第02讲 原电池、化学电源（举一反三讲义，10大题型）2026年高考化学一轮复习

第02讲 原电池、化学电源 目录 一、题型精讲 题型01 考查原电池装置的判断 1 题型02 考查原电池的工作原理 3 题型03 考查原电池原理的应用 5 题型04 考查原电池电极和电极方程式 7 题型05 考查一次电池及其应用 9 题型06 考查二次电池及其应用 11 题型07 考查燃料电池及其应用 13 题型08 考查新型化学电源 16 题型09 考查物质循环转化型电池 19 题型10 考查微生物燃料电池 21 二、靶向突破 题型01 考查原电池装置的判断 1．原电池的概念 原电池是将化学能转化为电能的装置。 2．盐桥及其作用 （1）成分：含KCl饱和溶液的琼胶。 （2）离子移动方向：Cl－移向负极区，K＋移向正极区。 （3）作用：将两个半电池形成通路，使氧化还原反应持续进行，并保持两溶液的电中性。 【解题通法】原电池的形成条件 1.能自发进行的氧化还原反应； 2.两个活泼性不同的能导电的电极； 3.电解质溶液或熔融电解质； 4.形成闭合回路。 【例1】（24-25·江苏扬州一中·期末）下列选项描述的过程能实现化学能转化为电能的是(　　) A.电池充电 B.光合作用 C.手机电池工作 D.太阳能板充电 【变式1-1】（24-25·河北衡水二中·质检）在如图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极，则Y可能是(　　) A．锌 B．银 C．石墨 D．铜 【变式1-2】（2025山西忻州·一模）原电池的构成是有条件的，下列关于如图所示装置的叙述错误的是(　　) A．Cu是负极，其质量逐渐减轻 B．H＋向铁电极移动 C．Cu片上有红棕色气体产生 D．Fe电极上发生还原反应 【变式1-3】（24-25·黑龙江鹤岗一中·期末）下列装置不能构成原电池的是(　　) 题型02 考查原电池的工作原理 1．原电池的工作原理(以锌铜原电池为例) 装置 示意图 (盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶) 现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表的指针发生偏转 微观 探析 (1)负极区：Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液。 (2)正极区：Cu2＋得到电子生成Cu沉积在铜片上。 (3)导线上：电子由负极流向正极。 (4)盐桥中：K＋移向CuSO4溶液，Cl－移向ZnSO4溶液 宏观 解释 负极反应：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) 正极反应：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 【解题通法】原电池工作原理示意图 【例2】（2025·河南濮阳·一模）下列关于如图装置(该盐桥为含KNO3的琼脂)的说法正确的是(　　) A．银电极是负极 B．铜电极上发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ C．外电路中的电子从银电极流向铜电极 D．盐桥中K＋移向CuSO4溶液 【变式2-1】（2025·湖北武汉·一模）分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A．①②中Mg为负极，③④中Fe为负极 B．②中Mg为正极，电极反应式为6H2O＋12e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 【变式2-2】（2025·吉林四平·二模）硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流计指针发生偏转，下列分析正确的是(　　) A．电流方向是从C1到C2 B．C1是负极，发生的反应是2I－－2e－===I2 C．K＋向C1电极移动 D．总反应是Hg2＋＋2I－===HgI2↓ 【变式2-3】（2025·山东·二模）铜锌原电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．b电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu B．盐桥中K＋移向a电极 C．a电极发生还原反应 D．电子由Zn电极流出，经盐桥流向b电极 题型03 考查原电池原理的应用 1．增大氧化还原反应速率 原理 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减小，反应速率增大 实例 实验室制H2时，粗锌与稀硫酸反应比纯锌快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，也能增大反应速率 2.比较金属的活动性强弱 原理 一般原电池中，活泼金属为负极，发生氧化反应，较不活泼金属为正极，发生还原反应 实例 两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性：a＞b 3.用于金属的防护 原理 使被保护的金属作为原电池的正极而得到保护 实例 要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌块作为原电池的负极，铁闸作为正极 【解题通法】设计原电池的思路 设计思路 示例 以自发进行的氧化还原反应为基础 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 氧化反应(负极)：Cu－2e－===Cu2＋ 还原反应(正极)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 负极材料：Cu 正极材料：石墨或铂 电解质溶液：FeCl3溶液 画出示意图 【例3】（2025·湖北随州·一模）3.25 g锌与100 mL 1 mol·L－1的稀硫酸反应，为了增大反应速率而不改变H2的产量，可采取的措施是(　　) A．滴加几滴浓盐酸 B．滴加几滴浓硝酸 C．滴加几滴硫酸铜溶液 D．加入少量锌粒 【变式3-1】（2025·安徽淮北·一模）某电池的总反应离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，下列不能实现该反应的原电池是(　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Cu Fe FeCl3溶液 B C Fe Fe(NO3)3溶液 C Fe Zn Fe2(SO4)3溶液 D Ag Fe Fe2(SO4)3溶液 【变式3-2】（2025吉林通化·一模）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质量减小；b质量增加 b有气体产生；c无变化 d溶解；c有气体产生 电流从a流向d 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 【变式3-3】（2025·福建龙岩·二模）以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是(　　) A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出了1 mol H2 B．两极上溶解和析出的物质的质量相等 C．锌片溶解了32.5 g，铜片上析出了2 g H2 D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol 题型04 考查原电池电极和电极方程式 1.原电池正、负极的判断方法 2.电极反应式的书写的一般方法 书写电极反应式时，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，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 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： 正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋； 负极：Cu－2e－===Cu2＋。 (2)加减法 ①写出总反应，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。 ②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如Li－e－===Li＋(负极)。 ③利用总反应式与写出的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。 【解题通法】电极方程式书写的方法技巧 1.列物质，标得失
电极反应物——产物及得失电子数。
 2.看环境，配守恒 在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即H、(HT、HO等是否参加反应，遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒。
 3.两式加，验总式 两电极反应式相加,与总反应式对照验证。 【例4】（2025·广西南宁·二模）某种可充电固态锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．电极电势：b极>a极 B．放电时电子流向：a极→负载→b极 C．充电时，阳极电极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO D．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化差值为7g 【变式4-1】（2025·河北·二模）高压科学研究中心研究的一种通过压力梯度驱动化学反应产生电能的电池装置如图所示。金刚石压砧把H2压入储氢电极PdHx，它在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到Pd电极参与反应，形成闭合回路。 下列说法错误的是(　　) A.Pd电极为正极 B.交换膜为质子交换膜 C.电池正极反应为PdHx－1＋H＋＋e－===PdHx D.Pd与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差 【变式4-2】（2025·江西景德镇·一模）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．该电池的电解液为碱性溶液，负极为Ni2O3、正极为Fe B．该电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2　 C．该电池充电过程中，阴极附近溶液pH增大 D．该电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 【变式4-3】（2025·广东江门·一模）气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是(　　) 待测气体 部分电极反应产物 NO2 NO Cl2 HCl CO CO2 H2S H2SO4 A.上述气体检测时，敏感电极均作电池正极 B.检测分别含H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同 C.检测H2S时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D.检测Cl2时，敏感电极的电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－ 题型05 考查一次电池及其应用 1.含义 放电后不可再充电的电池。 2.常见电池 （1）碱性锌锰电池 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 （2）锌银电池 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 【例5】锌锰干电池的历史悠久，其构造如图所示。下列说法错误的是(　　) A.锌锰干电池属于一次电池 B.电池工作时，锌筒为正极 C.电池工作时，石墨棒不会变细 D.电池工作时，MnO2发生还原反应 【变式5-1】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂－海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是(　　) A.海水起电解质溶液作用 B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D.该锂－海水电池属于一次电池 【变式5-2】下列关于干电池的描述错误的是(　　) A.最早的干电池是锌锰电池 B.普通干电池可以多次充电反复使用 C.普通锌锰干电池在使用过程中外壳逐渐变薄是因为Zn-2e-===Zn2+ D.普通干电池是一种将化学能转变成电能的装置 【变式5-3】碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池与锌锰干电池在反应过程中，锌均会被逐渐消耗，不可重复使用。以氢氧化钾溶液为电解质溶液的碱性锌锰电池，电池总反应式为Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnO。下列说法正确的是(　　) A.电池工作时，锌电极附近的溶液碱性增强 B.电池工作时，外电路中每通过1 mol电子，消耗65 g Zn C.电池正极的电极反应式为MnO2+H2O+e-===MnO+OH- D.碱性锌锰电池为二次电池 题型06 考查二次电池及其应用 1.二次电池定义 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。 2.铅酸蓄电池 构造示意图 总反应 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 放电 反应 负极 Pb＋SO－2e－===PbSO4 正极 PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O 充电 反应 阴极 PbSO4＋2e－===Pb＋SO 阳极 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 3.锂离子电池 总反应 Li1－xCoO2＋LixCyLiCoO2＋Cy 放电 反应 负极 LixCy－xe－===Cy＋xLi＋ 正极 Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 充电 反应 阴极 Cy＋xLi＋＋xe－=== LixCy 阳极 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 4.二次电池充电时的电极连接 (1)充电时的连接方法——正正负负 (2)充电时的电极反应式的关系——负极颠倒得阴极，正极颠倒得阳极 【解题通法】分析二次电池的方法步骤 1.根据所给电池反应的方程式，分析化合价的变化，确定正、负极及其反应。化合价升高的物质作负极，发生氧化反应，化合价降低的物质作正极，发生还原反应。 2.结合电解质溶液的环境，先写出负极的电极反应式，再用总反应方程式减去负极反应式即得正极反应式。书写时要注意质量守恒、电荷守恒的灵活应用。 3.充电时，电池的负极要发生还原反应，负极反应逆向书写，即为阴极反应；电池的正极要发生氧化反应，正极反应逆向书写，即为阳极反应。 4.根据电极反应式，综合分析离子的移动方向以及电解质溶液的变化。 