第02讲 原电池、化学电源（专项训练）（浙江专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第02讲 原电池、化学电源 目录 01 课标达标练 题型01原电池的工作原理 题型02原电池电极判断及电极反应的书写 题型03一次电池 题型04二次电池 题型05燃料电池 02 核心突破练 03 真题溯源练 01原电池工作原理 1．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( ) A．正极反应式为Zn-2e-=Zn2+ B．电池总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu C．在外电路中，电流从负极流向正极 D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 2．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( ) A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 3．Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池放电时，下列说法不正确的是( ) A．Cl-由负极向正极迁移 B．海水作电解质溶液 C．Mg作负极发生氧化反应 D．正极反应为AgCl+e-＝Cl-+Ag 4．下图中甲和乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是( ) A．乙图电池反应的离子方程式为：Co(s)+2Ag+(aq)=2Ag(s)+Co2+(aq) B．甲图当有1mol电子通过外电路时，正极有59gCo析出 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．反应2Ag(s)+Co2+(aq)=Co(s)+2Ag+(aq)不能发生 5．(2025·浙江省诸暨市三模)RbAg4I5是一种只传导Ag＋的固体电解质，利用RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器。某种测定O2含量的气体传感器如图所示，被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜，发生反应：4AlI3＋3O2=2Al2O3＋6I2，I2进一步在石墨电极上发生反应，引起电池电动势变化，从而测定O2的含量。下列关于气体传感器工作原理说法不正确的是( ) A．Ag＋通过固体电解质迁向正极 B．银电极的电极反应式为：Ag-e-=Ag+ C．测定一段时间后，固体电解质中Ag+减少 D．当O2浓度大时，电动势变大 6．【科学探究与创新意识】某校化学兴趣小组为了探究原电池的工作原理，进行了如下系列实验，请回答下列问题： (1)实验一：盐桥中的K+流向 (填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液，如果Zn的消耗速率为1×10-3 mol·s-1，为使电荷守恒，则K+的迁移速率为 mol·s-1。实验表明，若将装置中两个电极位置调换，则电路中没有电流通过，原因是 。 (2)实验二：将铜片和锌片插入溶液中，电流计指针有偏转，但立即就归零了，为什么锌失去的电子不能持续通过导线流向铜电极给Cu2+? 。 (3)实验三：铜片、锌片表面均有红色物质析出，电流计的指针偏转，但在较短时间内电流就明显减小。实验结束时测得锌片质量减小了3.94 g，铜片质量增加了3.84 g，则该原电池的工作效率(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)是 。 (4)与实验三相比，实验一中原电池的工作效率较高，原因是 。 02原电池电极判断与电极反应的书写 7．原电池的电极的正负不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( ) A．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Al-3e-=Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ 8．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作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 9．(2025·杭州市学军中学高三选考模拟)丙烯是有机化工中的重要原料，可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备。.工业上可利用丙烯进行电有机合成制备1，2-丙二醇。 (4)写出以稀硫酸为电解液，丙烯在电极上生成1，2-丙二醇的电极反应方程式： 。 10．(2025·浙江省湖州、衢州、丽水高三三地市一模)近年来，氨(NH3)作为一种无碳能源吸引了越来越多的关注。 (4)直接氨燃料电池是实现“氨经济”的重要应用，原理示意图如图4，氨转化为无污染物质，则A电极的电极反应式： 。 11．(2025·浙江省绍兴市三模)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡胶。 (5)研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛，以该反应原理设计成酸性燃料电池，则电池负极 。 12．(2025·浙江省温州市三模)CH3COOH在化工生产中具有非常高的经济价值。 (3)在KOH溶液中CO2电化学还原生成CH3COO-的电极反应方程式是： 。 13．【“双碳”与学科知识结合】(2025·浙江省桐乡市三模) “双碳”背景下，以CO2为原料合成CH3OH、H2C2O4等原料有重要的意义。利用电化学方法通过微生物电催化将CO2有效地转化为，装置如图所示。 (3)钛网电极是 极(填“阳”或“阴”)，写出生成H2C2O4的电极反应式 。 03一次电池 14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种锌银电池，其总反应为Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。下列叙述中正确的是( ) A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH逐渐增大 B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn C．Zn是负极，Ag2O是正极 D．Zn发生还原反应，Ag2O发生氧化反应 15．碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，Zn+2MnO2+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)。下列关于两种电池的说法中，正确的是( ) A．两种电池的负极反应物均为外壳金属 B．两种电池工作时都是MnO2发生氧化反应 C．碱性锌锰电池工作时KOH不参与电极反应 D．碱性锌锰电池中离子导体与电极反应物接触更充分 16．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 17．我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池，装置示意图如图。 下列说法不正确的是( ) A．电极a是正极 B．电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O C．每生成1molN2，有2molNaCl发生迁移 D．离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 18．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由________(填“a”或“b”，下同)极流向________极。 (2)电池的正极反应式为_____________________________________。 19．利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为_____________________________________。 20．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据表所示[溶解度/(g/100g水)]： 温度/℃ 化合物 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 回答下列问题： (1)该电池的正极反应式为 ___________。 (2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn___________g．(已知Q=It，F=96500C/mol) (3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过___________分离回收。 (4)滤渣的主要成分是MnO2、___________和___________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是___________，其原理是___________。 