错误的是 A．放电时，卤素离子通过阴离子交换膜向a极迁移 B．放电时，a极的电极反应式为 C．充电时，b极与电源的负极连接 D．充电时，a极区生成1mol，b极析出65gZn 【答案】A 【分析】电池，放电时， Zn失电子，Zn是负极，即b是负极、a是正极；充电时，a是阳极、b是阴极。 【详解】A．放电时，b是负极、a是正极，卤素离子通过阴离子交换膜向b极迁移，故A错误； B．放电时，a是正极，I2得电子生成I-，a极的电极反应式为，故B正确； C．充电时，b是阴极，b极与电源的负极连接，故C正确； D．充电时，a是阳极，a极区生成1mol，电路中转移2mol电子，根据电子守恒，b极生成1molZn，析出Zn的质量为65g，故D正确； 答案选A。 考向3 燃料电池 例3（2025·北京通州·三模）铅酸蓄电池多用于启动和维持汽车用电系统的正常运转，氢氧燃料电池可以连续不断提供电能作为汽车的动力能源。 下列说法正确的是 A．铅酸蓄电池和氢氧燃料电池都属于二次电池 B．氢氧燃料电池负极消耗22.4L气体时，电路中通过的电子数为 C．铅酸蓄电池工作时，硫酸溶液中的向电极移动 D．考虑经济性，铅酸蓄电池的稀硫酸可用稀盐酸代替降低成本 【答案】C 【详解】A．铅酸蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池需要补充燃料才能继续工作，不属于二次电池，A错误； B．题目没有表明是在标准状况下，无法通过气体体积计算转移的电子数，B错误； C．铅酸蓄电池工作时，为正极，硫酸溶液中的向正电极移动，C正确； D．盐酸中的Cl-会与Pb反应生成PbCl2沉淀覆盖在电极表面，导致电池内阻增加，且Cl-可能被氧化生成氯气，氯气会破坏电池结构，因此铅酸蓄电池的稀硫酸不可用稀盐酸代替，D错误； 故选C。 思维建模 (1)注意介质是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 (2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气(或其他氧化剂)。 (3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 (4)零价法秒杀负极反应的书写。若负极有机物燃料为CxHyOz，产物中C元素为+4 价的C或HC，则转移电子数为C数×4+H数×1+O数×(-2)，若有机阴离子在负极反应(如CH3COO-)，转移电子数则为C数×4+H数×1+O数×(-2)+电荷数。 【变式训练1·变考法】（2025·江苏·模拟预测）燃料电池是一种能量转化效率高、对环境友好的新型电池。一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如下图所示，下列有关叙述正确的是 A．电池工作时，溶液中的由乙槽通过离子交换膜向甲槽迁移 B．当外电路中流过0.04mol电子时，消耗N2H4的质量为0.32g C．b极的电极反应式为，反应一段时间后溶液的pH增大 D．若将N2H4改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，电路中通过的电子数减少 【答案】B 【分析】燃料电池中，燃料发生氧化反应，所以a电极是负极，通入氧气的b电极是正极。 【详解】A．O2在正极发生还原反应：O2+2H2O+4e- =4OH-，正极生成OH-离子，为保持溶液呈电中性， Na+由甲槽向乙槽迁移，A项错误； B．负极发生氧化反应，反应式为4OH-+N2H4-4e-=N2↑+4H2O，当外电路中流过0.04mol电子时，消耗0.01mol N2H4，其质量为0.32g，B项正确； C．碱性条件下，电极方程式中不能出现H+，b极的电极反应式为O2+2H2O+4e- =4OH-，C项错误； D．消耗1mol N2H4时转移4mol电子，改为甲烷时，电极反应式为，消耗1mol CH4时转移8mol电子，D项错误； 答案选B。 【变式训练2】（2021·福建南平·二模）利用微生物燃料电池处理氨氮废水原理如图。下列叙述正确的是 A．微生物燃料电池工作时外电路的电流方向为 B．极的电极反应式： C．理论上参与反应的和的物质的量之比为 D．移去质子交换膜，可提高厌氧微生物电极的性能 【答案】B 【详解】A．根据氢离子的移动方向可判断A电极是负极，B电极是正极，则微生物燃料电池工作时外电路的电流方向为，A错误； B．极是负极，失去电子被氧化生成二氧化碳，电极反应式：，B正确； C．正极反应为2NO+10e－+12H＋＝N2↑+6H2O，根据氮原子守恒和电子得失守恒可知理论上参与反应的和的物质的量之比为，C错误； D．移去质子交换膜后铵根离子会移向正极，在好氧微生物反应器中无法转化为硝酸根，所以不会提高厌氧微生物电极的性能，D错误； 答案选B。 【变式训练3·】【科研成果与学科知识结合】（2025·辽宁大连·模拟预测）微流体燃料电池利用多股流体在微通道内呈平行层流的特性，无需质子交换膜，自然地将燃料和氧化剂隔开。燃料为HCOONa，氧化剂为，电解质为溶液构建微流体燃料电池，反应物流速为。下列相关说法错误的是 A．与气态氧化剂相比，液态氧化剂具有溶解度大、传质效率高等优点 B．阴极反应式为 C．电池工作时，通过主流道向阳极移动 D．阳极反应式为 【答案】C 【详解】A．与气态氧化剂相比，液态氧化剂具有溶解度大、传质效率高等优点，A正确； B．由图b可知阴极通氧化剂，同时阴极发生还原反应（即原电池正极），故电极反应为，B正确； C．电池工作时为阴离子应移向正极，正极得电子发生还原反应（得电子一极可叫阴极），即通过主流道向阴极移动，C错误； D．