【例6】（2025·山东淄博·一模）下列关于铅酸蓄电池的说法正确的是(　　) A．放电时，正极上发生的反应是Pb＋SO－2e－===PbSO4 B．放电时，该电池的负极材料是铅板 C．充电时，电池中硫酸的浓度不断减小 D．充电时，阳极上发生的反应是PbSO4＋2e－===Pb＋SO 【变式6-1】（2025·江西·二模）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是(　　) A．放电时负极反应为 Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．放电时正极发生氧化反应 C．放电时每转移2 mol电子，反应的锌是65 g D．充电时电能转化为化学能 【变式6-2】（2025·安徽宣城·一模）锌­空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　) A．放电时，电解质溶液中K＋向负极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为 Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况) 【变式6-3】（2025·山东泰安·一模）石墨烯锂硫电池是一种高效、低污染的新型二次电池，其装置如图所示。该电池的总反应为2Li＋xS===Li2Sx。Li＋可在固体电解质中迁移，下列说法不正确的是(　　) A．放电时，锂在负极上发生氧化反应 B．放电时，正极的电极反应式为xS＋2e－＋2Li＋===Li2Sx C．充电时，锂电极为阴极，与电源负极相连 D．充电时，理论上阳极失去2 mol电子生成32 g硫 题型07 考查燃料电池及其应用 1．燃料电池定义 一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 2．氢氧燃料电池 工作原理示意图 电解质溶液 稀硫酸 KOH溶液 负极反应 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 2H2＋O2===2H2O 3.甲烷燃料电池 电解质溶液 电极反应 总反应 H2SO4溶液 负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O KOH溶液 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O 4.乙醇燃料电池 电解质溶液 电极反应 总反应 H2SO4溶液 负极：C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O C2H5OH＋ 3O2===2CO2＋3H2O　 NaOH溶液 负极：C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ C2H5OH＋3O2＋4OH－===2CO＋5H2O 5.熔融盐燃料电池 如用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物为电解质的燃料电池，CO为燃料，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，在工作过程中，电解质熔融盐的组成不变。 正极：O2＋2CO2＋4e－===2CO； 负极：2CO＋2CO－4e－===4CO2； 总反应：2CO＋O2===2CO2。 【解题通法】以甲醇为燃料，不同介质中的电极反应式 1.酸性溶液(或含质子交换膜) 正极：O2＋6e－＋6H＋===3H2O； 负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。 2.碱性溶液 正极：O2＋6e－＋3H2O===6OH－； 负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。 3.固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动) 正极：O2＋6e－===3O2－； 负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O。 4.熔融碳酸盐(CO) 正极：O2＋6e－＋3CO2===3CO； 负极：CH3OH－6e－＋3CO===4CO2＋2H2O。 【例7】（2025·广西河池·一模）某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是(　　) A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变 C．该燃料电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O D．消耗2.24 L H2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移 【变式7-1】（2025·陕西·二模）一种应用比较广泛的甲醇燃料电池，电解液是酸性溶液，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．若有1 mol CO2生成，则有6 mol H＋从甲池通过质子交换膜进入乙池 B．N电极的电极反应式为O2＋4H＋－4e－===2H2O C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小 D．M电极为正极，发生还原反应 【变式7-2】（2025·四川德阳·一模）科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。下列说法错误的是(　　) A．电池正极发生的反应：O2＋4e－===2O2－ B．电池负极发生的反应：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O C．固体电解质里O2－的移动方向：由正极移向负极 D．向外电路释放电子的电极：正极(即电子由正极流向负极) 【变式7-3】（2025·广西南宁·一模）固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆­氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是(　　) A．有O2参加反应的多孔电极a为电池的负极 B．多孔电极b的电极反应式为H2＋2e－＋O2－===H2O C．多孔电极a的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O 题型08 考查新型化学电源 【解题通法】新型化学电源的突破 1.解答新型化学电源的四步骤 (1)根据题意分析元素化合价的变化，确定正、负极反应物。 (2)注意溶液酸碱性环境，书写正、负极反应式。 (3)依据原电池原理或正、负极反应式分析判断电子、离子的移向，电解质溶液的酸碱性变化。 (4)灵活应用守恒法、关系式法进行计算。 2.注意可充电电池的三事项 (1)放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 (2)充电时，可充电电池的正极连接外接电源的正极，可充电电池的负极连接外接电源的负极。 (3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断,分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 ①首先应分清电池是放电还是充电。 ②再判断出正、负极或阴、阳极。,放电：阳离子→正极，阴离子→负极；,充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。 【例8】（2025·河北保定·三模）用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为，还含有等杂质)。下列说法错误的是 A．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜 B．电池工作一段时间后，右室溶液的增大 C．a极电极反应式： D．若将含有的废水完全处理，可除去的质量为292.5g 【变式8-1】（2025·山东潍坊·一模）内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是 A．放电时，a极产物X中的均由CO放电产生 B．b极上电极反应式为： C．电池放电时，b极电极电势高于a极 D．电池隔膜为阳离子交换膜 【变式8-2】（2025·河南·一模）某乙烯燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流从电极经导线流向电极 B．电极的电极反应式为 C．当电极a消耗标准状况下时，有通过质子交换膜 D．验证生成的操作：取反应后的左室溶液于试管中，向其中加入新制，加热，观察现象 【变式8-3】（2025·广东·一模）某电池的切面结构示意图如图所示，放电时的反应为。下列说法错误的是 A．该电池工作时，向正极移动 B．聚合物隔膜为阳离子交换膜 C．放电时，正极的电极反应为 D．若初始两电极质量相等，放电转移个电子，则两电极的质量差为 题型09 考查物质循环转化型电池 根据物质转化中，注意电极反应与电极区反应，元素化合价的变化或离子的移动(阳离子移向正极区域，阴离子移向负极区域)判断电池的正、负极，是分析该电池的关键。 【例9】某生物燃料电池以N2和H2为原料可在一定温度下制取NH3，电池中含有固氮酶和氢化酶两种蛋白酶，工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A.a电极是燃料电池的正极 B.电极b的电极反应式为N2－6e－＋6H＋===2NH3 C.该电池适宜在高温下使用 D.电池工作时氢离子通过交换膜由a极区向b极区移动 【变式9-1】液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，其优点是储能容量大、使用寿命长。下图为一种中性Zn/Fe液流电池的结构及工作原理图。下列有关说法错误的是(　　) A.充电时电极A连电源负极 B.放电时正极电极反应为Fe(CN)＋e－===Fe(CN) C.放电时负极区离子浓度增大，正极区离子浓度减小 D.充电时阴极电极反应：ZnBr＋2e－===Zn＋4Br－ 【变式9-2】（2025·黑龙江大庆·二模）我国科学家发现，利用如下装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已知：双极膜(膜a、膜b)中间层中的可解离为和分别向两极迁移，下列说法错误的是 A．N极为正极 B．M极电极反应为 C．工作一段时间后，装置需要定期补充和 D．当电路中转移电子时，双极膜中有透过膜a进入到左侧区域 【变式9-3】（2025·陕西榆林·二模）钒电池利用不同价态的含钒离子发生反应实现电力的存贮和释放，其装置如图所示。下列有关叙述错误的是 A．充电时，右侧储液罐中V2+浓度不断减小 B．充电时，电极A的电极反应方程式为VO2++H2O-e-=+2H+ C．放电时，总反应方程式为+V2++2H+=VO2++V3++H2O D．增大含钒离子的浓度可以增大电池容量 题型10 考查微生物燃料电池 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂(如氧气)在正极得到电子被还原。 【例10】我国科学家设计的“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.A电极为正极 B.H＋从海底沉积层通过交接面向海水层移动 C.负极的电极反应式为CH2O－4e－＋H2O===CO2＋4H＋ D.高温下微生物蛋白质变性失活，故升温不一定能提高电池的效率 【变式10-1】某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2O催化还原，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是(　　) A.电池工作过程中电子由a极经外电路流向b极 B.b极反应式：Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O C.电池工作过程中a极区附近溶液的pH减小 D.每生成33.6 L CO2，则处理1 mol Cr2O 【变式10-2】（2025·湖北武汉·二模）双阴极微生物燃料电池处理含NH4废水的工作原理如图2所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池中的运行模式如图1所示，下列说法错误的是 A．I、Ⅲ为阴极室，Ⅱ为阳极室 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．Ⅲ室会发生反应 D．生成3.5gN2，理论上需要消耗10gO2 【变式10-3】（2025·云南·一模）微生物燃料电池是利用微生物作为催化剂降解污水中的有机物(以对苯二甲酸为例)，其原理如图装置所示。下列判断错误的是 A．微生物电池在处理废水时的能量转化为化学能变为电能 B．该微生物电池工作时，电流由极经负载流向极 C．该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜 D．该微生物电池的负极电极反应式为 1.（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 2.（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是 A．阴极反应为 B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变 3.（2025·广东卷）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 4.（2025·云南卷）是优良的固态电解质材料，取代部分后产生空位，可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是 A．每个晶胞中个数为12 B．该晶胞在yz平面的投影为 C．取代后，该电解质的化学式为 D．若只有发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等 5.（2025·江苏卷）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，溶液的不变 D．外电路每通过电子，电极b上产生 6.（2025·黑吉辽蒙卷）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 7.（2025·浙江卷）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 8.（2025·四川卷）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时、还原为，理论上需要氢原子 C．充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为 9.（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是 A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 C．充电时移向惰性电极 D．充电时每转移电子，降低 10.