04二次电池 21．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 22．我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP (局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是( ) A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为：I3-+ZnZn2++3I- C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP D 放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子 23．水系钠离子电池有望代替锂离子电池和铅酸电池，工作原理如图所示，以TiO2光电极作辅助电极，充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法错误的是( ) A．充电时，极的电极反应式为：S42-+6e-=4S2- B．放电时，N极为该电池的负极 C．充电时，每生成1molNaI3，有2molNa+通过钠离子交换膜进入电极室 D．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 24．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) 25．(2025·浙江省名校协作体高三联考)目前新能源汽车多采用三元锂电池，某三元锂电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．充电时，需连接K1，K2，且B极为阴极 B．放电时，A极发生的反应为：xLi＋+6C+xe-=LixC6 C．放电时，电子流向为A极→用电器→B极→电解质溶液→A极 D．外电路每通过时，通过隔膜的质量为 26．【电化学与物质结构结合】磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为：LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。图1为某磷酸铁锂电池的切面，图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法不正确的是( ) A．放电时，负极反应： LixC6- xe- = xLi++6C B．(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为NA C．(b)代表放电过程， Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极 D．充电时的阳极反应： LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+ 05燃料电池 27．直接硼氢化物(BH4-)燃料电池(DBFC)具有理论电池电压高和能量密度大等特点，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是( ) A．电极N为负极，电极R为正极，箭头方向为电流移动方向 B．交换膜为质子交换膜，放电时阳离子向电池的正极定向移动 C．放电时，电极N上的电极反应式为BH4-+8e-+8OH-=BO2-+6H2O D．电极R通入O2，电池放电一段时间后，电极R附近溶液的pH升高 28．乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为2CH2CH2+O22CH3CHO。下列有关说法正确的是( ) A．a电极发生还原反应 B．放电时，每转移2 mol电子，理论上需要消耗28 g乙烯 C．b极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH- D．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b 29．直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是( ) A．电池工作时，电极I电势低 B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O C．电池总反应为：2H2O2=2H2O+O2↑ D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g 30．光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示： 已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e-)-空穴(h+)。下列说法错误的是( ) A．电极电势：电极a>电极b B．光激发时，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合 C．电极b发生的电极反应式为 D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解) 31．(2024·浙江省Z20名校联盟高三联考)一种三室微生物燃料电池的工作原理如图所示，该电池能同时去除有机物、脱氮形成无害气体和水。下列说法不正确的是( ) A．X、Y交换膜均为质子交换膜 B．电极室C中溶液经灭菌后通入电极室A C．b电极反应式： D．电极室C中仅发生还原反应 32．(1)近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时，N电极的电极反应式为____________。 (2)氢气是一种理想的清洁能源，其制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。有一种制氢方法为光电化学分解。其原理如图所示，钛酸锶光电极的电极反应为4OH－－4e－O2↑＋2H2O，则铂电极的电极反应为___________________。 1．微生物燃料电池(MFC)以厌氧微生物催化氧化有机物(如葡萄糖)，同时处理含Cu2+废水，装置如图所示，下列说法正确的是( ) A．N极发生氧化反应 B．温度越高，反应速率越快，电池工作效率越高 C．原电池中电子的移动方向是：M→导线→N→电解质溶液→M，阴离子移向M极 D．N极的电极反应式：Cu2++2e-=Cu 2．某甲烷燃料电池的构造如下图所示，a、b为电极，C、D为选择性离子交换膜，只允许一种离子通过。下列说法正确的是( ) A．电子由a沿导线流向b，再由b通过电解质溶液流回a B．a电极的电极反应式为：CH4-8e—+8OH—=CO2+6H2O C．出口Y中的质量分数小于 D．b是电池正极 3．某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(SO42-)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 4．如图，甲、乙是两个完全相同的光伏并网发电模拟装置，利用它们对煤浆进行脱硫处理。下列叙述中错误的是( ) A．光伏并网发电装置中b为正极 B．石墨1电极上消耗1molMn2+，甲、乙中各转移0.5mol电子 C．脱硫反应原理为：15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+ D．处理60gFeS2，石墨2电极上消耗7.5molH+ 5．工业生产中的二氧化碳过度排放加剧了地球的温室效应，某科技工作团队研究利用电化学将其转化为作为燃料再利用，转化的基本原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．M为电池负极，电池工作一段时间，M极附近溶液pH不变 B．N为电池正极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2- C．穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向 D．电路中转移1mol电子时，极电解质溶液增重8 g 6．(2025·浙江省第一届NBchem三模)Li-CO2电池因其理论能量密度高(约1876Wh/kg)且能够将温室气体CO2转化为电能，成为下一代储能技术的研究热点。典型的Li-CO2电池正极放电过程的产物为Li2CO3和一种单质(2：1)，然而Li2CO3还会不可逆分解导致Li-CO2电池“突然死亡”，已知产物中存在超氧根。近年来有研究提出使用可溶性氧化还原介体提高电化学性能，最终放电产物为Li2C2O4，但这会导致充电时充电电压增加与介体损耗。下面说法不正确的是( ) A．Li2CO3不可逆分解的离子反应方程式：2Li2CO3=4Li++CO2+O2-+3e- B．可溶性氧化还原介质在充电过程中可以保持稳定，不容易发生副反应 C．Li-CO2电池正极放电过程中，Li2CO3沉积在表面，不利于电极反应的进行 D．CO2生成Li2C2O4的电化学反应速率大于生成Li2CO3 7．(2025·浙江省Flawless线上联考三模)快速阅读下列材料，判断说法错误的一项是( ) Nature Chemistry在2025年发表的新型水系锌-碘电池研究引发关注。该电池正极采用的碳纳米管复合电极具备特殊的表面电荷分布，能对不同离子产生差异化的静电作用，进而精准调控离子在电极表面的吸附与反应活性。