通燃料HCOONa一极为负极，负极失电子（失电子一极可叫阳极），碱性条件下阳极反应式为，D正确； 故答案选C。 考向4 多液电池的工作原理及应用 例4 （2024·福建福州·二模）近日，西湖大学团队开发了一类水溶性有机储能小分子(M)，并提出在电池充放电过程中实现电化学碳捕获一体化，其反应装置与原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，电极A连接电源的负极 B．放电时电极B发生的反应为： C．该电池可采用阴离子交换膜 D．充电时，外电路通过，理论上该电池最多能够捕获(标况下) 【答案】B 【分析】由装置图中物质变化分析可以知道，M→N的变化为加氢反应，是还原反应，N→M的反应过程是去氢过程，为氧化反应，则放电条件下，电极B为原电池的负极，发生电极反应N+2OH--2e-=M+2H2O，电极A为原电池正极，实现K3[Fe(CN)6]→K4[Fe(CN)6]的转化，该电池可采用阳离子交换膜，避免M、N的阴离子移向负极反应，充电时，正极A连接电源正极做电解池的阳极，负极B连接电源负极，做电解池阴极，据此分析回答问题。 【详解】A．由分析，充电时，电极A连接电源的正极，A错误； B．放电时电极B发生的反应为：N+2OH--2e-=M+2H2O，B正确； C．由上述分析，该电池采用阳离子交换膜，C错误； D．充电时，外电路通过1mole-，产生1mol氢氧根离子，根据CO2+OH-=，理论上该电池最多能够捕获22.4LCO2(标况下)，D错误； 故选B。 思维建模 多液电池是指基于多种电解质溶液进行离子定向移动形成内部电流的原电池，其装置较为复杂，反应相对较难，此类电源需认真观察图示，分析原理，列清每一个电极、每一种溶液发生的变化。 【变式训练1·变载体】（2025·河南·一模）我国福州大学和清华大学学者研制组装的乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。下列说法错误的是 A．放电时，正极的电极反应式： B．充电时，通过离子交换膜由左侧移向右侧 C．充放电过程中，储液罐甲的液流体系中可分离出 D．充电时，阴极的电极反应式： 【答案】B 【分析】由图可知，放电时，Zn失去电子生成，则Zn板为负极，电极方程式为：，正极为硝酸根离子被还原为氨气， 正极的电极反应式：，此时通过离子交换膜由左侧移向右侧；充电时，阴极的电极反应式：，阳极的乙醇被氧化为乙酸，电极方程式为：，此时通过离子交换膜由右侧移向左侧，且生成的氨气和醋酸反应生成，据此解题。 【详解】A．由分析可知，放电时，正极的电极反应式：，A正确； B．由分析可知，充电时通过离子交换膜由右侧移向左侧，B错误； C．充放电过程中，分别产生氨气和醋酸，二者反应生成，故储液罐甲的液流体系中可分离出，C正确； D．由分析可知，充电时，被还原为Zn，则阴极的电极反应式：，D正确； 故选B。 【变式训练2·变考法】（2025·贵州铜仁·二模）电有机合成可以缩短传统有机合成线路，以丙烯腈为原料通过如下装置合成己二腈。下列说法正确的是 A．①室有无色气体产生 B．c电极上发生还原反应 C．d电极发生的反应为 D．每当b电极消耗22.4L气体，会有由③室向④室迁移 【答案】C 【分析】由题干装置可知，左侧为CH3OCH3燃料电池，a电极为负极，电极反应为：CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O，b电极为正极，电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，c与电源正极相连是阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，d与电源负极相连是阴极，电极反应为：，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，a电极为负极，电极反应为：CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O，故①室没有无色气体产生，A错误； B．由分析可知，c与电源正极相连是阳极，则c电极上发生氧化反应，B错误； C．由分析可知，d与电源负极相连是阴极，d电极发生的反应为，C正确； D．题干未告知气体所处的状态，无法计算气体的物质的量，D错误； 故答案为：C。 【变式训练3】（2025·安徽合肥·三模）下图为一种具有质子“摇椅”机制的水系镍有机电池示意图，放电时a极生成偶氮苯()。下列有关说法正确的是 A．放电时电极a为正极 B．充电时和由左向右移动 C．放电时每生成偶氮苯，外电路转移 D．充电时极的电极反应为： 【答案】C 【分析】根据电池示意图，放电时a极生成偶氮苯()，则由化合价升高，a电极为负极，电极反应式为：-= +，则b电极为正极，电极反应式为：，充电时反应刚好反向进行，据此分析解答 【详解】A．根据分析，放电时电极a为负极，A错误； B．充电时b电极为阳极，a电极为阴极，和向阴极移动，即从右向左移动，B错误； C．根据分析中的负极电极反应式可知，放电时每生成偶氮苯，外电路转移，C正确； D．充电时b电极为阳极失去电子，而且电解质为碱性环境，无参加反应，正确的电极反应式为：，D错误； 故答案为：C。 1．（2024·福建·高考真题）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成，需消耗2molLi D．