（2025·湖南·三模）胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类，它是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态，具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理，下列说法不正确的是 A．该电池中较大离子直径约为 B．充电时，储罐乙所在电极接直流电源正极 C．放电时，负极反应为 D．放电时，若外电路转移1mol电子，理论上储罐甲质量增加1g 11.（2025·湖南·一模）某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)，其工作原理如图所示，酸性增强不利于菌落存活。下列说法错误的是 A．碳棒b的电势比碳棒a的电势低 B．碳棒b存在电极反应： C．工作一段时间后，电池效率降低 D．每生成，理论上消耗标准状况下 12.（2025·湖南·三模）某化学兴趣小组探究的反应是否会正向进行，连接图1实验装置进行探究。打开磁力搅拌器，打开软件，采集数据，按压内筒，使两粒子导体相接触。向外筒加入1.2gNaCl固体，采集数据见图2。下列说法不正确的是（ ） 已知：(1)有氧化性，有还原性，形成闭合回路后两极产生电压。 (2)根据能斯特方程，越大，电压示数大。 (3)半径大，不能通过阳离子交换膜。 (4)、。 A．该反应的，故该反应正向进行程度很小 B．微电压曲线先是上升趋势，说明该反应正向进行 C．微电压曲线后是下降趋势，说明该反应逆向进行 D．为了保证实验准确，实验过程中外筒需封闭 13.（2025·江苏南京·一模）一种二次储能电池的构造示意图如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电能转化为化学能 B．放电时，发生还原反应 C．充电时，右侧通过质子交换膜向左侧电极移动 D．充电时，每生成，转移电子数为 14.（2025·江苏扬州·一模）新型锂硫电池能实现快速充电，其充电的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时，In电极接外电源负极 B．充电时石墨电极发生的反应为： C．放电时从石墨电极向In电极迁移 D．放电时每转移1mol电子，In电极生成32g硫 15.（2025·河北·一模）用于HMF()转化为FDCA()的液流燃料电池(LFFC)的结构和原理示意图如下图所示。该系统采用了酸性-碱性电解液的不对称设计，使用作为M极电解液，使用作为N极电解液。下列说法正确的是 A．电子由N极通过外电路转移到M极 B．M极的电极反应为 C．理论上，随反应进行需要及时添加 D．理论上，当消耗时生成 16.（2025·辽宁·二模）利用板状碳封装镍纳米晶体电催化将5—羟甲基糠醛转化为2，5—呋喃二甲酸，工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．电极电势： B．该装置工作时，向b极移动 C．一段时间后阴极区不变 D．产生气体X，双极膜中质量减少 17.（2025·江西·二模）固态有机聚合物电极凭借柔性，高容量，高安全性为下一代电池技术提供了新方向。一种新型二次电池的工作原理如图所示。电极N是一种固态有机聚合物，该电池电极M在充电过程中产生黄色的离子。下列说法错误的是 A．放电时，M电极的电势要高于N电极 B．放电时外电路中每转移0.5mol电子时，N极区质量增加3.5g C．充电时，M连接电源的正极 D．充电时，N极电极反应式是 18.（2025·江西南昌·一模）氨燃料电池是当前推动绿氨能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光：催化合成绿氨联合氨燃料电池的装置如图，在光照作用下光催化剂被激发产生电子和空穴。下列说法错误的是 A．极电势低于极电势 B．光催化剂表面发生反应： C．极的电极反应式是 D．燃料电池中，OH-向Y电极移动 19.（2025·浙江嘉兴·三模）盐酸羟胺可用于合成抗癌药，工业上可采用电化学方法制备，装置、正极反应机理如图所示。 下列有关说法不正确的是 A．该电池的总反应为： B．上述反应中的X、Y分别为 C．Pt电极上的反应： D．制取，有通过交换膜 20.（2025·广东广州·一模）电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是 A．石墨电极是负极 B．电极发生还原反应 C．溶液中向负极移动 D．石墨电极的电极反应式为： 21.（2025·北京·一模）我国科学家在可充放电式锌-空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。下列有关说法不正确的是 A．放电时电解质溶液中K+向正极移动 B．放电时锌电池负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- C．充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能 D．充电时阴极生成6.5gZn的同时阳极产生2.24LO2(标准状况) 22.（2025·福建福州·二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(代表葡萄糖)。 下列说法正确的是 A．该燃料电池是否工作与血糖的高低无关 B．工作时，电极Ⅰ附近pH下降 C．工作时，电子流向：电极Ⅱ→血液→电极Ⅰ D．工作时，电极Ⅱ的电极反应式为 23.（2025·北京·一模）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图所示。 下列有关微生物电池的说法中不正确的是 A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理 C．质子交换膜的交换动力来源于膜两侧离子浓度差 D．电池总反应为 24.（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）与锂离子电池相比，镁离子电池因能量密度高、价格低廉而得到了广泛关注。一种可充电电池示意图如下。该电池分别以(结构如标注框内所示)材料和为电极，以溶液为电解质溶液。下列说法正确的是 A．充电时，电极为阳极 B．放电时，正极区存在反应： C．放电时，PTO能通过GO膜进入左极室 D．充电时，外电路转移电子，左边电极质量减少 25.（2025·安徽·一模）有机溶剂-水自分层电池，借助液-液界面屏障，可以实现电池在无隔膜下平稳运行。中国科学院大连化学物理研究所提出了一种锌、溴自分层电池，该电池采用的水溶液作为负极电解液，而正极电解液为含的有机溶液。其装置如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，电子从负极流出进入正极，再经电解液回到负极 B．放电时，溶于中的被还原为，重新回到水溶液中 C．充电时，阴极电极反应式为 D．该电池可有效防止的交叉混合，因此无需隔膜 26.（2025·安徽·二模）某沉积物-微生物燃料电池可以把含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)回收处理并利用，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电子的移动方向：碳棒用电器碳棒 B．碳棒上生成的电极反应式： C．每生成，理论上消耗(标准状况下) D．工作一段时间后溶液酸性增强，氧硫化菌失去活性，电池效率降低 27.（2025·内蒙古包头·一模）用黑磷替代石墨，制成的锂离子电池（结构如图），有望解决电动车的续航、充电、耐用三大瓶颈难题，让新能源汽车得到更大的实用性发展。下列说法错误的是 电池反应式： A．充电时，A极与电源的正极相连 B．放电时，正极电极反应式： C．放电时，当电路中转移电子时，理论上黑磷质量增加 D．黑磷特殊层状结构有利于快速传导，提升了锂离子电池的容量和充电速度 28.（2025·辽宁沈阳·二模）我国科技工作者研发的碱混合硝酸锌电池工作原理如图所示。图中双极膜中间层中的解离为和，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法中错误的是 A．M膜是阴离子交换膜 B．催化电极上的电势比锌电极上的高 C．负极区的反应为 D．当正极区变化为时，锌电极质量会减少 29.（2025·江西·二模）一种新的二甲醚()双极膜燃料电池，电解质分别为和KOH，结构示意图如图所示，双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，能将水分子解离成和。下列说法正确的是 A．放电时，双极膜中的通过b膜转移至d极 B．c极反应式为 C．每消耗11.2L，双极膜处有2mol的解离 D．反应一段时间后，双极膜右侧电解质溶液的浓度不变 30.（2025·云南曲靖·一模）我国科研团队研发了一种新型可充放电的生物质电池，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．充电时，a为电源的负极 B．放电时，M极附近电解质溶液pH不变 C．放电时，若外电路转移1mol电子，理论上N极增重1g D．充电时，M电极反应为+2e—+2H2O=+2OH— / 学科网（北京）股份有限公司 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 目录 一、题型精讲 题型01 考查原电池装置的判断 1 题型02 考查原电池的工作原理 3 题型03 考查原电池原理的应用 6 题型04 考查原电池电极和电极方程式 9 题型05 考查一次电池及其应用 12 题型06 考查二次电池及其应用 14 题型07 考查燃料电池及其应用 18 题型08 考查新型化学电源 21 题型09 考查物质循环转化型电池 25 题型10 考查微生物燃料电池 28 二、靶向突破 题型01 考查原电池装置的判断 1．原电池的概念 原电池是将化学能转化为电能的装置。 2．盐桥及其作用 （1）成分：含KCl饱和溶液的琼胶。 （2）离子移动方向：Cl－移向负极区，K＋移向正极区。 （3）作用：将两个半电池形成通路，使氧化还原反应持续进行，并保持两溶液的电中性。 【解题通法】原电池的形成条件 1.能自发进行的氧化还原反应； 2.两个活泼性不同的能导电的电极； 3.电解质溶液或熔融电解质； 4.形成闭合回路。 【例1】（24-25·江苏扬州一中·期末）下列选项描述的过程能实现化学能转化为电能的是(　　) A.电池充电 B.光合作用 C.手机电池工作 D.太阳能板充电 【答案】C 【解析】电池充电是电能转化为化学能，故A错误；光合作用是太阳能转化为化学能，故B错误；手机电池工作是化学能转化为电能，故C正确；太阳能板充电是光能转化为电能，并向蓄电池充电，将电能转化为化学能储存起来，故D错误。 【变式1-1】（24-25·河北衡水二中·质检）在如图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极，则Y可能是(　　) A．锌 B．银 C．石墨 D．铜 【答案】A 【解析】在柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X，说明电极Y是负极，电极X是正极，Y的活动性比X强。根据金属活动性顺序可知，活动性：Zn＞Cu＞Ag，石墨是非金属单质，失去电子能力比金属弱，因此若X为铅电极，则Y应该是活动性比铅强的金属锌，故合理选项是A。 【变式1-2】（2025山西忻州·一模）原电池的构成是有条件的，下列关于如图所示装置的叙述错误的是(　　) A．Cu是负极，其质量逐渐减轻 B．H＋向铁电极移动 C．Cu片上有红棕色气体产生 D．Fe电极上发生还原反应 【答案】C 【解析】由于铁在常温下遇浓硝酸发生钝化，故将铁和铜用导线连接插入浓硝酸中，发生的反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，故铜为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，铁为正极，电极反应为2NO＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O。由分析可知，Cu是负极，其质量逐渐减轻，A正确；原电池中阳离子移向正极，故H＋向铁电极移动，B正确；由分析可知，NO在Fe片上得到电子，生成红棕色NO2气体，C错误；由分析可知，Fe电极为正极，发生还原反应，D正确。 【变式1-3】（24-25·黑龙江鹤岗一中·期末）下列装置不能构成原电池的是(　　) 【答案】C 【解析】A、B、D项都具有①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液；③闭合回路；④自发进行的氧化还原反应，故均能构成原电池；C项中酒精为非电解质，不能构成原电池。 题型02 考查原电池的工作原理 1．原电池的工作原理(以锌铜原电池为例) 装置 示意图 (盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶) 现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表的指针发生偏转 微观 探析 (1)负极区：Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液。 (2)正极区：Cu2＋得到电子生成Cu沉积在铜片上。 (3)导线上：电子由负极流向正极。 (4)盐桥中：K＋移向CuSO4溶液，Cl－移向ZnSO4溶液 宏观 解释 负极反应：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) 正极反应：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 【解题通法】原电池工作原理示意图 【例2】（2025·河南濮阳·一模）下列关于如图装置(该盐桥为含KNO3的琼脂)的说法正确的是(　　) A．银电极是负极 B．铜电极上发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ C．外电路中的电子从银电极流向铜电极 D．盐桥中K＋移向CuSO4溶液 【答案】B 【解析】该装置为有盐桥的原电池，在原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，铜比银活泼，铜电极是负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，故A错误、B正确；原电池中外电路中的电子从负极流向正极，即从铜电极流向银电极，故C错误；原电池中，阳离子移向正极，则盐桥中K＋移向AgNO3溶液，故D错误。 【变式2-1】（2025·湖北武汉·一模）分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A．①②中Mg为负极，③④中Fe为负极 B．②中Mg为正极，电极反应式为6H2O＋12e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 【答案】D 【解析】②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子为负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓硝酸反应失去电子为负极，A、C错误；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，Al为负极，Mg为正极，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B错误。 【变式2-2】（2025·吉林四平·二模）硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流计指针发生偏转，下列分析正确的是(　　) A．