电池以含的水溶液为电解质溶液，充放电过程涉及I3-、I5-与I-之间复杂的转化，锌电极发生Zn2+的溶解与沉积。放电时总反应为Zn2++I3-= Zn2++3I-，正极存在副反应I5-I- (未配平)，且副反应程度与电极-电解液界面的电场强度、离子浓度梯度密切相关。碳纳米管复合电极对离子的吸附符合Langmuir吸附等温式：，其中I-是吸附量，是饱和吸附量，为吸附平衡常数，为离子浓度。 A．放电时，正极发生的副反应的电极方程为：I5-+4e-=5I- B．放电时，不论I3-和I5-消耗的速率之比如何变化，电路中每转移电子，负极减小的质量总是 C．若用铅酸蓄电池给该电池充电，PbO2电极应当与碳纳米管复合电极相接 D．碳纳米管复合电极对I5-的吸附程度随着I5-浓度的增大而线性增大 1．(2025·浙江1月卷，12，3分)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1molO2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是( ) A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，Li＋优先于K+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O2-转化为O22- D．充电时，锂电极接电源负极 2．(2025·重庆卷，10，3分)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Ag+Cl--e-=AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗1molSb4O5Cl2 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O 3．(2025•湖北卷，12，3分)某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]-转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是( ) A．[SO2CF3]-在阳极失去电子 B．生成气体中含有氟代烃 C．过程中铁元素的价态降低 D．[SO2CF3]-反应并离去是该电池保持原结构的原因 4．(2025·重庆卷，10，3分)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Ag+Cl--e-=AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗1molSb4O5Cl2 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O 5．(2025•湖北卷，12，3分)某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]-转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是( ) A．[SO2CF3]-在阳极失去电子 B．生成气体中含有氟代烃 C．过程中铁元素的价态降低 D．[SO2CF3]-反应并离去是该电池保持原结构的原因 6．(2023•浙江6月卷，5，3分)下列说法正确的是( ) A．图①装置可用于制取并收集氨气 B．图②操作可排出盛有KMnO4溶液滴定管尖嘴内的气泡 C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大 D．图④装置盐桥中阳离子向ZnSO4溶液中迁移 ( 18 / 18 )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 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 原电池、化学电源 目录 01 课标达标练 题型01原电池的工作原理 题型02原电池电极判断及电极反应的书写 题型03一次电池 题型04二次电池 题型05燃料电池 02 核心突破练 03 真题溯源练 01原电池工作原理 1．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( ) A．正极反应式为Zn-2e-=Zn2+ B．电池总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu C．在外电路中，电流从负极流向正极 D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 【答案】B 【解析】Zn为活泼金属，作负极，故Zn-2e-=Zn2+是负极反应式，A项错误；在外电路中，电流从正极流向负极，电子从负极流向正极，C项错误；盐桥中的K+移向消耗Cu2+的CuSO4溶液中，D项错误。 2．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( ) A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 【答案】B 【解析】由甲可知Cd的活动性强于Co，由乙可知Co的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。 3．Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池放电时，下列说法不正确的是( ) A．Cl-由负极向正极迁移 B．海水作电解质溶液 C．Mg作负极发生氧化反应 D．正极反应为AgCl+e-＝Cl-+Ag 【答案】A 【解析】A项，电池放电时，为原电池原理，阴离子由正极向负极迁移，A项错误；B项，Mg-AgCl电池是一种用海水激活的贮备电池，海水作为电解质溶液，B项正确；C项，原电池负极发生氧化反应，Mg失电子，作原电池的负极，C项正确；D项，原电池正极发生还原反应，AgCl得电子，生成Ag和Cl-，电极反应式为：AgCl+e-＝Cl-+Ag，D项正确；故选A。 4．下图中甲和乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是( ) A．乙图电池反应的离子方程式为：Co(s)+2Ag+(aq)=2Ag(s)+Co2+(aq) B．甲图当有1mol电子通过外电路时，正极有59gCo析出 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．反应2Ag(s)+Co2+(aq)=Co(s)+2Ag+(aq)不能发生 【答案】B 【解析】甲电池Cd为负极、Co为正极，电池总反应为，乙电池Co为负极、Ag为正极，发生总反应为。A项，由图可知，图乙中Co为负极、Ag为正极，总反应中Co被Ag+氧化离子方程式为Co(s)+2Ag+(aq)=2Ag(s)+Co2+(aq)，A正确；B项，由得失电子守恒有关系，则外电路中有2mol电子通过时正极有59gCo析出，B错误；C项，盐桥的作用是形成闭合回路和平衡电荷，原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，使两边溶液保持电中性，C正确；D项，甲电池Cd为负极、Co为正极，则氧化性Co2+＞Cd2+，乙电池Co为负极、Ag为正极，则氧化性Ag+＞Co2+，因此反应2Ag(s)+Co2+(aq)=Co(s)+2Ag+(aq)不发生能，D正确；故选B。 5．(2025·浙江省诸暨市三模)RbAg4I5是一种只传导Ag＋的固体电解质，利用RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器。某种测定O2含量的气体传感器如图所示，被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜，发生反应：4AlI3＋3O2=2Al2O3＋6I2，I2进一步在石墨电极上发生反应，引起电池电动势变化，从而测定O2的含量。下列关于气体传感器工作原理说法不正确的是( ) A．Ag＋通过固体电解质迁向正极 B．银电极的电极反应式为：Ag-e-=Ag+ C．测定一段时间后，固体电解质中Ag+减少 D．当O2浓度大时，电动势变大 【答案】C 【解析】由题意可知，银电极为原电池的负极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，多孔石墨电极为正极，银离子作用下碘在正极得到电子发生还原反应生成碘化银，电池的总反应为2Ag+I2=2AgI。A项，传感器工作过程中银离子通过固体电解质迁向正极，故A正确；B项，银电极为原电池的负极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，电极反应式为Ag-e-=Ag+，故B正确；C项，电池的总反应为2Ag+I2=2AgI，则测定一段时间后，固体电解质中银离子个数不变，故C错误；D项，由方程式可知，氧气浓度增大时，反应生成碘的物质的量增大，导致在正极放电的碘的物质的量增大，外电路转移电子的物质的量增大，电动势变大，故D正确；故选C。 6．【科学探究与创新意识】某校化学兴趣小组为了探究原电池的工作原理，进行了如下系列实验，请回答下列问题： (1)实验一：盐桥中的K+流向 (填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液，如果Zn的消耗速率为1×10-3 mol·s-1，为使电荷守恒，则K+的迁移速率为 mol·s-1。