放电时总反应： 【答案】D 【分析】放电过程中产生，由图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为和LiCl，则左侧电极为正极，右侧电极为负极； 【详解】A．放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成，A错误； B．锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误； C．充电过程中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生：，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：，则每生成，同时生成2mol Li；放电过程中，消耗6mol Li，同时生成4mol LiCl，则整个充放电过程来看，理论上每生成，需消耗1mol Li，C错误； D．由分析，放电过程中，正极氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为和LiCl，负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为，D正确； 故选D。 2．（2023·福建·高考真题）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由和形成熔点为的共熔物)，其中氯铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应：。下列说法错误的是 A．含个键 B．中同时连接2个原子的原子有个 C．充电时，再生单质至少转移电子 D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的浓度越高 【答案】D 【分析】放电时铝失去电子生成铝离子做负极，硫单质得到电子做正极，充电时铝离子得到电子生成铝发生在阴极，硫离子失去电子生成硫单质发生在阳极，依此解题。 【详解】 A．的结构为，所以含个键，A正确； B．由的结构可知同时连接2个原子的原子有个，B正确； C．由总反应可知充电时，再生单质需由铝离子得到电子生成，所以至少转移电子，C正确； D．由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n值大的浓度越高，D错误； 故选D。 3．（2022·福建·高考真题）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为和水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是 A．化学自充电时，增大 B．化学自充电时，电能转化为化学能 C．化学自充电时，锌电极反应式： D．放电时，外电路通过电子，正极材料损耗 【答案】A 【详解】A．由图可知，化学自充电时，消耗O2，该反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，增大，故A正确； B．化学自充电时，无需外接电源即能实现化学自充电，该过程不是电能转化为化学能，故B错误； C．由图可知，化学自充电时，锌电极作阴极，该电极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误； D．放电时，1mol转化为 ，消耗2nmol K+，外电路通过电子时，正极物质增加0.02mol K+，增加的质量为0.02mol×39g/mol =0.78g，故D错误； 故选A。 4.（2021·福建·高考真题）利用下列装置和试剂进行实验，不能达到实验目的的是 A B C D 比较Zn与Cu的金属性强弱 除去Cl2中的HCl并干燥 制取乙酸乙酯(必要时可加沸石) 实验室制取氯气 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．该装置中，若Zn比Cu活泼，则总反应为Zn与硫酸铜的反应，此时Zn为负极，Cu为正极；若Cu比Zn活泼，则总反应为Cu与硫酸锌的反应，此时Cu为负极，Zn为正极，所以可以比较Zn与Cu的金属性强弱，A正确； B．稀硫酸中含有大量氢离子，可以抑制氯气的溶解，而稀硫酸中的水可以吸收HCl，洗气后再用浓硫酸干燥，B正确； C．乙酸、乙醇和浓硫酸混合加热可以制取乙酸乙酯，饱和碳酸钠溶液可以降低乙酸乙酯的溶解度，同时吸收乙酸和乙醇，便于分液分离得到乙酸乙酯，沸石可以防止暴沸，C正确； D．制取氯气应用浓盐酸和二氧化锰共热，稀盐酸不与二氧化锰反应，D错误； 综上所述答案为D。 5．（2021·福建·高考真题）催化剂(Ⅱ)的应用，使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。 下列说法错误的是 A．电池可使用有机电解液 B．充电时，由正极向负极迁移 C．放电时，正极反应为 D．、、和C都是正极反应的中间产物 【答案】D 【详解】A．Li是活泼金属能与水发生反应，因此不能采用水溶液作为电解质，应使用有机电解液，故A正确； B．充电时原电池的负极与电源负极相连作阴极，原电池的正极与电源正极相连作阳极，阳离子由阳极向阴极移动，则由正极（电池中标注“＋”，实际阳极）向负极（电池中标注“－”，实际阴极）迁移，故B正确； C．由装置可知，该原电池的正极为二氧化碳得电子生成C单质，电极反应式为：，故C正确； D．由正极的反应历程图示可知，C为最终的产物，不是中间产物，故D错误； 故选：D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$