电流方向是从C1到C2 B．C1是负极，发生的反应是2I－－2e－===I2 C．K＋向C1电极移动 D．总反应是Hg2＋＋2I－===HgI2↓ 【答案】B 【解析】电流计指针发生偏转，说明有电流形成，构成原电池，碘离子具有还原性，失电子，C1为负极，电极反应式为2I－－2e－===I2，B正确；C2为正极，溶液中汞离子得电子，电极反应式为Hg2＋＋2e－===Hg，发生还原反应，电流方向是从正极(C2)流向负极(C1)，A错误；为保持硝酸汞溶液中电荷守恒，盐桥中阳离子移向硝酸汞溶液(C2电极)，C错误；原电池反应为氧化还原反应，该反应是非氧化还原反应，D错误。 【变式2-3】（2025·山东·二模）铜锌原电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．b电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu B．盐桥中K＋移向a电极 C．a电极发生还原反应 D．电子由Zn电极流出，经盐桥流向b电极 【答案】A 【解析】b电极上铜离子得到电子被还原，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，A正确；a电极为负极，盐桥中K＋移向正极即b电极，B错误；a电极为Zn，失去电子转变为Zn2＋，锌元素化合价升高，发生氧化反应，C错误；电子由Zn电极流出，沿导线流向b电极，D错误。 题型03 考查原电池原理的应用 1．增大氧化还原反应速率 原理 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减小，反应速率增大 实例 实验室制H2时，粗锌与稀硫酸反应比纯锌快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，也能增大反应速率 2.比较金属的活动性强弱 原理 一般原电池中，活泼金属为负极，发生氧化反应，较不活泼金属为正极，发生还原反应 实例 两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性：a＞b 3.用于金属的防护 原理 使被保护的金属作为原电池的正极而得到保护 实例 要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌块作为原电池的负极，铁闸作为正极 【解题通法】设计原电池的思路 设计思路 示例 以自发进行的氧化还原反应为基础 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 氧化反应(负极)：Cu－2e－===Cu2＋ 还原反应(正极)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 负极材料：Cu 正极材料：石墨或铂 电解质溶液：FeCl3溶液 画出示意图 【例3】（2025·湖北随州·一模）3.25 g锌与100 mL 1 mol·L－1的稀硫酸反应，为了增大反应速率而不改变H2的产量，可采取的措施是(　　) A．滴加几滴浓盐酸 B．滴加几滴浓硝酸 C．滴加几滴硫酸铜溶液 D．加入少量锌粒 【答案】A 【解析】3.25 g Zn的物质的量n(Zn)＝＝0.05 mol，100 mL 1 mol·L－1的稀硫酸中溶质的物质的量n(H2SO4)＝1 mol·L－1×0.1 L＝0.1 mol，根据化学方程式Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑可知，二者反应的物质的量之比是1∶1，故稀硫酸过量，反应放出H2要以不足量的Zn为标准计算。滴加几滴浓盐酸，增大了溶液中的c(H＋)，反应速率增大，且H2的产量不变，A符合题意；硝酸具有强氧化性，与Zn反应不能产生氢气，B不符合题意；Zn与CuSO4发生置换反应产生Cu和ZnSO4，Zn、Cu及稀硫酸构成原电池，使反应速率增大，但由于Zn消耗，导致反应产生H2的量减少，C不符合题意；加入少量锌粒，由于Zn是固体，浓度不变，因此反应速率不变，但产生的H2的量增多，D不符合题意。 【变式3-1】（2025·安徽淮北·一模）某电池的总反应离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，下列不能实现该反应的原电池是(　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Cu Fe FeCl3溶液 B C Fe Fe(NO3)3溶液 C Fe Zn Fe2(SO4)3溶液 D Ag Fe Fe2(SO4)3溶液 【答案】C 【解析】依据反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe发生氧化反应，失去电子，为负极，用比Fe活动性弱的金属或非金属导体为正极，用含Fe3＋的溶液为电解质溶液。A、B、D均可以实现，C不可以实现。 【变式3-2】（2025吉林通化·一模）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质量减小；b质量增加 b有气体产生；c无变化 d溶解；c有气体产生 电流从a流向d 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 【解析】由第一个装置a溶解可知，a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；由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性：d>a。综上所述，这四种金属的活动性顺序是d>a>b>c。 【变式3-3】（2025·福建龙岩·二模）以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是(　　) A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出了1 mol H2 B．两极上溶解和析出的物质的质量相等 C．锌片溶解了32.5 g，铜片上析出了2 g H2 D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol 【答案】A 【解析】锌铜原电池中，负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。当导线中通过2 mol电子时，溶解了1 mol(65g)锌，铜片上析出了1 mol氢气，消耗了1 mol硫酸。 题型04 考查原电池电极和电极方程式 1.原电池正、负极的判断方法 2.电极反应式的书写的一般方法 书写电极反应式时，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，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 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： 正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋； 负极：Cu－2e－===Cu2＋。 (2)加减法 ①写出总反应，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。 ②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如Li－e－===Li＋(负极)。 ③利用总反应式与写出的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。 【解题通法】电极方程式书写的方法技巧 1.列物质，标得失
电极反应物——产物及得失电子数。
 2.看环境，配守恒 在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即H、(HT、HO等是否参加反应，遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒。
 3.两式加，验总式 两电极反应式相加,与总反应式对照验证。 【例4】（2025·广西南宁·二模）某种可充电固态锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．电极电势：b极>a极 B．放电时电子流向：a极→负载→b极 C．充电时，阳极电极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO D．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化差值为7g 【答案】D 【分析】放电时，该电池为原电池，阳离子向正极移动，由图可知，Li+向b极移动，则b为正极，a为负极；充电时为电解池，a极为阴极，阴极上Li+得电子发生还原反应，b极为阳极，据此分析回答。 【解析】根据Li+移动方向可知：b极为正极，a极为负极；充电时，b极为阳极，a极为阴极，故电极电势b极高于a极，A正确；放电时，电子由负极a流出经外电路负载流入正极b，B正确；充电时，b极为阳极，失去电子，电极反应为：，C正确；放电时：外电路通过1mol电子时，b极减少1mol Li+ ，质量为7g，a极1mol Li+ 得到电子变为锂增重7g，充电时：外电路通过1mol电子时，a极失去电子迁移1mol Li+ 到b极，a极质量减少7g，b极1mol Li+ 得到电子变为锂增重7g，两电极质量变化差值为14g，D错误；故选D。 【变式4-1】（2025·河北·二模）高压科学研究中心研究的一种通过压力梯度驱动化学反应产生电能的电池装置如图所示。金刚石压砧把H2压入储氢电极PdHx，它在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到Pd电极参与反应，形成闭合回路。 下列说法错误的是(　　) A.Pd电极为正极 B.交换膜为质子交换膜 C.电池正极反应为PdHx－1＋H＋＋e－===PdHx D.Pd与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差 【答案】C 【解析】PdHx是负极材料，它在压力梯度的驱动下发生反应：PdHx－e－===PdHx－1＋H＋，生成的质子通过质子交换膜传输到上层钯电极(正极)，而电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到钯电极，并在此与质子重新结合发生还原反应，至此形成闭合回路。Pd电极为正极，A项正确；交换膜需要H＋通过并在正极发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，所以交换膜为质子交换膜，B项正确；电池正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；分析原理可知，Pd与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差，D正确。 【变式4-2】（2025·江西景德镇·一模）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．该电池的电解液为碱性溶液，负极为Ni2O3、正极为Fe B．该电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2　 C．该电池充电过程中，阴极附近溶液pH增大 D．该电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 【答案】A 【解析】因为放电时的反应中有氢氧化物生成，故电解质溶液是碱性溶液，因为铁元素的化合价升高，镍元素的化合价降低，故铁是负极，氧化镍是正极，故A错误，B正确；充电时的阴极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，故此时阴极附近溶液pH增大，故C正确；根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。 【变式4-3】（2025·广东江门·一模）气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是(　　) 待测气体 部分电极反应产物 NO2 NO Cl2 HCl CO CO2 H2S H2SO4 A.上述气体检测时，敏感电极均作电池正极 B.检测分别含H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同 C.检测H2S时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D.检测Cl2时，敏感电极的电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－ 【答案】D 【解析】原电池中的正极发生还原反应，得到电子，元素的化合价降低，而待测气体为CO时，反应产物为二氧化碳，C元素的化合价升高，发生氧化反应，所以此时敏感电极作电池负极，同理，待测气体为H2S时，S元素的化合价也升高，敏感电极作电池负极，A错误；H2S和CO体积分数相同，则二者物质的量相同，二者失去的电子的物质的量不同，CO失去2个电子，而H2S中S失去8个电子，所以在气体的扩散速度相同的前提下，传感器上产生的电流大小不同，B错误；检测H2S时，因为电极产物为H2SO4，所以电解质溶液为硫酸，对电极为正极，发生还原反应，充入空气，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；检测Cl2时，Cl元素的化合价降低，所以敏感电极作正极，则敏感电极的电极反应式是Cl2＋2e－===2Cl－，D正确。 题型05 考查一次电池及其应用 1.含义 放电后不可再充电的电池。 2.常见电池 （1）碱性锌锰电池 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 （2）锌银电池 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 【例5】锌锰干电池的历史悠久，其构造如图所示。下列说法错误的是(　　) A.锌锰干电池属于一次电池 B.电池工作时，锌筒为正极 C.电池工作时，石墨棒不会变细 D.电池工作时，MnO2发生还原反应 【答案】B 【解析】锌锰干电池为一次电池，石墨为正极，发生还原反应，锌筒为负极，发生氧化反应，故选B。 【变式5-1】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂－海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是(　　) A.海水起电解质溶液作用 B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D.该锂－海水电池属于一次电池 【答案】B 【解析】海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；N为正极，海水中的溶氧会发生电极反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。 【变式5-2】下列关于干电池的描述错误的是(　　) A.最早的干电池是锌锰电池 B.普通干电池可以多次充电反复使用 C.普通锌锰干电池在使用过程中外壳逐渐变薄是因为Zn-2e-===Zn2+ D.普通干电池是一种将化学能转变成电能的装置 【答案】B 【解析】普通干电池是一次电池，不像二次电池那样可以多次充电反复使用，故选B。 