实验表明，若将装置中两个电极位置调换，则电路中没有电流通过，原因是 。 (2)实验二：将铜片和锌片插入溶液中，电流计指针有偏转，但立即就归零了，为什么锌失去的电子不能持续通过导线流向铜电极给Cu2+? 。 (3)实验三：铜片、锌片表面均有红色物质析出，电流计的指针偏转，但在较短时间内电流就明显减小。实验结束时测得锌片质量减小了3.94 g，铜片质量增加了3.84 g，则该原电池的工作效率(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)是 。 (4)与实验三相比，实验一中原电池的工作效率较高，原因是 。 【答案】(1)CuSO4 2×10-3 Zn直接与Cu2+发生反应 (2)未形成闭合的回路 (3)60% (4)Zn和Cu2+不直接接触发生反应，电子只能通过导线发生转移 【解析】(1)实验一中右侧烧杯消耗Cu2+，为保持溶液的电中性，盐桥中的K+应流向CuSO4溶液且迁移速率应该是Zn消耗速率的2倍。当电极调换位置后，Zn直接与Cu2+发生反应，电子无法转移到另外一个电极上。(3)铜片增加的质量是铜片上析出的单质铜的质量，生成的单质铜的物质的量n(Cu)=0.06 mol，需要溶解的锌也是0.06 mol，质量为3.9 g，多减小了0.04 g，是因为在锌表面还直接发生了反应Zn+Cu2+=Cu+Zn2+(由题目中锌片表面有红色物质析出可知)，利用该离子方程式可求出参与该反应的锌的质量为2.6 g，故该原电池的工作效率为3.9 g÷(3.9 g+2.6 g)×100%=60%。 02原电池电极判断与电极反应的书写 7．原电池的电极的正负不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( ) A．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Al-3e-=Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ 【答案】C 【解析】原电池正、负极的判断不能完全根据金属的活动性，因为可能会出现特殊情况：浓硝酸使铁、铝钝化；铝与NaOH溶液反应，而镁不能与NaOH溶液反应等。 8．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作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 【答案】B 【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，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，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正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。 9．(2025·杭州市学军中学高三选考模拟)丙烯是有机化工中的重要原料，可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备。.工业上可利用丙烯进行电有机合成制备1，2-丙二醇。 (4)写出以稀硫酸为电解液，丙烯在电极上生成1，2-丙二醇的电极反应方程式： 。 【答案】(4) CH2=CHCH3+2H2O-2e-=CH2(OH)-CH(OH)-CH3+2H+ 【解析】 (4)丙烯生成1，2-丙二醇，碳元素化合价升高发生氧化反应，所以丙烯在阳极得电子生成1，2-丙二醇，阳极的电极反应方程式为CH2=CHCH3+2H2O-2e-=CH2(OH)-CH(OH)-CH3+2H+。 10．(2025·浙江省湖州、衢州、丽水高三三地市一模)近年来，氨(NH3)作为一种无碳能源吸引了越来越多的关注。 (4)直接氨燃料电池是实现“氨经济”的重要应用，原理示意图如图4，氨转化为无污染物质，则A电极的电极反应式： 。 【答案】(4) 2NH3+6OH--6e-=N2＋6H2O 【解析】(4)由图可知，在A电极上NH3失电子转化为N2，A极为负极，电极反应为2NH3+6OH--6e-=N2＋6H2O。 11．(2025·浙江省绍兴市三模)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡胶。 (5)研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛，以该反应原理设计成酸性燃料电池，则电池负极 。 【答案】(5)—8e—+3H2O=+8H++CO2 【解析】(5)由题意可知，燃料电池的负极反应为水分子作用下苯乙烯在负极失去电子发生氧化反应生成苯甲醛、二氧化碳和氢离子，电极反应式为—8e—+3H2O=+8H++CO2。 12．(2025·浙江省温州市三模)CH3COOH在化工生产中具有非常高的经济价值。 (3)在KOH溶液中CO2电化学还原生成CH3COO-的电极反应方程式是： 。 【答案】(3) 2CO2+5H2O+8e-=CH3COO-＋7OH- 【解析】(3)CO2电化学还原生成CH3COO-得电子，在阴极发生反应，电极反应方程式是：2CO2+5H2O+8e-=CH3COO-＋7OH-； 13．【“双碳”与学科知识结合】(2025·浙江省桐乡市三模) “双碳”背景下，以CO2为原料合成CH3OH、H2C2O4等原料有重要的意义。利用电化学方法通过微生物电催化将CO2有效地转化为，装置如图所示。 (3)钛网电极是 极(填“阳”或“阴”)，写出生成H2C2O4的电极反应式 。 【答案】(3)阳 2CO2+2e-＋2H+=H2C2O4 【解析】(3)由图可知，钛网电极上水放电生成氧气，发生氧化反应，钛网电极为阳极，石墨电极区二氧化碳得到电子发生还原反应生成草酸，电极反应式为2CO2+2e-＋2H+=H2C2O4； 03一次电池 14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种锌银电池，其总反应为Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。下列叙述中正确的是( ) A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH逐渐增大 B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn C．Zn是负极，Ag2O是正极 D．Zn发生还原反应，Ag2O发生氧化反应 【答案】C 【解析】根据电池反应可知，Zn失电子被氧化，Ag2O得电子被还原，故Zn是负极，Ag2O是正极；负极在反应时消耗OH-，则负极区溶液的pH应逐渐减小；原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，即电子由Zn经外电路流向Ag2O；在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 15．碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，Zn+2MnO2+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)。下列关于两种电池的说法中，正确的是( ) A．两种电池的负极反应物均为外壳金属 B．两种电池工作时都是MnO2发生氧化反应 C．碱性锌锰电池工作时KOH不参与电极反应 D．碱性锌锰电池中离子导体与电极反应物接触更充分 【答案】D 【解析】A项，碱性锌锰电池负极反应物是锌粉，不是金属外壳，A错误；B项，两种电池工作时都是MnO2发生还原反应，B错误；C项，碱性锌锰电池工作时，负极上Zn被氧化生成Zn(OH)2，其电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，则KOH参与电极反应，C错误；D项，碱性锌锰电池中电极反应物是锌粉，与离子导体接触更充分，D正确。故选D。 16．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 【解析】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。A项，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；B项，根据图示，碳棒b为负极，失电子，存在电极反应：，B正确；C项，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；D项，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。 17．我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池，装置示意图如图。 下列说法不正确的是( ) A．电极a是正极 B．电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O C．每生成1molN2，有2molNaCl发生迁移 D．离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 【答案】C 【解析】该装置为原电池，电极a上氢离子得电子生成氢气，则a为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，电极b上，N2H4在碱性条件下失去电子生成N2，b为负极，电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，根据电解池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，则钠离子经c移向左侧(a)，氯离子经d移向右侧(b)，c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜。A项，电极a是正极，A正确；B项，电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，B正确；C项，根据N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，每生成1molN2，转移4mol电子，根据电荷守恒，有4molNaCl发生迁移，C错误；D项，离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜，D正确；故选C。 18．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由________(填“a”或“b”，下同)极流向________极。 (2)电池的正极反应式为_____________________________________。 【答案】(1)b a (2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 【解析】(1)结合所给装置图以及原电池反应原理可知，Li作负极，MnO2作正极，所以电子流向是a→b，电流方向则是b→a。(2)根据题给信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。 19．利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为_____________________________________。 【答案】从b到a CO＋O2－－2e－===CO2 【解析】工作时电极b作正极，O2－由电极b移向电极a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应，电极反应式为CO＋O2－－2e－===CO2。 20．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据表所示[溶解度/(g/100g水)]： 温度/℃ 化合物 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 回答下列问题： (1)该电池的正极反应式为 ___________。 (2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn___________g．(已知Q=It，F=96500C/mol) (3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过___________分离回收。 (4)滤渣的主要成分是MnO2、___________和___________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是___________，其原理是___________。 【答案】(1)MnO2＋e-＋H+=MnOOH (2)0.05g (3)加热浓缩、冷却结晶 (4)碳粉 MnOOH 在空气中加热 碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2 【解析】(1)该电池的正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH，电极方程式为MnO2+H++e-=MnOOH，负极锌被氧化生成Zn2+，电池总反应式为2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+；(2)电池工作5分钟，通过的电量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通过电子的物质的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/mol＝1.554×10－3mol，则理论消耗Zn的质量是m(Zn)＝1.554×10-3mol/2×65g/mol＝0.05g。(3)由于ZnCl2的溶解度受温度影响较大，而NH4Cl的溶解度受温度影响较小，所以可采用加热浓缩、冷却结晶的方法分离氯化锌和氯化铵混合物；(4)根据废电池糊状填充物中碳粉和MnO2及正极放电产生的MnOOH都不溶于水，可确定滤渣的主要成分；碳粉在足量氧气中燃烧转变为CO2，MnOOH在足量氧气中燃烧转变为MnO2，因此得到较纯的二氧化锰最简便的方法是在足量空气或氧气中燃烧滤渣。 04二次电池 21．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 【解析】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：。A项，放电时，负极反应为，A错误；B项，放电时，电池将化学能转化为电能，B错误；C项，充电时，正极区域为阳极，应与外接电源正极相连，C错误；D项，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。 22．我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP (局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是( ) A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为：I3-+ZnZn2++3I- C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP D 放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子 【答案】C 【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2＋，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2++2e-=Zn；正极上发生3I3-+2e-=3I-，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为3I--2e-=I3-。A项，标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键，A正确；B项，该电池总反应为I3-+ZnZn2++3I-，B正确；C项，充电时，阴极电极反应式为Zn2++2e-=Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；D项，放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2＋，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01mol)，理论上转移0.02 mol电子，D正确；故选C。 23．水系钠离子电池有望代替锂离子电池和铅酸电池，工作原理如图所示，以TiO2光电极作辅助电极，充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法错误的是( ) A．充电时，极的电极反应式为：S42-+6e-=4S2- B．放电时，N极为该电池的负极 C．充电时，每生成1molNaI3，有2molNa+通过钠离子交换膜进入电极室 D．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 【答案】B 【解析】充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3，由图可知，充电时，N极为阳极，电极反应式为3I--2e-= I3-，M极为阴极，电极反应式为S42-+6e-=4S2-，放电时，M极为负极，电极反应式为4S2--6e-═S42-，N极为正极。A项，由分析可知，充电时，M极为阴极，电极反应式为S42-+6e-=4S2-，故A正确；B项，由分析可知，放电时，M极为负极，故B错误；C项，充电时，N极为阳极，电极反应式为3I--2e-= I3-，生成1molNaI3，转移2mol电子，由电荷守恒可知，有2molNa+转移到M电极室，故C正确；D项，充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，故D正确；故选B。 24．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 【解析】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。A项，放电时电解质溶液中带正电荷的K＋向正极移动，故A正确；B项，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；C项，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；D项，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。 25．(2025·浙江省名校协作体高三联考)目前新能源汽车多采用三元锂电池，某三元锂电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．充电时，需连接K1，K2，且B极为阴极 B．放电时，A极发生的反应为：xLi＋+6C+xe-=LixC6 C．放电时，电子流向为A极→用电器→B极→电解质溶液→A极 D．外电路每通过时，通过隔膜的质量为 【答案】D 【解析】连接K2、K3时，装置为原电池，A为负极，电极反应为：LixC6－xe-=xLi＋+6C，B极正极，电极反应为；连接K1、K2时，装置为电解池，A极为阴极，B极力阳极，电极反应与原电池相反。A项，充电时，需连接K1，K2，且B极为阳极，故A错误；B项，放电时，为原电池，A极发生的反应为：LixC6－xe-=xLi＋+6C，故B错误；C项，放电时为原电池，电子不经过电解液，流向为A极→用电器→B极，故C错误；D项，当外电路通过1 mol 电子时，通过隔膜的Li+的物质的量1 mol，其质量为1 mol x7g•mol-1 =7g，故D正确；故选D。 26．【电化学与物质结构结合】磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为：LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。图1为某磷酸铁锂电池的切面，图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法不正确的是( ) A．放电时，负极反应： LixC6- xe- = xLi++6C B．(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为NA C．(b)代表放电过程， Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极 D．充电时的阳极反应： LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+ 【答案】B 【解析】从总反应分析， LixC6变为C和Li+为氧化反应，该极为原电池的负极。而Li1-xFePO4变为LiFePO4发生还原反应，它为原电池的正极。A项，放电的负极为 LixC6- xe- = xLi++6C，A正确；B项，a过程由于Fe2+化合价升高为Fe3+，为了平衡电荷Li+脱嵌减少。从图看晶胞中减少了棱上1个和面心的一个Li+总共减少，所以1mol晶体中转移NA电子，B错误；C项，放电时，该材料在正极发生还原反应，即Fe由+2变为+3为b过程，Li+嵌入正极，C正确；D项，充电时的总反应为 6C+LiFePO4= LixC6+Li1-xFePO4，阳极发生氧化反应为 LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+，D正确；故选B。 05燃料电池 27．直接硼氢化物(BH4-)燃料电池(DBFC)具有理论电池电压高和能量密度大等特点，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是( ) A．电极N为负极，电极R为正极，箭头方向为电流移动方向 B．交换膜为质子交换膜，放电时阳离子向电池的正极定向移动 C．放电时，电极N上的电极反应式为BH4-+8e-+8OH-=BO2-+6H2O D．电极R通入O2，电池放电一段时间后，电极R附近溶液的pH升高 【答案】D 【解析】A项，Na+由N极移向R极，可知电极N为负极、电极R为正极，箭头方向为电子移动方向，故A错误；B项，根据图示，Na+透过交换膜，放电时Na+向电池的正极定向移动，故B错误；C项，放电时，N是负极，电极N上的电极反应式为BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O，故C错误；D项，电极R通入O2，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池放电一段时间后，电极R附近溶液的pH升高，故D正确；故选D。 28．乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为2CH2CH2+O22CH3CHO。下列有关说法正确的是( ) A．a电极发生还原反应 B．放电时，每转移2 mol电子，理论上需要消耗28 g乙烯 C．b极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH- D．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b 【答案】B 【解析】由题图可知，a电极通入乙烯，为负极，放电时乙烯发生氧化反应生成乙醛，A项错误；电解质溶液显酸性，b电极通入氧气，放电后生成水，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，C项错误；放电时电子从负极通过外电路向正极移动，D项错误。 29．直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是( ) A．电池工作时，电极I电势低 B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O C．电池总反应为：2H2O2=2H2O+O2↑ D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g 【答案】C 【解析】电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I为负极，电极Ⅱ为正极，负极：H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O，正极：H2O2+2e- +2H+=2H2O。A项，电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I电势低，A正确；B项，电极Ⅱ为正极，电极反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O，B正确；C项，该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 H+来自H2SO4，K+通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应为：2H2O2+2KOH+H2SO4=K2SO4+4H2O+O2↑，C错误；D项，当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的K+为0.1mol，即3.9g，D正确； 故选C。 30．光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示： 已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e-)-空穴(h+)。下列说法错误的是( ) A．电极电势：电极a>电极b B．光激发时，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合 C．电极b发生的电极反应式为 D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解) 【答案】C 【解析】A项，根据题图信息判断，(C6H10O5)n在电极b上失电子，转化为CO2，则电极b为负极，电极a为正极，原电池中，正极的电极电势高于负极的电极电势，则电极电势：电极a>电极b，A正确；B项，根据题图信息判断，电极a在光激发条件下会产生电子(e-)、空穴(h+)，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合，B正确；C项，根据得失电子守恒判断，电极b发生的电极反应式为，C错误；D项，根据电极反应判断，每转移24nmol电子时，右侧溶液中生成24nmolH+，同时会有24nmolH+通过阳离子交换膜移向左侧溶液，则右侧溶液的pH保持不变，D正确；故选C。 31．(2024·浙江省Z20名校联盟高三联考)一种三室微生物燃料电池的工作原理如图所示，该电池能同时去除有机物、脱氮形成无害气体和水。下列说法不正确的是( ) A．X、Y交换膜均为质子交换膜 B．电极室C中溶液经灭菌后通入电极室A C．b电极反应式： D．电极室C中仅发生还原反应 【答案】D 【解析】根据图中电子的流向和电极上的变化可判断电极b电极上发生的反应为：，电极a上的反应为，而电池c上有两个变化过程分别为：，。A项，结合电极反应可判断X、Y交换膜均为质子交换膜，故A正确； B项，结合分析可知电极室C中溶液经灭菌后通入电极室A，故B正确；C项，b电极反应式：，故C正确；D项，结合电极上的变化，可知电极室C中既发生还原反应又发生了氧化反应，故D错误；故选D。 32．(1)近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时，N电极的电极反应式为____________。 (2)氢气是一种理想的清洁能源，其制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。有一种制氢方法为光电化学分解。其原理如图所示，钛酸锶光电极的电极反应为4OH－－4e－O2↑＋2H2O，则铂电极的电极反应为___________________。 【答案】(1)CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O (2)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 【解析】(1)根据装置图，N极CO2得电子生成CO，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O。 (2)依据装置图中的电子流向分析，铂电极作原电池正极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。 1．微生物燃料电池(MFC)以厌氧微生物催化氧化有机物(如葡萄糖)，同时处理含Cu2+废水，装置如图所示，下列说法正确的是( ) A．N极发生氧化反应 B．温度越高，反应速率越快，电池工作效率越高 C．原电池中电子的移动方向是：M→导线→N→电解质溶液→M，阴离子移向M极 D．N极的电极反应式：Cu2++2e-=Cu 【答案】D 【解析】该微生物燃料电池工作时，厌氧微生物催化氧化葡萄糖，同时处理含Cu2+废水，则葡萄糖所在的M电极为负极，负极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-＝6CO2↑+24H+，N电极为正极，正极反应式为Cu2++2e-=Cu。A项，由题意可知，厌氧微生物催化氧化葡萄糖，即葡萄糖发生失电子的氧化反应，则所在的M电极为负极，N电极为正极，发生还原反应，故A错误；B项，高温环境能使蛋白质凝固变性，导致电池不能正常工作，所以该电池不能在高温环境中工作，故B错误；C项，原电池工作时，废水中阴离子移向负极，电子通过导线由负极流向正极，不能通过溶液传递，故C错误；D项，N电极为原电池的正极，Cu2+得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故D正确；故选D。 2．某甲烷燃料电池的构造如下图所示，a、b为电极，C、D为选择性离子交换膜，只允许一种离子通过。下列说法正确的是( ) A．电子由a沿导线流向b，再由b通过电解质溶液流回a B．a电极的电极反应式为：CH4-8e—+8OH—=CO2+6H2O C．出口Y中的质量分数小于 D．b是电池正极 【答案】D 【解析】由图可知，通入甲烷的a电极为燃料电池的负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e—+10OH—=CO32-+7H2O，通入氧气的b电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e—+2H2O=4OH—。A项，电解质溶液不能传递电子，故A错误；B项，通入甲烷的a电极为燃料电池的负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4—8e—+10OH—=CO32-+7H2O，故B错误；C项，通入氧气的b电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，所以出口Y中氢氧化钾的质量分数大于，故C错误；D项，通入氧气的b电极为正极，故D正确；故选D。 3．某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(SO42-)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 【答案】C 【解析】Cu作正极，电极上发生还原反应，A项错误；电池工作过程中，SO42-不参加电极反应，故甲池的c(SO42-)基本不变，B项错误；电池工作时，甲池反应为Zn-2e-=Zn2+，乙池反应为Cu2++2e-=Cu，甲池中Zn2+会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2+为65 g，溶液总质量略有增加，C项正确；由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，D项错误。 4．如图，甲、乙是两个完全相同的光伏并网发电模拟装置，利用它们对煤浆进行脱硫处理。下列叙述中错误的是( ) A．光伏并网发电装置中b为正极 B．石墨1电极上消耗1molMn2+，甲、乙中各转移0.5mol电子 C．脱硫反应原理为：15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+ D．处理60gFeS2，石墨2电极上消耗7.5molH+ 【答案】B 【解析】由图可知，石墨1电极上Mn元素价态升高失电子，故石墨1为阳极，电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，Mn3+与FeS2反应实现脱硫，反应为15Mn3++FeS2+8H2O═15Mn2++Fe3++2 SO42-+16H+，石墨2为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑。A项，石墨1为阳极极，则b极为电源的正极，A正确；B项，石墨1为阳极，电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，消耗1molMn2+，电路中转移1mol电子，B错误；C项，阳极生成的Mn3+与FeS2反应实现脱硫，反应为15Mn3++FeS2+8H2O═15Mn2++Fe3++2 SO42-+16H+，C正确；D项，处理60gFeS2，消耗阳极生成的Mn3+的物质的量为×15=7.5mol，转移电子7.5mol，石墨2为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，石墨2上消耗7.5molH+，D正确；故选B。 5．工业生产中的二氧化碳过度排放加剧了地球的温室效应，某科技工作团队研究利用电化学将其转化为作为燃料再利用，转化的基本原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．M为电池负极，电池工作一段时间，M极附近溶液pH不变 B．N为电池正极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2- C．穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向 D．电路中转移1mol电子时，极电解质溶液增重8 g 【答案】C 【解析】A项，根据图示，M极上水失电子放出氧气，M电极发生氧化反应，M为电池负极，负极反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，电池工作一段时间，M极附近溶液pH降低，故A错误；B项，根据图示，N极上二氧化碳得电子生成一氧化碳，N电极发生还原反应，N为电池正极，电极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，故B错误；C项，原电池中阳离子向正极移动，N是正极，穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向，故C正确；D项，根据CO2+2e-+2H+=CO+H2O，电路中转移1mol电子时，N极生成0.5mol水，电解质溶液增重9 g，故D错误；故选C。 6．(2025·浙江省第一届NBchem三模)Li-CO2电池因其理论能量密度高(约1876Wh/kg)且能够将温室气体CO2转化为电能，成为下一代储能技术的研究热点。典型的Li-CO2电池正极放电过程的产物为Li2CO3和一种单质(2：1)，然而Li2CO3还会不可逆分解导致Li-CO2电池“突然死亡”，已知产物中存在超氧根。近年来有研究提出使用可溶性氧化还原介体提高电化学性能，最终放电产物为Li2C2O4，但这会导致充电时充电电压增加与介体损耗。下面说法不正确的是( ) A．Li2CO3不可逆分解的离子反应方程式：2Li2CO3=4Li++CO2+O2-+3e- B．可溶性氧化还原介质在充电过程中可以保持稳定，不容易发生副反应 C．Li-CO2电池正极放电过程中，Li2CO3沉积在表面，不利于电极反应的进行 D．CO2生成Li2C2O4的电化学反应速率大于生成Li2CO3 【答案】B 【解析】A项，由题目中的条可知，Li2CO3不可逆分解的离子反应方程式：2Li2CO3=4Li++CO2+O2-+3e-，A正确；B项，可溶性氧化还原介质在充电过程中会导致充电电压增加与介体损耗，无法保持稳定，B错误；C项，Li-CO2电池正极放电过程中，Li2CO3沉积在表面，会发生不可逆分解导致Li-CO2电池“突然死亡”，不利于电极反应的进行，C正确；D项，新方法生成Li2C2O4更优，能提升电化学性能，说明确实有利于快速反应，D正确；故选B。 7．(2025·浙江省Flawless线上联考三模)快速阅读下列材料，判断说法错误的一项是( ) Nature Chemistry在2025年发表的新型水系锌-碘电池研究引发关注。该电池正极采用的碳纳米管复合电极具备特殊的表面电荷分布，能对不同离子产生差异化的静电作用，进而精准调控离子在电极表面的吸附与反应活性。电池以含的水溶液为电解质溶液，充放电过程涉及I3-、I5-与I-之间复杂的转化，锌电极发生Zn2+的溶解与沉积。放电时总反应为Zn2++I3-= Zn2++3I-，正极存在副反应I5-I- (未配平)，且副反应程度与电极-电解液界面的电场强度、离子浓度梯度密切相关。碳纳米管复合电极对离子的吸附符合Langmuir吸附等温式：，其中I-是吸附量，是饱和吸附量，为吸附平衡常数，为离子浓度。 A．放电时，正极发生的副反应的电极方程为：I5-+4e-=5I- B．放电时，不论I3-和I5-消耗的速率之比如何变化，电路中每转移电子，负极减小的质量总是 C．若用铅酸蓄电池给该电池充电，PbO2电极应当与碳纳米管复合电极相接 D．碳纳米管复合电极对I5-的吸附程度随着I5-浓度的增大而线性增大 【答案】D 【解析】A项，由题意可知，放电时，正极发生的副反应为I3-在正极得到电子发生还原反应生成碘离子，由原子守恒和电荷守恒得电极反应式为I5-+4e-=5I-，故A正确；B．项，由总反应方程式可知，放电时锌为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，由得失电子数目守恒可知，放电时，不论I3-和I5-消耗的速率之比如何变化，电路中每转移2mol电子，负极减小锌的质量总是2mol××65g/mol=65g，故B正确；C项，由题意可知，碳纳米管复合电极是原电池的正极，所以充电时与铅蓄电池正极二氧化铅相连的碳纳米管复合电极做电解池的阳极，故C正确；D项，伴随c增大，吸附量慢慢趋近饱和吸附量，由Langmuir吸附等温式可知，碳纳米管复合电极对I5-的吸附程度随着离子浓度的增大不是呈线性增大，故D错误；故选D。 1．(2025·浙江1月卷，12，3分)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1molO2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是( ) A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，Li＋优先于K+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O2-转化为O22- D．充电时，锂电极接电源负极 【答案】C 【解析】Li－O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li－e-=Li＋，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2+2e-=O22-，随温度升高Q增大，正极区O22-转化为O2-；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，O22-或O2-失去电子。电池总反应方程式为：或，充放电时有Li＋参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，A正确；B项，Li＋比K＋的半径小，因此Li＋优先于K+通过固态电解质膜，B正确；C项，放电时，正极得到电子，O22-中氧原子为-1价，O2-中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区O22-转化为O2-，C错误；D项，充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确；故选C。 2．(2025·重庆卷，10，3分)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Ag+Cl--e-=AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗1molSb4O5Cl2 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O 【答案】D 【解析】由图可知，放电时，N电极上AgCl→Ag发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：AgCl+e-=Ag+Cl-，M电极为负极，电极反应为4Sb+Cl-+5H2O-12e-=Sb4O5Cl2+10H+，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反。A项，放电时，M电极为负极，A错误；B项，放电时，N电极反应为：AgCl+e-=Ag+Cl-，B错误；C项，建立电子转移关系式：Sb4O5Cl2~12e-~12Ag，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误；D项，充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O，D正确；故选D。 3．(2025•湖北卷，12，3分)某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]-转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是( ) A．[SO2CF3]-在阳极失去电子 B．生成气体中含有氟代烃 C．过程中铁元素的价态降低 D．[SO2CF3]-反应并离去是该电池保持原结构的原因 【答案】C 【解析】A项，充电时，Li+在阴极得电子生成Li嵌入负极材料，[SO2CF3]-在阳极失去电子生成气体离去，A正确；B项，[SO2CF3]-在阳极失去电子，反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，生成气体中含有氟代烃CF3-CF3，B正确；C项，充电补锂时正极反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，不涉及正极材料反应，铁元素价态不变，C错误；D项，[SO2CF3]-反应后离去，维持电池原结构，D正确；故选C。 4．(2025·重庆卷，10，3分)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Ag+Cl--e-=AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗1molSb4O5Cl2 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O 【答案】D 【解析】由图可知，放电时，N电极上AgCl→Ag发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：AgCl+e-=Ag+Cl-，M电极为负极，电极反应为4Sb+Cl-+5H2O-12e-=Sb4O5Cl2+10H+，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反。A项，放电时，M电极为负极，A错误；B项，放电时，N电极反应为：AgCl+e-=Ag+Cl-，B错误；C项，建立电子转移关系式：Sb4O5Cl2~12e-~12Ag，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误；D项，充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O，D正确；故选D。 5．(2025•湖北卷，12，3分)某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]-转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是( ) A．[SO2CF3]-在阳极失去电子 B．生成气体中含有氟代烃 C．过程中铁元素的价态降低 D．[SO2CF3]-反应并离去是该电池保持原结构的原因 【答案】C 【解析】A项，充电时，Li+在阴极得电子生成Li嵌入负极材料，[SO2CF3]-在阳极失去电子生成气体离去，A正确；B项，[SO2CF3]-在阳极失去电子，反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，生成气体中含有氟代烃CF3-CF3，B正确；C项，充电补锂时正极反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，不涉及正极材料反应，铁元素价态不变，C错误；D项，[SO2CF3]-反应后离去，维持电池原结构，D正确；故选C。 6．(2023•浙江6月卷，5，3分)下列说法正确的是( ) A．图①装置可用于制取并收集氨气 B．图②操作可排出盛有KMnO4溶液滴定管尖嘴内的气泡 C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大 D．图④装置盐桥中阳离子向ZnSO4溶液中迁移 【答案】C 【解析】A项，氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，遇冷又化合生成氯化铵，则直接加热氯化铵无法制得氨气，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法制备氨气，故A错误；B项，高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，所以高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管在，不能盛放在碱式滴定管中，故B错误；C项，配制一定物质的量浓度的溶液时，俯视刻度线定容会使溶液的体积偏小，导致所配溶液浓度偏大，故C正确；D项，由图可知，锌铜原电池中，锌电极为原电池的负极，铜为正极，盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，故D错误；故选C。 ( 24 / 28 )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 学科网（北京）股份有限公司 $$