【变式5-3】碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池与锌锰干电池在反应过程中，锌均会被逐渐消耗，不可重复使用。以氢氧化钾溶液为电解质溶液的碱性锌锰电池，电池总反应式为Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnO。下列说法正确的是(　　) A.电池工作时，锌电极附近的溶液碱性增强 B.电池工作时，外电路中每通过1 mol电子，消耗65 g Zn C.电池正极的电极反应式为MnO2+H2O+e-===MnO+OH- D.碱性锌锰电池为二次电池 【答案】C 【解析】碱性锌锰电池不可重复使用，不是二次电池，D错误；电池工作时，Zn电极为负极，电极反应为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2，因此锌电极附近的溶液碱性减弱，外电路中每通过1 mol电子，消耗0.5 mol Zn，质量为32.5 g，A、B错误。 题型06 考查二次电池及其应用 1.二次电池定义 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。 2.铅酸蓄电池 构造示意图 总反应 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 放电 反应 负极 Pb＋SO－2e－===PbSO4 正极 PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O 充电 反应 阴极 PbSO4＋2e－===Pb＋SO 阳极 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 3.锂离子电池 总反应 Li1－xCoO2＋LixCyLiCoO2＋Cy 放电 反应 负极 LixCy－xe－===Cy＋xLi＋ 正极 Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 充电 反应 阴极 Cy＋xLi＋＋xe－=== LixCy 阳极 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 4.二次电池充电时的电极连接 (1)充电时的连接方法——正正负负 (2)充电时的电极反应式的关系——负极颠倒得阴极，正极颠倒得阳极 【解题通法】分析二次电池的方法步骤 1.根据所给电池反应的方程式，分析化合价的变化，确定正、负极及其反应。化合价升高的物质作负极，发生氧化反应，化合价降低的物质作正极，发生还原反应。 2.结合电解质溶液的环境，先写出负极的电极反应式，再用总反应方程式减去负极反应式即得正极反应式。书写时要注意质量守恒、电荷守恒的灵活应用。 3.充电时，电池的负极要发生还原反应，负极反应逆向书写，即为阴极反应；电池的正极要发生氧化反应，正极反应逆向书写，即为阳极反应。 4.根据电极反应式，综合分析离子的移动方向以及电解质溶液的变化。 【例6】（2025·山东淄博·一模）下列关于铅酸蓄电池的说法正确的是(　　) A．放电时，正极上发生的反应是Pb＋SO－2e－===PbSO4 B．放电时，该电池的负极材料是铅板 C．充电时，电池中硫酸的浓度不断减小 D．充电时，阳极上发生的反应是PbSO4＋2e－===Pb＋SO 【答案】B 【解析】A项，电池放电时正极上应发生还原反应，电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；C项，电池充电时，硫酸的浓度应不断增大；D项，电池充电时，阳极应发生氧化反应。 【变式6-1】（2025·江西·二模）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是(　　) A．放电时负极反应为 Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．放电时正极发生氧化反应 C．放电时每转移2 mol电子，反应的锌是65 g D．充电时电能转化为化学能 【答案】B 【解析】根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－=== Zn(OH)2，故A正确；放电时正极发生得电子的还原反应，故B错误；根据负极反应式Zn－2e－＋2OH－=== Zn(OH)2，可判断每转移2 mol电子，消耗1 mol锌，故反应的锌是65 g，故C正确；充电时电能转化为化学能，故D正确。 【变式6-2】（2025·安徽宣城·一模）锌­空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　) A．放电时，电解质溶液中K＋向负极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为 Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况) 【答案】C 【解析】放电时，K＋应该向正极移动，A项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH－，则充电时，OH－浓度应增大，B项错误。放电时，Zn为负极，失去电子生成Zn(OH)，其电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，C项正确。消耗1 mol O2转移4 mol电子，故转移2 mol电子时消耗0.5 mol O2，在标准状况下的体积为11.2 L，D项错误。 【变式6-3】（2025·山东泰安·一模）石墨烯锂硫电池是一种高效、低污染的新型二次电池，其装置如图所示。该电池的总反应为2Li＋xS===Li2Sx。Li＋可在固体电解质中迁移，下列说法不正确的是(　　) A．放电时，锂在负极上发生氧化反应 B．放电时，正极的电极反应式为xS＋2e－＋2Li＋===Li2Sx C．充电时，锂电极为阴极，与电源负极相连 D．充电时，理论上阳极失去2 mol电子生成32 g硫 【答案】D 【解析】电池的总反应为 2Li＋xS===Li2Sx，则放电时，锂在负极上发生氧化反应，故A正确；放电时，S电极为正极，发生还原反应，电极反应式为xS＋2e－＋2Li＋===Li2Sx，故B正确；充电时，阴极反应与负极反应刚好相反，所以锂电极为阴极，与电源负极相连，故C正确；充电时，阳极反应与正极反应刚好相反，阳极反应式为Li2Sx－2e－===xS＋2Li＋，所以理论上阳极失去2 mol电子生成32x g硫，故D错误。 题型07 考查燃料电池及其应用 1．燃料电池定义 一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 2．氢氧燃料电池 工作原理示意图 电解质溶液 稀硫酸 KOH溶液 负极反应 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 2H2＋O2===2H2O 3.甲烷燃料电池 电解质溶液 电极反应 总反应 H2SO4溶液 负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O KOH溶液 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O 4.乙醇燃料电池 电解质溶液 电极反应 总反应 H2SO4溶液 负极：C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O C2H5OH＋ 3O2===2CO2＋3H2O　 NaOH溶液 负极：C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ C2H5OH＋3O2＋4OH－===2CO＋5H2O 5.熔融盐燃料电池 如用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物为电解质的燃料电池，CO为燃料，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，在工作过程中，电解质熔融盐的组成不变。 正极：O2＋2CO2＋4e－===2CO； 负极：2CO＋2CO－4e－===4CO2； 总反应：2CO＋O2===2CO2。 【解题通法】以甲醇为燃料，不同介质中的电极反应式 1.酸性溶液(或含质子交换膜) 正极：O2＋6e－＋6H＋===3H2O； 负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。 2.碱性溶液 正极：O2＋6e－＋3H2O===6OH－； 负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。 3.固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动) 正极：O2＋6e－===3O2－； 负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O。 4.熔融碳酸盐(CO) 正极：O2＋6e－＋3CO2===3CO； 负极：CH3OH－6e－＋3CO===4CO2＋2H2O。 【例7】（2025·广西河池·一模）某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是(　　) A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变 C．该燃料电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O D．消耗2.24 L H2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移 【答案】D 【解析】在碱性氢氧燃料电池中，H2在负极上反应：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；O2在正极上反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，其总反应式为2H2＋O2===2H2O，工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变，但其浓度减小。消耗 2.24 L H2(标准状况)时，转移电子的物质的量为0.2 mol。 【变式7-1】（2025·陕西·二模）一种应用比较广泛的甲醇燃料电池，电解液是酸性溶液，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．若有1 mol CO2生成，则有6 mol H＋从甲池通过质子交换膜进入乙池 B．N电极的电极反应式为O2＋4H＋－4e－===2H2O C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小 D．M电极为正极，发生还原反应 【答案】A 【解析】由装置图可知，乙池为电子流入端，则N电极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，消耗H＋，溶液pH增大；甲池为电子流出端，则M电极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O ===CO2↑＋6H＋，所以若有1 mol CO2生成，则有6 mol H＋从甲池通过质子交换膜进入乙池。 【变式7-2】（2025·四川德阳·一模）科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。下列说法错误的是(　　) A．电池正极发生的反应：O2＋4e－===2O2－ B．电池负极发生的反应：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O C．固体电解质里O2－的移动方向：由正极移向负极 D．向外电路释放电子的电极：正极(即电子由正极流向负极) 【答案】D 【解析】因为放电时，电池正极发生还原反应(元素化合价降低)，负极发生氧化反应(元素化合价升高)，所以正极反应式是O2＋4e－===2O2－，负极反应式是CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O，由该电池的正、负极反应式可以看出，正极反应“源源不断”地产生O2－，负极反应要持续进行，则需要“持续不断”地消耗O2－，故电池内O2－的移动方向是由正极移向负极，电池的负极发生氧化反应，失去电子，故向外电路释放电子的电极是负极，即电子由负极流向正极。 【变式7-3】（2025·广西南宁·一模）固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆­氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是(　　) A．有O2参加反应的多孔电极a为电池的负极 B．多孔电极b的电极反应式为H2＋2e－＋O2－===H2O C．多孔电极a的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O 【答案】D 【解析】因为电子从多孔电极b流向多孔电极a，所以多孔电极b为负极，H2在该极发生氧化反应；多孔电极a为正极，O2在该极发生还原反应，由此推断该原电池的负极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O，正极反应式为O2＋2e－===O2－，则电池总反应式为2H2＋O2===2H2O。 题型08 考查新型化学电源 【解题通法】新型化学电源的突破 1.解答新型化学电源的四步骤 (1)根据题意分析元素化合价的变化，确定正、负极反应物。 (2)注意溶液酸碱性环境，书写正、负极反应式。 (3)依据原电池原理或正、负极反应式分析判断电子、离子的移向，电解质溶液的酸碱性变化。 (4)灵活应用守恒法、关系式法进行计算。 2.注意可充电电池的三事项 (1)放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 (2)充电时，可充电电池的正极连接外接电源的正极，可充电电池的负极连接外接电源的负极。 (3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断,分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 ①首先应分清电池是放电还是充电。 ②再判断出正、负极或阴、阳极。,放电：阳离子→正极，阴离子→负极；,充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。 【例8】（2025·河北保定·三模）用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为，还含有等杂质)。下列说法错误的是 A．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜 B．电池工作一段时间后，右室溶液的增大 C．a极电极反应式： D．若将含有的废水完全处理，可除去的质量为292.5g 【答案】D 【分析】如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，在a极，失去电子，被氧化为和，为负极，电极反应式为，则b极为正极，得电子被还原为，电极反应式为，海水中的阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动，据此回答。 【解析】a电极失去电子，附近负电荷减少，为了淡化海水，阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，A正确；由分析可知，b为正极，电极反应式为，则消耗氢离子，增大，B正确；由分析可知，a极电极反应式：，C正确；的物质的量为，根据选项A分析可知，消耗时转移电子，根据电荷守恒可知，可同时处理，其质量为，但是海水中还含有等杂质离子，故除去的质量小于，D错误；故选D。 【变式8-1】（2025·山东潍坊·一模）内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是 A．放电时，a极产物X中的均由CO放电产生 B．b极上电极反应式为： C．电池放电时，b极电极电势高于a极 D．电池隔膜为阳离子交换膜 【答案】C 【分析】由装置可知，甲烷和水经重整生成CO和H2，a电极上CO和H2失电子生成CO2和H2O，则a极为负极，电极反应式为：、，b极为正极，b电极上O2得电子结合CO2生成CO，电极反应式为：，据此解答。 【解析】根据分析可知，，a极产物X中的是由H2、CO放电产生，故A错误；根据分析可知，b电极上电极反应式为：，故B错误；a极为负极，b极为正极，正极电势高于负极电势，故C正确；熔融碳酸盐为电解质，故隔膜允许碳酸根离子通过，为阴离子交换膜，故D错误；故选C。 【变式8-2】（2025·河南·一模）某乙烯燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流从电极经导线流向电极 B．电极的电极反应式为 C．当电极a消耗标准状况下时，有通过质子交换膜 D．验证生成的操作：取反应后的左室溶液于试管中，向其中加入新制，加热，观察现象 【答案】C 【解析】在燃料电池中，通入燃料的电极a为负极，通入氧气的电极b为正极，电流由正极b经导线流向负极a，A选项错误；电极b为正极，氧气在正极得电子发生还原反应，其电极反应式应为，B选项错误；标准状况下1.12L的物质的量为，根据电极a的反应，1mol乙烯反应转移2mol电子，同时生成2mol，那么0.05mol乙烯反应转移0.1mol电子，会有0.1mol通过质子交换膜，C选项正确；反应后的左室溶液中可能含有未反应完的，应先加溶液中和硫酸至碱性，再加入新制加热，否则硫酸会与反应影响乙醛检验，D选项错误；故选C。 【变式8-3】（2025·广东·一模）某电池的切面结构示意图如图所示，放电时的反应为。下列说法错误的是 A．该电池工作时，向正极移动 B．聚合物隔膜为阳离子交换膜 C．放电时，正极的电极反应为 D．若初始两电极质量相等，放电转移个电子，则两电极的质量差为 【答案】D 【分析】根据电池反应：可知正极反应为：，负极反应为：。 【解析】放电时，阳离子向正极移动，则该电池工作时，向正极移动，A正确；根据分析可知通过隔膜向正极移动，则隔膜为阳离子交换膜，B正确；根据分析可知放电时正极反应为：，C正确；放电转移个电子，负极减少了 ，正极增加了 ，则两电极的质量差为，D错误；故选D。 题型09 考查物质循环转化型电池 根据物质转化中，注意电极反应与电极区反应，元素化合价的变化或离子的移动(阳离子移向正极区域，阴离子移向负极区域)判断电池的正、负极，是分析该电池的关键。 【例9】某生物燃料电池以N2和H2为原料可在一定温度下制取NH3，电池中含有固氮酶和氢化酶两种蛋白酶，工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A.a电极是燃料电池的正极 B.电极b的电极反应式为N2－6e－＋6H＋===2NH3 C.该电池适宜在高温下使用 D.电池工作时氢离子通过交换膜由a极区向b极区移动 【答案】D 【解析】a极上MV＋失去电子转化为MV2＋，电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，所以a极是负极，b极为正极。A.根据分析可知，a极是负极，故A错误；B.从图示可以看出，在固氮酶表面，N2和MV＋反应生成NH3和MV2＋，在电极b上MV2＋反应生成MV＋，故电极b的电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，故B错误；C.酶在高温条件下易失活，故C错误；D.原电池中阳离子向正极运动，电池工作时氢离子通过交换膜由a极区向b极区移动，故D正确。 【变式9-1】液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，其优点是储能容量大、使用寿命长。下图为一种中性Zn/Fe液流电池的结构及工作原理图。下列有关说法错误的是(　　) A.充电时电极A连电源负极 B.放电时正极电极反应为Fe(CN)＋e－===Fe(CN) C.放电时负极区离子浓度增大，正极区离子浓度减小 D.充电时阴极电极反应：ZnBr＋2e－===Zn＋4Br－ 【答案】C 【解析】由图可知，放电时，电极A为负极，电极反应式为Zn＋4Br－－2e－===ZnBr，放电时负极区离子浓度减小，C错误；电极B为正极，电极反应式为Fe(CN)＋e－===Fe(CN)，故B正确；充电时，电极A连电源负极，作电解池的阴极，电极反应式为ZnBr＋2e－===Zn＋4Br－，故A、D正确。 【变式9-2】（2025·黑龙江大庆·二模）我国科学家发现，利用如下装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已知：双极膜(膜a、膜b)中间层中的可解离为和分别向两极迁移，下列说法错误的是 A．N极为正极 B．M极电极反应为 C．工作一段时间后，装置需要定期补充和 D．当电路中转移电子时，双极膜中有透过膜a进入到左侧区域 【答案】D 【分析】由图可知，M电极为原电池的负极，碱性条件下乙硼烷在负极失去电子发生氧化反应生成偏硼酸根离子和水，N电极为正极，酸性条件下邻苯二醌类物质在正极得电子发生还原反应生成邻苯二酚类物质，中间层中水电离出的氢离子移向N极、氢氧根离子移向M极。 【解析】由分析可知，N电极为正极，故A正确；由分析可知，M电极为原电池的负极，碱性条件下乙硼烷在负极失去电子发生氧化反应生成偏硼酸根离子和水，电极反应式为，故B正确；N电极为正极，双极膜的b膜产生氢离子移向N电极，a膜产生氢氧根离子移向M电极，由得失电子数目守恒和电荷守恒可知，原电池工作时需要定期补充水和氢氧化钠，故C正确；根据可知，转移1.2mol电子时，需要有1.4mol氢氧根，根据电荷守恒，透过膜a过来的氢氧根为1.2mol，故D错误；故选D。 【变式9-3】（2025·陕西榆林·二模）钒电池利用不同价态的含钒离子发生反应实现电力的存贮和释放，其装置如图所示。下列有关叙述错误的是 A．充电时，右侧储液罐中V2+浓度不断减小 B．充电时，电极A的电极反应方程式为VO2++H2O-e-=+2H+ C．放电时，总反应方程式为+V2++2H+=VO2++V3++H2O D．增大含钒离子的浓度可以增大电池容量 【答案】A 【分析】 类型 电极 电极名称 电极反应 总反应 充电时(电解池) A 阳极 VO2++H2O-e-=+2H+ VO2++H2O+V3+=+2H++V2+ B 阴极 V3++e-=V2+ 放电时(原电池) A 正极 +2H++e-=VO2++H2O +V2++2H+=VO2++V3++H2O B 负极 V2+-e-=V3+ 【解析】充电时，右侧储液罐中发生反应V3++e-=V2+，V2+浓度不断增大，A项错误；充电时，电极A的电极反应方程式为VO2++H2O-e-=+2H+，B项正确；放电时，总反应方程式为+V2++2H+=VO2++V3++H2O，C项正确；增大含钒离子的浓度，即增大了储液罐中含钒离子的物质的量，电池容量会增大，D项正确；故选A。 题型10 考查微生物燃料电池 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂(如氧气)在正极得到电子被还原。 【例10】我国科学家设计的“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.A电极为正极 B.H＋从海底沉积层通过交接面向海水层移动 C.负极的电极反应式为CH2O－4e－＋H2O===CO2＋4H＋ D.高温下微生物蛋白质变性失活，故升温不一定能提高电池的效率 【答案】C 【解析】由图可知，A极物质由氧气转化为水，化合价降低，所以A极是正极，B极是负极，据此解答。A.由分析可知，A极是正极，B极是负极，故A正确；B.由分析可知，A极是正极，B极是负极，质子带正电荷，放电时向正极移动，所以质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动，故B正确；C.CH2O在微生物作用下与硫酸根离子反应生成CO2和HS－，并不是在负极的电极反应，负极上HS－失去电子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为HS－－2e－===S↓＋H＋，故C错误；D.微生物蛋白质高温条件下会失活，故升温不一定能提高电池的效率，故D正确。 【变式10-1】某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2O催化还原，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是(　　) A.电池工作过程中电子由a极经外电路流向b极 B.b极反应式：Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O C.电池工作过程中a极区附近溶液的pH减小 D.每生成33.6 L CO2，则处理1 mol Cr2O 【答案】D 【解析】由图可知，a极乙酸生成二氧化碳和氢离子，发生氧化反应为负极，反应为CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋；b极Cr2O转化为Cr3＋，发生还原反应，为正极，反应为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O；A.电池工作过程中，电子由负极流向正极，即由a极流向b极，故A正确；B.b极发生还原反应，电极式正确，故B正确；C.电池工作过程中a极区生成氢离子，电极附近溶液的pH减小，故C正确；D.每生成33.6 L(标况下)CO2，二氧化碳的物质的量为1.5 mol，转移电子6 mol，根据电子守恒可知可处理1 mol Cr2O，但是选项中未标明温度压强，气体的物质的量不确定为1.5 mol，故D错误。 【变式10-2】（2025·湖北武汉·二模）双阴极微生物燃料电池处理含NH4废水的工作原理如图2所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池中的运行模式如图1所示，下列说法错误的是 A．I、Ⅲ为阴极室，Ⅱ为阳极室 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．Ⅲ室会发生反应 D．生成3.5gN2，理论上需要消耗10gO2 【答案】D 【解析】I室和Ⅲ室发生反应，反应类型为还原反应，I室和Ⅲ室为阴极室，Ⅱ室发生反应为氧化反应，为阳极室，故A正确；Ⅱ室为阳极室、Ⅲ室为阴极室，Ⅱ室消耗阴离子，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确；根据图1所示，Ⅲ室中液体运动到I室，I室硝酸根离子发生还原反应，可知Ⅲ室中生成硝酸根离子，所以除了O2→H2O，还会发生的反应为，故C正确；I室发生反应，生成3.5gN2，即0.125mol，左侧阴极转移1.25mol电子，消耗0.25mol硝酸根离子；双阴极通过的电流相等，所以右侧阴极同样转移1.25mol电子，右侧阴极反应消耗氧气的物质的量为0.3125mol，Ⅲ室发生反应生成0.25mol硝酸根离子消耗0.5mol氧气，理论上需要消耗0.8125molO2，即26g，故D错误；故选D。 【变式10-3】（2025·云南·一模）微生物燃料电池是利用微生物作为催化剂降解污水中的有机物(以对苯二甲酸为例)，其原理如图装置所示。下列判断错误的是 A．微生物电池在处理废水时的能量转化为化学能变为电能 B．该微生物电池工作时，电流由极经负载流向极 C．该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜 D．该微生物电池的负极电极反应式为 【答案】C 【分析】根据原理图分析，氧气转化为水，发生还原反应，b电极为正极；对苯二甲酸转化为二氧化碳，发生氧化反应，a为负极，据以上分析解答。 【解析】微生物电池属于原电池，所以在处理废水时的能量转化为化学能变为电能，A正确；由分析可知，a电极为原电池的负极，b电极为正极，电流由b极经负载流到a极，B正确；由装置图可知，负极上对苯二甲酸放电生成的氢离子经离子交换膜流向正极，离子交换膜为阳离子交换膜，C错误；该微生物原电池的负极电极反应是发生氧化反应生成CO2。其电极反应式为，D正确；故选C。 1.（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，N电极上发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：，M电极为负极，电极反应为，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【解析】由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误；由分析可知，放电时，N电极反应为：，B错误；由分析可知，建立电子转移关系式：，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误；充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：，D正确；故选D。 2.（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是 A．阴极反应为 B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变 【答案】B 【分析】由图可知，左侧电极发生反应，则左侧为阳极，右侧电极反应为，则右侧电极为阴极，据此解答。 【解析】由分析可知，阴极反应为，A正确；已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断是吸热反应，无法推断和的稳定性，B错误；多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确；题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：和因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确；故选B。 3.（2025·广东卷）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【答案】C 【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：。 【解析】由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误；图a中，ⅰ到ⅱ过程为获得第一个电子的过程，根据题中信息，获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误；氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：，同时，反应负极每失去1个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确；由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误；故选C。 4.（2025·云南卷）是优良的固态电解质材料，取代部分后产生空位，可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是 A．每个晶胞中个数为12 B．该晶胞在yz平面的投影为 C．取代后，该电解质的化学式为 D．若只有发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等 【答案】C 【解析】由晶胞结构可知，Sc原子分布在晶胞的8个棱心和4个面心，由均摊法算出其原子个数为，由晶体的化学式可知，O原子的个数是Sc的4倍，因此，每个晶胞中O2-个数为12，A正确；由晶胞结构可知，该晶胞在yz平面的投影就是其前视图，B正确；Ce4+ 取代La3+后，Li+数目减小并产生空位，因此，根据化合价的代数和为0可知，取代后该电解质的化学式为，C错误；Li+与电子所带的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中内电路和外电路通过的电量相等，因此，若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等，D正确；故选C。 5.（2025·江苏卷）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，溶液的不变 D．外电路每通过电子，电极b上产生 【答案】A 【分析】光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应，a为负极，电极反应式为：；电极b上电子流入，发生还原反应，b为正极，电极反应式为：。 【解析】根据分析，电极a为负极，发生氧化反应，电极反应式为：，生成物有O2，A正确；原电池中阳离子向正极移动，电极a上生成，电极b上消耗，通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解总反应是电解水，溶液中减少，溶液浓度增大，pH减小，C错误；生成，转移2mol电子，外电路通过0.01mol电子时，电极b上生成，D错误；故选A。 6.（2025·黑吉辽蒙卷）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 【答案】D 【分析】放电过程中a、b极均增重，这说明a电极是负极，电极反应式为，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。 【解析】放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以向b极迁移，A正确； B．负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B正确；a电极是负极，电极反应式为，C正确；若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误；故选D。 7.（2025·浙江卷）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 【答案】C 【分析】电池放电时，锂电极为负极，发生反应：，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：，随温度升高Q增大，正极区转化为；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，或失去电子。 【解析】由分析可知，电池总反应方程式为：或，充放电时有参与或生成，因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率，A正确；比的半径小，因此优先于通过固态电解质膜，B正确；放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为，C错误；充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确；故选C。 8.（2025·四川卷）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时、还原为，理论上需要氢原子 C．充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为 【答案】A 【分析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，，正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为，正极区发生反应为(注意此反应不是电极反应)，充电时，金属铝为阴极，电极为阳极，据此解答。 【解析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根：，当转移3mol电子时，消耗，同时正极区会有通过离子交换膜进行补充，净消耗1mol，故负极区游离的数目会减少，故A错误；氢原子将吸附在电催化剂表面的逐步还原为，还原为，由化合价变化可知，得到8mol电子，所以理论上需要氢原子，故B正确；充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区，故C正确；充电时，电池阴极反应式为，阳极反应式为，总反应为，故D正确；故选A。 9.（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是 A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 C．充电时移向惰性电极 D．充电时每转移电子，降低 【答案】C 【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，目的是将解离为和，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：，阳极为气体扩散电极，电极反应：，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：，气体扩散电极为正极，电极反应为，据此解答。 【解析】放电时，会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误；放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B错误；充电时，向阴极移动，则向惰性电极移动，C正确；充电时每转移电子，会有与结合生成，但不知道电解液体积，无法计算降低了多少，D错误；故选C。 10.（2025·湖南·三模）胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类，它是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态，具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理，下列说法不正确的是 A．该电池中较大离子直径约为 B．充电时，储罐乙所在电极接直流电源正极 C．放电时，负极反应为 D．放电时，若外电路转移1mol电子，理论上储罐甲质量增加1g 【答案】B 【分析】由题干图示信息可知，放电时储罐甲的电极反应为：[H12(VO2)12(RC6H4PO3)8](4-x)-+xe-= [H12(VO2)12(RC6H4PO3)8]4-，发生还原反应，作正极，而储罐乙的电极反应为：，发生氧化反应，作负极，据此解答。 【解析】胶体的粒子直径为，故该胶体液流电池中较大离子直径约为，A正确；根据电池工作原理图储罐乙充电时，发生电极反应：，作阴极，接在直流电源的负极，B错误；根据电池工作原理图放电时，负极反应为：，C正确；转移1mol电子时，理论上有从右向左迁移，则储罐甲质量增加1g，D正确；故选B。 11.（2025·湖南·一模）某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)，其工作原理如图所示，酸性增强不利于菌落存活。下列说法错误的是 A．碳棒b的电势比碳棒a的电势低 B．碳棒b存在电极反应： C．工作一段时间后，电池效率降低 D．每生成，理论上消耗标准状况下 【答案】D 【分析】根据光合菌产生的 O2得电子结合 H+得到 H2O，碳棒a为正极，FeS2在硫氧化菌的作用下被氧化为S，S在硫氧化菌的作用下被氧化为硫酸根。 【解析】根据分析可知b极为负极，a极为正极，正极的电势高于负极，A正确；根据图示，碳棒b为负极，失电子，存在电极反应：，B正确；酸性增强不利于菌落存活，负极失电子发生的氧化反应会减慢，故工作一段时间后，电池效率降低，C正确；a为正极，光合菌产生的 O2得电子结合H+得到 H2O，电极反应为 O2+4e-+4H+=2H2O，每生成，转移6mol电子，理论上消耗标准状况下，D错误；故选D。 12.（2025·湖南·三模）某化学兴趣小组探究的反应是否会正向进行，连接图1实验装置进行探究。打开磁力搅拌器，打开软件，采集数据，按压内筒，使两粒子导体相接触。向外筒加入1.2gNaCl固体，采集数据见图2。下列说法不正确的是（ ） 已知：(1)有氧化性，有还原性，形成闭合回路后两极产生电压。 (2)根据能斯特方程，越大，电压示数大。 (3)半径大，不能通过阳离子交换膜。 (4)、。 A．该反应的，故该反应正向进行程度很小 B．微电压曲线先是上升趋势，说明该反应正向进行 C．微电压曲线后是下降趋势，说明该反应逆向进行 D．为了保证实验准确，实验过程中外筒需封闭 【答案】C 【解析】该反应的，故正向进行的程度很小，A正确；微电压曲线先是上升趋势，说明增大，即加入NaCl固体后，反应正向进行，B正确；微电压曲线后是下降趋势，是因为内筒中和外筒的形成原电池，发生电极反应：，导致减小，微电压曲线下降，不能说明该反应逆向进行，C错误；有还原性，直接和空气接触会被氧气氧化，影响微电压曲线的数据，对实验结果有影响，所以为了保证实验准确，实验过程中外筒需封闭，D正确；故选C。 13.（2025·江苏南京·一模）一种二次储能电池的构造示意图如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电能转化为化学能 B．放电时，发生还原反应 C．充电时，右侧通过质子交换膜向左侧电极移动 D．充电时，每生成，转移电子数为 【答案】C 【解析】放电时该装置是原电池，是化学能转化成电能，故A错误；放电时作负极，电极反应式为，发生氧化反应，是氧化产物，故B错误；充电时该装置是电解池，作阴极，溶液中的阳离子移向阴极，故通过质子交换膜向左侧电极移动，故C正确；充电时，右侧阳极的电极反应式为，每生成，转移电子数为，故D错误；故选C。 14.（2025·江苏扬州·一模）新型锂硫电池能实现快速充电，其充电的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时，In电极接外电源负极 B．充电时石墨电极发生的反应为： C．放电时从石墨电极向In电极迁移 D．放电时每转移1mol电子，In电极生成32g硫 【答案】A 【分析】由图可知，充电时石墨电极上被氧化为，石墨电极为阳极；In电极上被还原为，In电极为阴极，据此解答。 【解析】由分析可知，充电时，In电极为阴极，在电解池中，阴极接外电源负极，A正确；由分析可知，充电时石墨电极上被氧化为，电极反应式为：，B错误；放电时该装置作原电池，石墨电极作正极，In电极作负极，原电池中阳离子移向正极，则放电时从In电极向石墨电极迁移，C错误；放电时，In电极作负极，电极反应式为：，由电极反应式可知，每转移，In电极生成，其质量为16g，D错误；故选A。 15.（2025·河北·一模）用于HMF()转化为FDCA()的液流燃料电池(LFFC)的结构和原理示意图如下图所示。该系统采用了酸性-碱性电解液的不对称设计，使用作为M极电解液，使用作为N极电解液。下列说法正确的是 A．电子由N极通过外电路转移到M极 B．M极的电极反应为 C．理论上，随反应进行需要及时添加 D．理论上，当消耗时生成 【答案】D 【分析】N极V化合价+5→+4，得电子，则N极为正极，电极反应式为，故M极为负极，电极反应式为：。生成的VO2+在NO、HNO3的催化下与氧气反应生成和H2O。 【解析】据分析，N极为正极，M极为负极，电子由M极通过外电路转移到N极，故A错误；据分析，M极的电极反应为，故B错误；由图示可知，通过通入氧气再生，循环利用，无需添加，故C错误；根据电子守恒，列出关系式：，故D正确；故选D。 16.（2025·辽宁·二模）利用板状碳封装镍纳米晶体电催化将5—羟甲基糠醛转化为2，5—呋喃二甲酸，工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．电极电势： B．该装置工作时，向b极移动 C．一段时间后阴极区不变 D．产生气体X，双极膜中质量减少 【答案】C 【分析】HMF在b极发生氧化反应生成FDCA，则板状碳封装镍纳米晶体是阳极、石墨烯是阴极。 【解析】板状碳封装镍纳米晶体是阳极，b是电源正极、a是负极，电极电势：，故A错误；板状碳封装镍纳米晶体是阳极，电解池中阳离子向阴极移动，向a极移动，故B错误；a是阴极，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，电路中转移2mol电子，阴极生成1mol氢气和2molOH-，同时双极膜有2molH+移入a极区，所以阴极区不变，故C正确；a为阴极，X为氢气，则每产生1molH2转移2mol电子，双极膜中2molOH-有移向阳极，同时有2molH+移向阴极，双极膜中质量减少36g，故 D错误；故选C。 17.（2025·江西·二模）固态有机聚合物电极凭借柔性，高容量，高安全性为下一代电池技术提供了新方向。一种新型二次电池的工作原理如图所示。电极N是一种固态有机聚合物，该电池电极M在充电过程中产生黄色的离子。下列说法错误的是 A．放电时，M电极的电势要高于N电极 B．放电时外电路中每转移0.5mol电子时，N极区质量增加3.5g C．充电时，M连接电源的正极 D．充电时，N极电极反应式是 【答案】B 【分析】根据该电池电极M在充电过程中产生黄色的离子，则反应的电极反应式为：，得到M电极在充电时为阳极，放电时为正极，电极反应式为：；则N电极在放电时为负极，电极反应式为：，充电时为阴极，电极反应式为：；据此分析解答。 【解析】根据分析，在放电时M电极为正极，N电极为负极，正极电势高于负极，即M电极的电势要高于N电极，A正确；根据分析和电子转移守恒可知，当放电时外电路中每转移0.5mol电子时，则有会通过透过层从N极区向M极区移动，则N极区的质量会减少3.5g，B错误；根据分析，M在充电时为阳极，则连接在电源的正极，C正确；根据分析，充电时，N极电极反应式为：，D正确；故选B。 18.（2025·江西南昌·一模）氨燃料电池是当前推动绿氨能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光：催化合成绿氨联合氨燃料电池的装置如图，在光照作用下光催化剂被激发产生电子和空穴。下列说法错误的是 A．极电势低于极电势 B．光催化剂表面发生反应： C．极的电极反应式是 D．燃料电池中，OH-向Y电极移动 【答案】D 【分析】N2在光催化剂表面转化为NH3，碱性介质条件下，NH3转化为N2，化合价，发生氧化反应，则电极X为负极，电极反应式为：；H2O转化为O2，化合价降低，发生还原反应，则电极Y为正极，电极反应式为：2H2O+4e-=H2+4OH-，据此分析回答。 【解析】由分析可知，电极X为负极，电极Y为正极，则X极电势低于Y极电势，A正确；光催化剂表面H2O转化为O2，发生反应为：，B正确；电极X为负极，电极反应式为：，C正确；由分析可知，电极X为负极，电极Y为正极，原电池中阴离子向负极移动，则OH-向X电极移动，D错误；故选D。 19.（2025·浙江嘉兴·三模）盐酸羟胺可用于合成抗癌药，工业上可采用电化学方法制备，装置、正极反应机理如图所示。 下列有关说法不正确的是 A．该电池的总反应为： B．上述反应中的X、Y分别为 C．Pt电极上的反应： D．制取，有通过交换膜 【答案】D 【分析】由图可知，含铁的催化电极为原电池的正极，盐酸作用下一氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成盐酸羟胺，电极反应式为NO+3e-+4H+=NH3OH+，铂电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2-2e-=2H+，原电池工作时氢离子通过氢离子交换膜由负极区进入正极区。 【解析】将正极反应式×2+负极反应式×3得：2NO+3H2+2H+=2NH3OH+，化学方程式为2NO+3H2+2HCl=2NH2OH·HCl，故A正确；Y为反应机理最终产物，故Y为盐酸羟胺的阳离子NH3OH+，分析正极反应机理，结合元素守恒可以判断X为氢离子H+，故B正确；由分析，铂电极为负极，氢分子失去电子生成氢离子，正确的电极反应式为H2-2e-=2H+，故C正确；根据分析中正极电极反应式，消耗1mol NO，制取，得到3mol电子，消耗4molH+，根据分析中的负极电极反应式，失去3mol电子，生成3molH+，则有3mol H+通过交换膜，故D错误；故选D。 20.（2025·广东广州·一模）电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是 A．石墨电极是负极 B．电极发生还原反应 C．溶液中向负极移动 D．石墨电极的电极反应式为： 【答案】D 【分析】由图可知，Mg为负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，石墨为正极，H2O2具有氧化性，被还原，则正极上H2O2得电子，且电流从正极流向负极，溶液中阴离子向负极移动。 【解析】由分析可知，Mg电极为电池的负极，A错误；电极失去电子发生氧化反应，B错误；溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，C错误；石墨为正极，H2O2具有氧化性，得到电子被还原：，D正确；故选D。 21.（2025·北京·一模）我国科学家在可充放电式锌-空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。下列有关说法不正确的是 A．放电时电解质溶液中K+向正极移动 B．放电时锌电池负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- C．充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能 D．充电时阴极生成6.5gZn的同时阳极产生2.24LO2(标准状况) 【答案】D 【分析】根据2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-可知，O元素的化合价降低，被还原，应为原电池正极，Zn元素化合价升高，被氧化，应为原电池负极，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－=[Zn(OH)4]2－，放电时阳离子向正极移动，据此分析解答。 【解析】放电时电解质溶液中带正电荷的K＋向正极移动，故A正确；由总反应式知，放电时负极是活泼金属锌失去电子被氧化为Zn2＋，Zn2＋与OH－反应结合为[Zn(OH)4]2－：Zn－2e－＋4OH－=[Zn(OH)4]2－，故B正确；由总反应式和原理图知，放电时发生“氧化还原反应(ORR)”，充电时发生“析氧反应(OER)”，“双功能催化剂”意味着无论放电还是充电均能降低反应活化能，起到催化作用，故C正确；充电时阴极生成6.5 g Zn转移0.2 mol e－，而阳极产生2.24 L O2(标准状况)，转移0.4 mol e－，故D错误；故选D。 22.（2025·福建福州·二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(代表葡萄糖)。 下列说法正确的是 A．该燃料电池是否工作与血糖的高低无关 B．工作时，电极Ⅰ附近pH下降 C．工作时，电子流向：电极Ⅱ→血液→电极Ⅰ D．工作时，电极Ⅱ的电极反应式为 【答案】D 【分析】燃料电池通入氧化剂的电极I为正极，氧气发生还原反应生成水，电极II为负极，G-CHO被氧化为G-COOH，电极反应式：G−CHO+H2O−2e−=G−COOH+2H+； 【解析】题目明确说明血糖过高时会激活电池，因此该燃料电池是否工作与血糖高低有关，A错误；电极Ⅰ为正极，O₂在此得电子发生还原反应，可能的反应为O2+4e⁻+2H2O=4OH⁻，生成OH⁻使pH上升，B错误；电子只能通过导线传递，不能通过血液（电解质溶液），电子流向应为电极Ⅱ（负极）→导线→电极Ⅰ（正极），C错误；电极Ⅱ为负极，G-CHO（醛基）被氧化为G-COOH（羧基），每个醛基氧化失去2个电子，结合H2O生成羧基和H+，电极反应式正确，D正确；故选D。 23.（2025·北京·一模）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图所示。 下列有关微生物电池的说法中不正确的是 A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理 C．质子交换膜的交换动力来源于膜两侧离子浓度差 D．电池总反应为 【答案】A 【分析】该装置中，微生物为负极，发生反应：，为正极，反应为：，据此分析； 【解析】正极反应中有H2O生成，A错误；微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理(厌氧反应在常温下就可以进行)，B正确；离子交换膜的原理基于离子在膜中的扩散和传递，这一过程受到浓度梯度和电场的影响，C正确；负极反应：，正极反应：，两者相加，电池总反应为，D正确；故选D。 24.（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）与锂离子电池相比，镁离子电池因能量密度高、价格低廉而得到了广泛关注。一种可充电电池示意图如下。该电池分别以(结构如标注框内所示)材料和为电极，以溶液为电解质溶液。下列说法正确的是 A．充电时，电极为阳极 B．放电时，正极区存在反应： C．放电时，PTO能通过GO膜进入左极室 D．充电时，外电路转移电子，左边电极质量减少 【答案】B 【分析】放电时电极失电子转化为，电极为负极，发生氧化反应；PTO电极为正极，发生还原反应、；充电时电极为阴极，发生还原反应；电极为阳极，发生氧化反应、。 【解析】放电时，为负极，充电时为阴极，故A错误；放电时，PTO电极为正极，发生还原反应、，故B正确；图中膜只允许通过，能阻止进入左极室，故C错误；充电时，外电路转移电子，左侧反应为，左侧有转化成，使得左边电极质量增加，故D错误；故选B。 25.（2025·安徽·一模）有机溶剂-水自分层电池，借助液-液界面屏障，可以实现电池在无隔膜下平稳运行。中国科学院大连化学物理研究所提出了一种锌、溴自分层电池，该电池采用的水溶液作为负极电解液，而正极电解液为含的有机溶液。其装置如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，电子从负极流出进入正极，再经电解液回到负极 B．放电时，溶于中的被还原为，重新回到水溶液中 C．充电时，阴极电极反应式为 D．该电池可有效防止的交叉混合，因此无需隔膜 【答案】A 【分析】根据题意可知，ZnBr2为负极电解液，放电时电极反应式为，Br2的CCl4为正极电解液，电极反应式为。 【解析】放电时，电子从负极流出进入正极，但不会经过电解液，电解液中离子定向移动形成闭合回路，A错误。根据题干信息可知，放电时，有机相为正极电解液，溶于中的得电子被还原为，重新回到水溶液中，B正确。放电时，负极电极反应式为，故充电时，阴极电极反应式为，C正确。在水和中溶解度相差较大，该电池可有效防止的交叉混合，因此无需隔膜，D正确。 答案选A。 26.（2025·安徽·二模）某沉积物-微生物燃料电池可以把含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)回收处理并利用，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电子的移动方向：碳棒用电器碳棒 B．碳棒上生成的电极反应式： C．每生成，理论上消耗(标准状况下) D．工作一段时间后溶液酸性增强，氧硫化菌失去活性，电池效率降低 【答案】C 【分析】燃料电极为原电池，根据图中反应可知二硫化亚铁在碳棒b的表面反应生成硫单质，而后生成硫酸根，因此碳棒b为负极，生成水的碳棒a是正极，据此作答。 【解析】碳棒上发生氧化反应，碳棒为原电池的负极，碳棒为原电池的正极，在外电路，电子从负极移动到正极，A项正确；碳棒上(负极)生成的电极反应式：，B项正确；负极上每生成，电路中转移电子，理论上消耗(标准状况下)，C项错误；根据负极的电极反应可以判断，工作一段时间后，生成了，酸性增强，氧硫化菌失去活性，电池效率降低，D项正确；故选C。 27.（2025·内蒙古包头·一模）用黑磷替代石墨，制成的锂离子电池（结构如图），有望解决电动车的续航、充电、耐用三大瓶颈难题，让新能源汽车得到更大的实用性发展。下列说法错误的是 电池反应式： A．充电时，A极与电源的正极相连 B．放电时，正极电极反应式： C．放电时，当电路中转移电子时，理论上黑磷质量增加 D．黑磷特殊层状结构有利于快速传导，提升了锂离子电池的容量和充电速度 【答案】C 【分析】由总反应方程式可知，放电时，B电极为原电池的负极，LixP6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和P6，电极反应式为LixP6—xe—=xLi++P6，A电极为正极，锂离子作用下Li1−xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为，充电时，与直流电源正极相连的A电极为电解池的阳极，B为阴极。 【解析】由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的A电极为电解池的阳极，故A正确；由分析可知，放电时，A电极为正极，锂离子作用下Li1−xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为，故B正确；由分析可知，放电时，B电极为原电池的负极，LixP6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和P6，电极反应式为LixP6—xe—=xLi++P6，电路中转移电子时，理论上黑磷质量减小1.4g，故C错误；由图可知，黑磷特殊层状结构有利于锂离子快速传导，从而提升了锂离子电池的容量和充电速度，故D正确；故选C。 28.（2025·辽宁沈阳·二模）我国科技工作者研发的碱混合硝酸锌电池工作原理如图所示。图中双极膜中间层中的解离为和，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法中错误的是 A．M膜是阴离子交换膜 B．催化电极上的电势比锌电极上的高 C．负极区的反应为 D．当正极区变化为时，锌电极质量会减少 【答案】D 【分析】根据图中所示，锌电极中的Zn在碱性溶液中失去电子生成，故锌电极为负极；在催化电极上发生反应转化为，N元素化合价降低，发生还原反应，催化电极为正极。根据电池放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，双极膜中的通过M膜向负极移动，则M膜为阴离子交换膜，通过N膜向正极移动，则N膜为阳离子交换膜。 【解析】双极膜解离出的OH⁻需向负极区（锌电极区）迁移，M膜允许OH⁻通过，OH⁻为阴离子，故M膜是阴离子交换膜，A正确；催化电极为正极，锌电极为负极，原电池中正极电势高于负极，故催化电极上的电势比锌电极上的高，B正确；锌电极作负极，在碱性条件下失电子生成，反应式为，C正确；正极反应为，消耗10mol H+时转移8mole⁻，则双极膜中有8mol H+通过N膜转移至正极区，此时正极区变化为，锌电极质量会减少，D错误；故选D。 29.（2025·江西·二模）一种新的二甲醚()双极膜燃料电池，电解质分别为和KOH，结构示意图如图所示，双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，能将水分子解离成和。下列说法正确的是 A．放电时，双极膜中的通过b膜转移至d极 B．c极反应式为 C．每消耗11.2L，双极膜处有2mol的解离 D．反应一段时间后，双极膜右侧电解质溶液的浓度不变 【答案】B 【分析】电极c为负极，发生氧化反应，其电极方程式为；电极d为正极，发生还原反应，其电极方程式为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O。 【解析】放电时，阴离子向负极移动，即双极膜中的通过a膜转移至c极，故A错误；由分析知，c极反应式为，故B正确；由于不知气体所处的状况，无法确定11.2 L O2的物质的量，故C错误；双极膜右侧生成了水，溶液体积增大，电解质溶液的浓度减小，故D错误；故选B。 30.（2025·云南曲靖·一模）我国科研团队研发了一种新型可充放电的生物质电池，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．充电时，a为电源的负极 B．放电时，M极附近电解质溶液pH不变 C．放电时，若外电路转移1mol电子，理论上N极增重1g D．充电时，M电极反应为+2e—+2H2O=+2OH— 【答案】B 【分析】由图可知，放电时，电极M为原电池的负极，碱性条件下在负极失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为—2e—+3OH—=+2H2O，电极N为正极，水分子作用下Co0.2Ni0.8OOH在正极得到电子发生还原反应生成Co0.2Ni0.8(OH)2，电极反应式为Co0.2Ni0.8OOH+e—+H2O= Co0.2Ni0.8(OH)2+OH—；充电时，与直流电源负极相连的电极M为阴极，水分子作用下，在阴极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为+2e—+2H2O=+2OH—，电极N为阳极，碱性条件下Co0.2Ni0.8(OH)2在阳极失去电子发生氧化反应生成Co0.2Ni0.8OOH和水，电极反应式为Co0.2Ni0.8(OH)2—e—+OH—=Co0.2Ni0.8OOH+H2O。 【解析】由分析可知，充电时，与直流电源负极a相连的电极M为阴极，故A正确；由分析可知，放电时，电极M的电极反应式为—2e—+3OH—=+2H2O，电极N的电极反应式为Co0.2Ni0.8OOH+e—+H2O= Co0.2Ni0.8(OH)2+OH—，氢氧根离子通过阴离子交换膜进入负极区，由得失电子数目守恒可知，负极区最终消耗氢氧根离子，使得溶液的pH减小，故B错误；由分析可知，放电时，电极N的电极反应式为Co0.2Ni0.8OOH+e—+H2O= Co0.2Ni0.8(OH)2+OH—，则外电路转移1mol电子时，理论上N极增重的质量为1g，故C正确；由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的电极M为阴极，水分子作用下，在阴极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为+2e—+2H2O=+2OH—，故D正确；故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $