专题02 原电池 新型电源（高效培优讲义）（全国通用）2026年高考化学一轮复习高效培优系列

专题02 原电池 新型电源 目录 一、考情探究 2 1.高考真题考点分布 2 2.命题规律及备考策略 2 二、培优讲练 3 考点01 原电池的工作原理 3 考向01 考查原电池的工作原理 6 考向02 考查原电池电极判断及电极反应的书写 7 考向03 考查“盐桥”的作用与化学平衡的移动 8 考向04 考查原电池原理的应用 9 考点02 新型电源 11 考向01 考查一次电池的工作原理及应用 14 考向02 考查二次电池的工作原理及应用 14 考向03 考查燃料电池的工作原理及应用 15 考向04 考查多液电池的工作原理及应用 16 考向05 考查考查液流循环电池的工作原理及应用 17 好题冲关 19 基础过关 19 题型01 原电池的构成和形成条件 19 题型02 原电池的工作原理 21 题型03 原电池原理的应用 24 题型04 一次电池 27 题型05 二次电池 28 题型06 燃料电池 30 题型07 新型电池 31 能力提升 34 真题感知 39 1. 高考真题考点分布 考点内容 考点分布 原电池的构成和形成条件 2023新课标卷 原电池原理 2025广西卷，2025江西卷，2025浙江卷，2025重庆卷，2025湖北卷，2025广东卷，2025云南卷，2025江苏卷，2025河南卷，2025甘肃卷，，2025北京卷，2025黑吉辽蒙卷，2025山东卷，2024全国甲卷，2024广西卷，2024江西卷，2024贵州卷，2024福建卷，2024江苏卷，2024河北卷，2024广东卷，2024新课标卷，2024安徽卷，2024浙江卷，2024上海卷，2023河北卷，2023天津卷，2023广东卷，2023北京卷，2023湖南卷，2023浙江卷，2023山东卷，2023湖北卷，2023辽宁卷，2023新课标卷，2023全国乙卷 原电池原理的应用 2025陕晋青宁卷，2025重庆卷，2024新课标卷，2024浙江卷，2023北京卷，2023新课标卷，2023全国乙卷 新型电源 2025浙江卷，2025安徽卷，2025四川卷，2025重庆卷，2025湖北卷，2024安徽卷，2024全国甲卷，2023山东卷，2023新课标卷，2023全国乙卷 一次电池、二次电池、燃料电池 2025广东卷，2025广东卷，2024海南卷，2024北京卷，2024甘肃卷，2024湖南卷，2024山东卷，2024江苏卷，2024全国甲卷，2023辽宁卷 2.命题规律及备考策略 【命题规律】 从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：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；与工农业生产相结合，考查电极产物的分析及检验等。 【备考策略】 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。体会研制新型电池的重要性。 3、能够认识和书写新型化学电源的电极反应式。 【命题预测】 预计近年高考仍侧重以新型电源为载体考查原电池的工作原理。 考点01 原电池的工作原理 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) 【易错提醒】 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。 3、离子导体既可以是电解质的水溶液，也可以是能传导离子的固体电解质或熔融电解质，还可以是有机电解质溶液等。 2、单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比 名称 单液原电池 双液原电池 装置 相同点 电极名称 负极 (锌片) 正极 (铜片) 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ (氧化反应) Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应) 总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 电子流向 电子由负极经导线流向正极：由Zn沿导线流向Cu 电流流向 电流由正极经导线流向负极：由Cu沿导线流向Zn 不同点 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移 Cu2＋移向 ，SO42－移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向 ，Cl－移向 能量转化效率 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 【易错提醒】 1、盐桥的成分：盐桥通常是装有饱和KCl或者NH4NO3琼脂溶胶的U形管，溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由移动 2、盐桥的作用有三种：a.隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定，提高电池效率；b.通过离子的定向移动，构成闭合回路；c.平衡电极区的电荷 3、无论是单液原电池装置还是双液原电池装置，电子均不能通过电解质溶液 4、自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可以是电极与溶解的O2等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中 3、判断原电池正、负极的方法 判断方法 负极 正极 电极材料 通入物质 通入 的电极 通入 的电极 电极反应类型 发生 的电极 发生 的电极 电子流向 （或电流方向） 电子 的电极 （或电流流入的电极） 电子 的电极 （或电流流出的电极） 离子移向 移向的电极 移向的电极 电极现象 电极不断溶解，质量减少 电极增重或质量不变 【易错提醒】 电池在工作过程中，负极质量不一定减少，如常见的铅酸蓄电池（总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O），电池工作一段时间后，正极与负极质量均增大。 4、电极反应式的书写 (1)电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写) (2)已知总方程式，书写电极反应式 ①书写步骤 步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。 步骤二：找出正、负极，失电子的电极为 ；确定溶液的 。 步骤三：写电极反应式。 负极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 ②书写技巧：若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。 如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 【易错提醒】 简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同 5、原电池的应用 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是 的金属，正极一般是 的金属(或非金属)。 (2)加快化学反应速率：一个自发进行的氧化还原反应，创造多个 反应环境，使反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成 ，反应速率 。 【易错提醒】 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。 (3)用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池 而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的 。 (4)设计制作化学电源 ①拆分反应：将氧化还原反应分成两个 。 ②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作 极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作 极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极—— 作负极。 ③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与 发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与 发生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料 的阳离子。 ④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 【易错提醒】 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。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 1、原电池装置中，溶液中的阴离子移向正极，阳离子移向负极。(　　) 2、原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动。(　　) 3、同种条件下，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。(　　) 4、两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼性强的金属一定作负极。(　　) 考向01 考查原电池的工作原理 【例1】（2025·山东·一模）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，理论上说肯定错误的是 A．正极反应的催化剂是i B．图a中，i到ii过程的活化能一定最高 C．燃料电池工作过程中，两极区溶液均保持不变 D．电池工作过程中，当转移，正极室的溶液质量增加 【思维建模】 原电池的几个关键点 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。 考向02 考查原电池电极判断及电极反应的书写 【例2】（2025·浙江·一模）研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，用和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时负极电极反应式： B．充电时石墨电极与电源正极相连 C．放电时有机阳离子向铝电极方向移动 D．离子液体有良好的导电性和难挥发的优点，可用作电化学研究的电解质 【思维建模】 原电池电极判断及电极反应的书写 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。 考向03 考查“盐桥”的作用与化学平衡的移动 【例3】（2025·山东东营·三模）下列说法正确的是 A．该装置可制取并收集氨气 B．该装置可制备无水 C．该操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡 D．该装置盐桥中阳离子向CuSO4溶液中迁移 A．A B．B C．C D．D 【思维建模】 盐桥的几个关键点 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。 考向04 考查原电池原理的应用 【例4】（2025·陕西商洛·三模）以纳米结构的为电催化剂，在电解液中展现出较高的转化率，使电化学硝酸盐污染废水修复和可持续生产氨成为一种具有广阔应用前景的方法。其模拟装置如图。下列说法错误的是 A．操作a可以为减压蒸发结晶 B．M电极为电源正极 C．电路中每通过，理论上可生成22.4L(标准状况)气体 D．上的电极反应式为 【思维建模】 根据电池反应设计原电池的模板 拆分反应 将氧化还原反应分成两个半反应(电极反应) 选择电极材料 将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极 构成闭合回路 如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子 画出装置图 结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等 【对点1】（2025·浙江·一模）研究燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用只允许通过的半透膜隔开。下列说法不正确的是 A．电池负极的电极反应式为： B．为该电池反应的催化剂 C．放电过程中需补充的物质A为 D．电池工作时，每生成1 mol，将会有1 mol 通过半透膜移向右侧 【对点2】（2025·甘肃白银·模拟预测）科学家设计出一款新的微型锌-空气电池，可为体内胶体机器人、传感器等微米级设备供电。电池工作示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A．电子从Pt电极流出 B．在Pt电极上发生氧化反应 C．Pt电极附近溶液的pH升高 D．Zn电极的电极反应式为 【对点3】（2025·广东·模拟预测）某兴趣小组设计了如下两套装置探究铜离子与硫离子的反应，装置Ⅱ的盐桥中装有含饱和溶液的琼胶。实验过程中，装置Ⅰ中产生黑色沉淀，电流表指针无明显偏转；装置Ⅱ中甲烧杯中溶液变黄，乙烧杯中石墨电极上出现红色固体，电流表指针偏转。已知存在反应：（黄色），下列说法错误的是 A．装置Ⅰ中产生黑色沉淀的离子反应为 B．甲烧杯中发生的电极反应为 C．实验过程中，乙烧杯中的溶液pH会减小 D．实验说明与能发生复分解反应和氧化还原反应 【对点4】（2025·甘肃白银·模拟预测）某研究团队开发出一种新型的固态电池(SSBs)他们先将纤维素与邻苯二甲酸酐转化为纤维素邻苯二甲酸酯大分子(CP)，再将CP与锂盐混合，形成固体电解质体系(CP-SSE)，该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．利用纤维素制备CP-SSE符合可持续发展要求 B．CP分子间存在氢键，使其具有卓越的机械性能 C．放电时，b极反应为 D．充电时，当生成1mol 时，有7g 向左穿过CP-SSE 考点02 新型电源 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＋ 【易错提醒】 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。 2、燃料电池 燃料电池的工作原理 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的 直接转化为 的化学电源。电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。燃料电池工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出，于是电池就连续不断地提供电能 燃料电池示意图 特点 ①清洁、安全、高效 ②燃料电池的利用率 、能量转化率 ，能量转化率达到80% 以上 ③与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用 (1)氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反应和还原反应，电池总反应式是2H2＋O2===2H2O。氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应： 介质 负极反应式 正极反应式 酸性 中性 碱性 (2)理论上来说，所有的燃烧反应均可设计成燃料电池，所以燃料电池的燃料除氢气外，还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等气体或液体，且能量转化率超过80%，由燃料电池组合成的发电站被誉为“绿色发电站” 【易错提醒】 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。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 1、铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应。(　　) 2、铅蓄电池工作时，当电路中转移0.1 mol电子时，负极增加4.8 g。(　　) 3、可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。(　　) 4、多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料。(　　) 5、根据反应4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S设计的可充电电池是一种应用广泛的锂电池，可用水溶液作电解质溶液。(　　) 考向01 考查一次电池的工作原理及应用 【例1】（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 考向02 考查二次电源的工作原理及应用 【例2】（2025·重庆·三模）某大学教授团队揭示了用于二氧化碳电还原时，自身会发生还原重构，该团队还通过电化学原位拉曼光谱、X射线吸收光谱等技术对在电化学还原条件下的活性物种进行了研究。设计以与辛胺为原料用电化学方法实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法错误的是 A．在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素的种类 B．若以铅酸蓄电池为电源，则极应与铅酸蓄电池的极相连 C．工作时，每转移电子，极溶液的质量增加 D．极上发生的电极反应为 【思维建模】 二次电池的解题模型 思维模型 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 考向03 考查燃料电池的工作原理及应用 【例3】（2025·青海西宁·二模）科技工作者利用光催化原理[光照时，光催化电极a会产生和空穴]设计了一套高效光电化学燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置工作过程中仅有光能转化为电能 B．电池工作时，溶液中的会从右向左迁移 C．电池工作时，催化电极b上发生氧化反应 D．用空穴表示的光催化电极a反应为 【思维建模】 解答燃料电池题目的几个关键点 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。 考向04 考查多液电池的工作原理及应用 【例4】（2025·甘肃白银·模拟预测）近期报道了一种新型低成本、高性能的光辅助可充电水系钠离子电池(装置如图所示)。该电池的放电原理与传统钠离子电池相同；光照时，嵌入正极电解液中的TiO2电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是 A．放电时需断开K，且TiO2电极避光存储 B．放电时，负极反应式为 C．充电时，TiO2电极反应式为 D．充电时闭合K，转移1 mol e-同时有1 mol Na+通过隔膜 【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。 考向05 考查液流循环电池的工作原理及应用 【例5】（2025·四川成都·三模）微生物膜电池可处理含对氯苯酚和乙酸钠的废水，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池A极电势低于B极 B．电池B极为微生物催化的阴极 C．理论上每生成1mol苯酚，溶液中有1molH+经过交换膜 D．CH3COO-在B电极被氧化为 【思维建模】 液流电池不同于固体材料电极或气体电极的电池，其活性物质是流动的电解质溶液，它利用正负极分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域广，循环使用寿命长的特点。 【对点1】（2025·山西·模拟预测）智能电车行业已经成为我国经济发展的新引擎。下列相关说法正确的是 A．辅助驾驶系统的智能芯片主要成分为 B．高压快充平台中用到的材料SiC是离子晶体 C．用于新能源汽车电池的石墨烯为高分子材料 D．锂离子电池是通过锂离子在正负极之间移动来存储和释放能量 【对点2】（2025·河北廊坊·三模）科学家研制出一款超快速充电锂-硫二次电池，可为长途旅行电动汽车和商用无人机供电。工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．可用水溶液替代 B．放电时，电极电势： C．放电时，极反应式为 D．充电时，极生成时转移电子 【对点3】（2025·辽宁·模拟预测）在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是，可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极a的电势比多孔电极b高 B．O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol 【对点4】（2025·湖南张家界·三模）一种可充电电池的放电原理如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．该电池中不能使用电解质的水溶液代替有机电解质 C．充电时，阴极的电极反应式为 D．用锂电极代替钠电极放电时，消耗等质量的锂电极时放电量较低 【对点5】（2025·河南·三模）我国科学家将纳米级嵌入电极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量，其放电工作原理如图所示。其中有机离子导体主要含，隔膜仅允许含铝元素的微粒通过。 下列说法正确的是 A．电极电势： B．放电时，可经过隔膜进入左极室中 C．放电时，电池的负极反应式为 D．若从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量增加 题型01 原电池的构成和形成条件 1．（2025·山东潍坊·模拟预测）低品位热（温度低于150 ℃）是一种丰富且广泛存在的可持续能源，一种新型的37 ℃热富集铂电极电池如图所示。利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌和对苯二酚的转换：。下列说法错误的是 A．左侧电极为冷端电极 B．工作中热端电极的电极反应式为-2e-=+2H+ C．工作中无需补充对苯醌或对苯二酚 D．该电池可反复充放电使用 2．（2025·广东江门·一模）近年我国科技发展迅猛。以下关于我国科技进展的说法错误的是 A．“揭示光感受调节血糖代谢机制”，其中葡萄糖属于单糖 B．“农作物耐盐碱机制解析及应用”，所有的盐和碱均属于强电解质 C．“新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵”，DNA属于高分子 D．“发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制”，电池工作时化学能转化成电能 3．（2025·贵州贵阳·二模）下列实验装置或操作能达到实验目的的是 A．制备并收集少量氨气 B．产生持续稳定电流 C．.验证Fe与S反应放热 D．制备乙二酸 A．A B．B C．C D．D 4．（2025·安徽·模拟预测）利用沉淀反应：Ag+(aq)+Cl-(aq)＝AgCl(s)设计原电池时(如图)，下列说法不正确的是 A．负极是金属银电极，电解质溶液为氯化钠溶液 B．正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液 C．负极反应为Ag-e-＝Ag+ D．也可以利用反应：H++OH-＝H2O设计原电池 5．（2025·浙江·模拟预测）下列实验操作正确且能达到实验目的的是 A．装置①可用于制备并测量其体积 B．装置②可用于制作简单燃料电池 C．装置③可用于探究苯酚和碳酸的酸性强弱 D．装置④盐桥中的阳离子向右池迁移起形成闭合回路的作用 6．（2025·贵州贵阳·模拟预测）下列实验装置或操作正确的是 A．用于制备乙酸乙酯 B．干燥 C．分离四氯化碳与苯 D．组装原电池 A．A B．B C．C D．D 题型02 原电池的工作原理 1．（2025·宁夏银川·一模）一种双阴极微生物燃料电池的工作原理如图所示(燃料为C2H4O2)。下列说法正确的是 A．放电时，缺氧阴极和好氧阴极相当于原电池的负极 B．若“厌氧阳极”转移1 mol电子，则理论上消耗C2H4O2为7.5 g C．“缺氧阴极”的电极反应式为： D．放电时，“缺氧阴极”区域质量增加，“好氧阴极”区域质量减轻 2．（2025·江苏·模拟预测）室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 探究方案 探究目的 A 向滴有酚酞的的溶液中滴加少量溶液，观察现象 证明溶液中存在水解平衡 B 向和稀硫酸反应的试管中加入少量铜粉，观察现象 证明形成原电池可以加快的腐蚀 C 向溶液中滴入溶液，生成白色沉淀 碱性：> D 将石油裂解后产生的气体通入高锰酸钾溶液，观察现象 证明石油裂解气中含乙烯 A．A B．B C．C D．D 3．（2025·重庆·三模）一种以离子液体为电解质的二次电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，电子由Al电极经离子液体流向磷酸铁锂电极 B．放电时，由右侧移向左侧 C．放电时，负极反应式为 D．充、放电时，电池中的锂元素价态均保持不变 4．（2025·河北·模拟预测）近日，科学家在耦合Ce介导的Cu多孔碳电极上太阳能自驱动直接电催化还原产生无的氨，如图所示。下列叙述正确的是 A．a极为阴极，b极发生还原反应 B．上述装置最终将太阳能转化成电能 C．b极的电极反应式为 D．标准状况下，逸出11.2 L干燥的X气体时转移1 mol电子 5．（2025·广东清远·二模）劳动创造美好生活，下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 工业生产：技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝能形成致密氧化膜 B 生产活动：向葡萄酒中添加适量的 具有杀菌和抗氧化作用 C 学农活动：用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素 D 自主探究：果蔬电池 电解池原理 A．A B．B C．C D．D 6．（2025·四川达州·模拟预测）全碱性多硫化物-空气液流二次电池可用于再生能源储能系统和智能电网的备用电源等，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，从右往左穿过膜进入电极区域 B．放电时，负极区的电极反应式为 C．充电时，电池总反应方程式为 D．充电时，阴极每消耗电路中理论上转移电子数目为 题型03 原电池原理的应用 1．（2025·湖南·一模）劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用红热铁针、石蜡和水晶验证晶体的各向异性 晶体内部质点排列具有有序性 B 制作秋月梨电池 电解池原理 C 向葡萄酒中添加适量的SO2 SO2具有杀菌和抗氧化的作用 D 利用石墨烯材料开发新型电池 石墨烯电阻率低，热导率高 A．A B．B C．C D．D 2．（2025·宁夏银川·三模）下列有关实验操作、现象(或数据)和结论不完全正确的是 选项 实验操作 实验现象或数据 结论 A 恒温恒容密闭容器，充入一定量HI气体，反应达到平衡后再充入10 mol Ar 气体颜色不变 恒温恒容装置，充入Ar，压强增大，但原气体浓度保持不变，平衡不移动， B 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 C 向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊溶液 溶液变蓝 D 向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液 单位时间内产生的气体增多 使用催化剂可加快反应速率，使平衡正向移动 A．A B．B C．C D．D 3．（2025·山西吕梁·三模）下列实验的方案设计和现象、结论都正确的是 选项 实验目的 方案设计和现象 结论 A 比较、和的氧化性 向酸性溶液中滴入溶液，紫红色溶液变浅并伴有黄绿色气体产生 氧化性： B 比较与的金属活动性 将和溶液与和溶液组成原电池，银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液变蓝 金属活动性： C 比较和的大小 向、混合溶液中滴入少量溶液，有黄色沉淀生成 D 检验淀粉是否水解 将淀粉溶液与稀硫酸共热，取样后滴加碘水，溶液变蓝 淀粉未水解 A．A B．B C．C D．D 4．（2025·河南驻马店·三模）利用下列装置进行实验，能达到相应实验目的的是 A．图甲：Cu和浓硫酸反应制取少量SO2气体 B．图乙：装置乙可用于实验室制备少量Fe(OH)2 C．图丙：滴加KSCN溶液，溶液不变红，可证明锌比铁活泼 D．图丁：用装置丁分离乙酸乙酯和乙醇 5．（2025·山西晋城·模拟预测）某实验小组设计实验制备氢气和测定铜的摩尔质量，所用装置如图所示。 【试剂】 粗锌(含Cu、ZnS等杂质)、0.1mol·L-1的酸性溶液、醋酸铅[]溶液，6mol·L-1的硫酸溶液，碱石灰，氧化铜粉末。 【步骤】 ①称量：在分析天平上称量一个洁净而干燥的小试管，在小试管中放入已粗称过的一薄层CuO。将CuO平铺好后，再准确称量小试管和CuO的质量。 ②还原：将小试管固定在铁架台上。在检验氢气纯度以后，把导气管伸入小试管并置于CuO上方。待小试管中的空气全部排出后，加热试管，至黑色粉末全部转变为红色粉末。 ③冷却：移开酒精灯，继续通入氢气。待小试管冷却至室温，取出导管，停止通气。 ④称量：用滤纸吸干小试管管口冷凝的水珠，再准确称量小试管及固体的总质量。 【数据】 物品 小试管 小试管＋氧化铜 小试管＋铜 质量/g w m n 回答下列问题： (1)启动装置A中反应的实验操作是 ；其他条件相同，粗锌比纯锌反应更快，其原理是 。 (2)装置B中产生黑色沉淀，写出装置B中发生反应的化学方程式： ；装置C的作用是 。 (3)检验氢气纯度时，每次实验要更换一支试管，其原因是 。 (4)在做完氢气的还原性实验后，移走酒精灯，继续通入氢气至试管冷却，其目的是 。 (5)由上述实验数据，测定铜的摩尔质量为 (用字母表示)。 (6)下列情况会使测定结果偏低的是 (填字母)。 a．氧化铜潮湿                     b．试管不干燥 c．红色粉末混有黑色粉末             d．管口冷凝的水珠没有用滤纸吸干 (7)质疑与反思：实验小组发现，黑色粉末全部变为红色粉末(即检测红色粉末不含CuO)，其他操作均正确，根据数据计算结果仍然偏高，其原因可能是 (已知还原CuO时，由于温度或的量不足等原因，产物中可能有)。 6．（2025·上海奉贤·一模）电池材料金属银应用广泛。与稀制得，常用于循环处理高氯废水。 沉淀：在高氯废水样中加入少量使浓度约为，滴加溶液至开始产生深红色沉淀。(忽略滴加过程的体积增加) 1．请通过计算判断是否已完全沉淀。已知：，，当离子浓度小于时，可认为完全沉淀 。(写出计算及分析过程) 还原：在沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量盐酸后静置，充分反应得到。 2．(1)铁将转化为单质的化学方程式为 。 (2)不与铁圈直接接触的也能转化为的原因是 。 题型04 一次电池 1．（2025·全国·调研）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++2MnO2=Zn[(NH3)2]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 2．（2025·全国·调研）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 3．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）化学与科技、生活、环境密切相关，下列说法错误的是 A．高性能新型纤维聚合物钠离子电池，放电时将化学能转化为电能 B．选择性催化剂电催化还原制备乙烯有利于实现碳中和 C．石墨烯是一种新型化合物，在能源、催化方面有重要的应用 D．科学家研发催化剂，利用光合作用制备戊酸酯类生物燃油，该类燃油属于可再生能源 题型05 二次电池 1．（2025·吉林延边·模拟预测）下列过程对应的化学或离子反应方程式正确的是 A．硫酸铅蓄电池的负极反应： B．用稀盐酸洗涤盛石灰水的试剂瓶口的附着物： C．用检验输送液氯的管道是否泄漏： D．用饱和溶液除去中的杂质： 2．（2025·江西·二模）下列表示不正确的是 A．乙烯的结构式： B．神舟十九号携带了二氧化碳处理器，CO2的电子式为： C．电动汽车中的锂离子电池工作时将化学能转化为电能 D．元素周期表中d区和ds区的元素都是金属元素 3．（2025·云南文山·模拟预测）我国科技创新成为现代化建设的核心引擎，例如手机电池容量的增大与电极材料息息相关，一种新型锂离子二次电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时，硅碳复合材料电极与电源正极相连 B．放电时，负极的电极反应式为Si-4e-=Si4+ C．充电时，若转移2 mol电子，理论上阳极质量减轻14 g D．硅碳复合材料电极优于传统石墨电极的原因是硅的导电性优于石墨 4．（2025·河北邢台·二模）/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子()和空穴()，其制氧效果优越，原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a B．放电时，每消耗0.1 mol，负极区电解质溶液的质量增加13 g C．充电时，电势高低：a<b D．充电时，电池总反应： 5．（2025·重庆·一模）纤维电池是可以为可穿戴设备提供电能的便携二次电池。一种纤维钠离子电池放电的总反应为，其结构简图如图所示，下列说法正确的是 A．放电时N极为负极 B．放电时正极的电极反应式为： C．充电时，若转移xmol，M极电极将增重23g D．充电时从M极迁移到N极 6．（2025·贵州·模拟预测）下列离子方程式书写错误的是 A．铜蓝的形成：Cu2++ZnS=CuS+Zn2+ B．铅酸蓄电池充电： C．醋酸除水垢： D．强碱液不能使用磨口玻璃塞试剂瓶： 题型06 燃料电池 1．（2025·甘肃白银·模拟预测）我国新能源产业蓬勃发展。下列说法不正确的是 A．新能源汽车中使用的芯片的主要材料是高纯硅 B．甲烷燃料电池具有发电效率高、环境污染小等优点 C．锂离子电池充电时，锂离子从阴极移向阳极 D．太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置 2．（2025·四川宜宾·三模）下列有关电极方程式或离子方程式书写正确的是 A．溶液中加入稀硝酸： B．碱性燃料电池的负极反应： C．溶液中滴加过量氨水： D．1,2-二溴乙烷与NaOH溶液反应： 3．（2025·江苏·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．放电时，电子由电极b经外电路流向电极a B．电极a的电极反应式为 C．当有通过质子交换膜时，电极b表面理论上消耗的体积为 D．验证生成的操作：取反应后的左室溶液，加入新制，加热，观察现象 4．（2025·山东·模拟预测）为既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，合作小组利用反应设计如图所示电池（离子交换膜为阴离子交换膜）。下列说法正确的是 A．电流不可以通过离子交换膜 B．电子由电极经负载流向电极 C．相同状况下，左右两侧电极室中产生的气体体积比为 D．负极反应式为 5．（2025·云南·模拟预测）下列说法不正确的是 A．煤的液化属于化学变化 B．由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基 C．氢气是可燃气体，能被氧气氧化，可以制作燃料电池 D．聚乳酸具有生物可降解性，无毒，是高分子化合物，可以制作一次性餐具 6．（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 题型07 新型电池 1．（2025·山东潍坊·模拟预测）水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，其中电极含V、C、N元素，电解质溶液中主要存在团簇离子，放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电极电势： B．充电时，向极方向移动 C．放电时，Y极的电极反应式为 D．充电时，电解质溶液中每增加极质量减少 2．（2025·安徽合肥·模拟预测）近日，我国科学家在新型储能材料研究方面取得重大突破，研发出一种基于有机聚合物的新型电池材料，有望大幅提升电池的能量密度与充放电性能。该有机聚合物材料由含氮杂环化合物与多元醇通过特殊的缩聚反应制得，其结构中存在大量可移动的离子基团，能在充放电过程中快速传输电荷。下列说法错误的是 A．该新型材料属于有机高分子材料 B．含氮杂环化合物一定属于芳香族化合物 C．油脂通过皂化反应可以制备多元醇 D．该电池的投入使用可以推动电子设备小型化发展 3．（2025·云南·模拟预测）海底沉积层微生物燃料是一种新型海洋可再生能源，用该燃料设计的原电池产电原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极电势低于极 B．b极发生还原反应 C．海底沉积层产生的通过海水向极移动 D．理论上海底沉积层中消耗，电路中转移电子 4．（2025·云南怒江·二模）水系锌锰二次电池放电时存在电极剥落现象，造成电池容量衰减。研究发现，加入少量固体能很大程度恢复“损失”的容量，原理如图所示。已知膜只允许通过。下列说法错误的是 A．的氧化性强于 B．充电时，电路中每通过，阳极区溶液减少 C．放电时的总反应： D．膜的优点是能有效抑制电池的自放电 5．（2025·黑龙江·三模）某有机液流电池的电解液为氢氧化钾溶液，其工作原理如图所示，已知Nafion-212离子交换膜可供钾离子通过，下列说法错误的是 A．放电时铁元素的价态变化为Fe（Ⅲ）→Fe（Ⅱ） B．中含有的σ键数目为（设为阿伏加德罗常数的值） C．当负极得到2mol电子时，有通过离子交换膜向正极运动 D．充电时酮羰基被还原为酚羟基 6．（2025·江苏徐州·二模）一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作支撑材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，相关图示如图1、图2，电池总反应为：，下列说法不正确的是 A．放电时，含有膜的碳纳米管纤维的反应为： B．充电时，含有膜的碳纳米管纤维与外电源正极相连 C．合成图2中的有机高聚物分子的反应为缩聚反应 D．有机高聚物中通过氢键的缔合作用，增强了高聚物的稳定性 1．（2025·吉林松原·模拟预测）下列方程式与所给事实不相符的是 A．湿润的淀粉碘化钾试纸遇溶液变蓝： B．硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳有沉淀生成： C．乙烷碱性燃料电池的负极反应式： D．已知，，，向NaCN溶液中通入少量的： 2．（2025·陕西·模拟预测）某小组研究硫氰根分别与和的反应。已知：ⅰ．硫氰是一种黄色挥发性液体。属于“拟卤素”，性质与卤素单质相似；ⅱ．溶液中离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应还原产物的价态和状态有关。 编号 1 2 3 实验 现象 溶液变为黄绿色，产生白色沉淀(经检验，白色沉淀为) 接通电路后，灵敏电流计指针未见偏转。一段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加溶液，没有观察到蓝色沉淀 溶液变红，向反应后的溶液中加入溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多 下列说法不正确的是 A．实验1中发生反应： B．实验2中，若直接向左侧烧杯滴加入溶液，也不生成蓝色沉淀 C．实验2中，若将溶液替换为溶液，电流计指针不偏转 D．实验3中，蓝色沉淀的生成增强了的氧化性 3．（2025·湖北武汉·模拟预测）一种可植入体内控制血糖浓度的微型电池工作原理如图所示。当传感器检测到血糖浓度(以葡萄糖浓度计)高于标准时，电池启动。下列叙述错误的是 A．等质量纳米Pt比Pt片的催化效率更高 B．血糖的浓度越高，b电极的电势越低 C．血糖仪工作时，b电极附近的pH略微升高 D．消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.2 mmol电子流入 4．（2025·河北衡水·模拟预测）改革开放后，我国科技发展取得了巨大成就。下列说法正确的是 A．宇树机器人所使用的核心控制芯片的主要成分是 B．我国创造了“亿度千秒”的“人造太阳”运行新记录，转化中涉及的化学变化有 C．大疆无人机引领世界无人机发展水平，无人机一般选用能量密度高的锂聚合物电池 D．我国量子通信走在世界前沿，量子通信中使用的螺旋碳纳米管等纳米材料属于胶体 5．（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 6．（2025·浙江·二模）研究表明，以为电极可以同时去除海水中的和。如图为电极首次放电、充放电循环示意图（其中物质X为），为了建构完整的电池，选用作为另一侧电极下面说法不正确的是（e为电子电荷量，为阿伏加德罗常数的值） A．海水淡化过程中，电极作为阴极 B．海水淡化过程中，电极用来除去氯离子 C．充电时，电极上发生了反应： D．已知电极理论容量，则电极（摩尔质量M）的电极理论容量为 7．（2025·安徽合肥·模拟预测）水合肼化学性质稳定，价廉易得，可以实现在温和可控的条件下催化产氢，在车载、便携式移动氢能方面的应用潜力巨大。水合肼分解反应时，其中的水分子不参与反应，可按如下两条竞争性路径进行： I． Ⅱ． 回答下列问题： (1)反应 。 (2)343 K下，体积为1 L的恒容密闭容器中，用和分别催化分解，催化情况如下表： 催化剂 水合肼转化80%所需时间/min 5 26 H2的选择性/% 62.5 60 ①使用不同催化剂时，反应I的： (填“>”“<”或“=”，下同)；反应I的活化能： 。 ②使用作催化剂，5分钟后各气体浓度不再改变，此时容器中气体总压为，则该温度下反应I的平衡常数为 。(指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压的物质的量分数) (3)反应I和反应Ⅱ的化学平衡常数和与温度的倒数的关系如图所示。能代表与关系的曲线是 。 (4)催化剂的一种晶胞结构如图，其中原子的配位数为 ，该晶胞密度为 。(用含的式子表示，设阿伏加德罗常数的值为NA) (5)肼—双氧水燃料电池由于绿色环保且具有较高的能量密度而被广泛使用，其工作原理如图所示。试写出负极的电极反应式： 。 8．（2025·宁夏银川·三模）为了减缓温室效应，将CO或转化为甲醚、甲醇等产品是实现碳中和目标的有效措施。 Ⅰ．与制二甲醚的主要反应如下：          (1)总反应的 ； (2)氧空位是指固体含氧化合物中氧原子脱离，导致氧缺失形成的空位。双金属氧化物具有氧空位，研究发现该氧化物对加氢制甲醇有良好的催化作用，反应机理如图所示。回答以下问题： ①基态Ga原子价层电子的轨道表示式为 。 ②下列有关叙述正确的是 (填字母序号)。 A．催化剂能提高甲醇的生产效率，同时增大的平衡转化率 B．氧空位的存在有利于捕获 C．催化过程中，Ga元素的化合价未发生变化 D．催化过程中生成三种中间体 Ⅱ．与生成甲醇的反应为：  。 (3)向四个容积均为2 L的密闭容器中分别充入和制取甲醇，n值分别为1.4、1.7、1.8、2.0，CO的平衡转化率随温度变化曲线如图所示： ①该反应的焓变 0(填“>”、“<”或“=”)。 ②表示的是曲线 (用字母a、b、c、d表示)。 ③计算温度时该反应的平衡常数 。 (4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中转化为电能。某熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示。左侧电极为 极，其电极反应式为 。 1．（2025·江西·高考真题）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极 2．（2025·广东·高考真题）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 3．（2025·云南·高考真题）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 4．（2025·江苏·高考真题）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 5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下列实验方案不能得出相应结论的是 A B 结论：金属活动性顺序为 结论：氧化性顺序为 C D 结论：甲基使苯环活化 结论：增大反应物浓度，该反应速率加快 A．A B．B C．C D．D 6．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）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·重庆·高考真题）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 (1)天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡：，c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。 ①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是 。 ② (填“>”“=”或者“<”)。 (2)用如图所示电化学装置进行如下实验。 ①用实验：在左侧通入，产物为，盐桥中移向装置的 (填“左侧”或者“右侧”)，电池的总反应为 。 ②用实验：在一侧通入，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为 。 (3)利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 8．（2024·广西·高考真题）二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题： (1)合成前先制备。有关转化关系为： 则的 。 (2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ   Ⅱ   ①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 ②466K时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数 (保留1位小数)。保持和不变，增大平衡转化率的措施有 (任举一例)。 ③改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在 (填“”“”“”或“”)处。 (3)我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是 ；正极的电极反应式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 原电池 新型电源 目录 一、考情探究 2 1.高考真题考点分布 2 2.命题规律及备考策略 2 二、培优讲练 3 考点01 原电池的工作原理 3 考向01 考查原电池的工作原理 6 考向02 考查原电池电极判断及电极反应的书写 7 考向03 考查“盐桥”的作用与化学平衡的移动 9 考向04 考查原电池原理的应用 10 考点02 新型电源 13 考向01 考查一次电池的工作原理及应用 17 考向02 考查二次电池的工作原理及应用 17 考向03 考查燃料电池的工作原理及应用 18 考向04 考查多液电池的工作原理及应用 19 考向05 考查考查液流循环电池的工作原理及应用 20 好题冲关 24 基础过关 24 题型01 原电池的构成和形成条件 24 题型02 原电池的工作原理 28 题型03 原电池原理的应用 32 题型04 一次电池 38 题型05 二次电池 39 题型06 燃料电池 43 题型07 新型电池 46 能力提升 50 真题感知 59 1. 高考真题考点分布 考点内容 考点分布 原电池的构成和形成条件 2023新课标卷 原电池原理 2025广西卷，2025江西卷，2025浙江卷，2025重庆卷，2025湖北卷，2025广东卷，2025云南卷，2025江苏卷，2025河南卷，2025甘肃卷，，2025北京卷，2025黑吉辽蒙卷，2025山东卷，2024全国甲卷，2024广西卷，2024江西卷，2024贵州卷，2024福建卷，2024江苏卷，2024河北卷，2024广东卷，2024新课标卷，2024安徽卷，2024浙江卷，2024上海卷，2023河北卷，2023天津卷，2023广东卷，2023北京卷，2023湖南卷，2023浙江卷，2023山东卷，2023湖北卷，2023辽宁卷，2023新课标卷，2023全国乙卷 原电池原理的应用 2025陕晋青宁卷，2025重庆卷，2024新课标卷，2024浙江卷，2023北京卷，2023新课标卷，2023全国乙卷 新型电源 2025浙江卷，2025安徽卷，2025四川卷，2025重庆卷，2025湖北卷，2024安徽卷，2024全国甲卷，2023山东卷，2023新课标卷，2023全国乙卷 一次电池、二次电池、燃料电池 2025广东卷，2025广东卷，2024海南卷，2024北京卷，2024甘肃卷，2024湖南卷，2024山东卷，2024江苏卷，2024全国甲卷，2023辽宁卷 2.命题规律及备考策略 【命题规律】 从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：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；与工农业生产相结合，考查电极产物的分析及检验等。 【备考策略】 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。体会研制新型电池的重要性。 3、能够认识和书写新型化学电源的电极反应式。 【命题预测】 预计近年高考仍侧重以新型电源为载体考查原电池的工作原理。 考点01 原电池的工作原理 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) 【易错提醒】 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。 3、离子导体既可以是电解质的水溶液，也可以是能传导离子的固体电解质或熔融电解质，还可以是有机电解质溶液等。 2、单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比 名称 单液原电池 双液原电池 装置 相同点 电极名称 负极 (锌片) 正极 (铜片) 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ (氧化反应) Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应) 总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 电子流向 电子由负极经导线流向正极：由Zn沿导线流向Cu 电流流向 电流由正极经导线流向负极：由Cu沿导线流向Zn 不同点 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移 Cu2＋移向正极，SO42－移向负极 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 能量转化效率 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 【易错提醒】 1、盐桥的成分：盐桥通常是装有饱和KCl或者NH4NO3琼脂溶胶的U形管，溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由移动 2、盐桥的作用有三种：a.隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定，提高电池效率；b.通过离子的定向移动，构成闭合回路；c.平衡电极区的电荷 3、无论是单液原电池装置还是双液原电池装置，电子均不能通过电解质溶液 4、自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可以是电极与溶解的O2等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中 3、判断原电池正、负极的方法 判断方法 负极 正极 电极材料 活泼金属 较不活泼金属或非金属 通入物质 通入还原剂的电极 通入氧化剂的电极 电极反应类型 发生氧化反应的电极 发生还原反应的电极 电子流向 （或电流方向） 电子流出的电极 （或电流流入的电极） 电子流入的电极 （或电流流出的电极） 离子移向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 电极现象 电极不断溶解，质量减少 电极增重或质量不变 【易错提醒】 电池在工作过程中，负极质量不一定减少，如常见的铅酸蓄电池（总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O），电池工作一段时间后，正极与负极质量均增大。 4、电极反应式的书写 (1)电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写) (2)已知总方程式，书写电极反应式 ①书写步骤 步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。 步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。 步骤三：写电极反应式。 负极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 ②书写技巧：若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。 如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 【易错提醒】 简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同 5、原电池的应用 (1)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)。 (2)加快化学反应速率：一个自发进行的氧化还原反应，创造多个微电池反应环境，使反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率增大。 【易错提醒】 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。 (3)用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 (4)设计制作化学电源 ①拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应。 ②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极——石墨棒、铂片作负极。 ③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 ④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 【易错提醒】 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。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 1、原电池装置中，溶液中的阴离子移向正极，阳离子移向负极。(　　) 2、原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动。(　　) 3、同种条件下，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。(　　) 4、两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼性强的金属一定作负极。(　　) 【答案】1.×　2.×　3.√ 4.×　 考向01 考查原电池的工作原理 【例1】（2025·山东·一模）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，理论上说肯定错误的是 A．正极反应的催化剂是i B．图a中，i到ii过程的活化能一定最高 C．燃料电池工作过程中，两极区溶液均保持不变 D．电池工作过程中，当转移，正极室的溶液质量增加 【答案】C 【详解】A．燃料电池中，正极发生还原反应（得电子），图a为电极I的机理，涉及的还原过程。催化剂在反应前后不变，图a中i参与反应循环且最终再生，故i是正极反应的催化剂，A正确； B．已知获得第一个电子的过程最慢（决速步），活化能越高反应越慢。图a中i→ii为结合H⁺和第一个电子生成中间产物的过程，即得第一个电子的步骤，故该过程活化能最高，B正确； C．负极（图c）反应为，为保持电中性，H⁺通过质子交换膜移向正极，负极区H⁺浓度可能不变；正极反应为，生成使溶液体积增大，H⁺浓度降低，pH增大，两极区pH并非均不变，C错误； D．当转移时，正极消耗（质量），同时有（质量）从负极迁移进入正极室参与反应，因此正极室溶液质量增加量为进入物质的总质量，即，D正确； 综上所诉，答案选C。 【思维建模】 原电池的几个关键点 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。 考向02 考查原电池电极判断及电极反应的书写 【例2】（2025·浙江·一模）研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，用和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时负极电极反应式： B．充电时石墨电极与电源正极相连 C．放电时有机阳离子向铝电极方向移动 D．离子液体有良好的导电性和难挥发的优点，可用作电化学研究的电解质 【答案】C 【详解】A．由分析可知，放电时负极电极反应式：，A正确； B．放电时石墨为正极，充电时正极变为阳极，阳极需与电源正极相连，B正确； C．放电时为原电池，阳离子应向正极（石墨电极）移动，有机阳离子带正电，应移向石墨电极，而非铝电极（负极），C错误； D．离子液体含自由移动离子，导电性良好，且难挥发，适合作为电化学研究的电解质，D正确； 故答案选C。 【思维建模】 原电池电极判断及电极反应的书写 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。 考向03 考查“盐桥”的作用与化学平衡的移动 【例3】（2025·山东东营·三模）下列说法正确的是 A．该装置可制取并收集氨气 B．该装置可制备无水 C．该操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡 D．该装置盐桥中阳离子向CuSO4溶液中迁移 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．制取氨气用浓氨水和生石灰反应可行（CaO与水反应放热促进氨水分解），氨气密度比空气小，应采用向下排空气法收集，收集装置的试管口不能用橡胶塞密封、应塞一团棉花，A错误； B．FeCl3·6H2O加热时会水解生成Fe(OH)3和HCl，HCl易挥发导致水解完全，需在HCl气流中加热才能抑制水解得到无水FeCl3，图示通入N2无法抑制水解，B错误； C．KMnO4溶液具有强氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管，应使用酸式滴定管盛装KMnO4溶液，图示为碱式滴定管操作，滴定管类型错误，C错误； D．该装置为原电池，Zn为负极、电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极、电极反应为Cu2++2e-=Cu，负极区正电荷增多，正极区正电荷减少，盐桥中阳离子向正极区（CuSO4溶液）迁移以维持电中性，D正确； 故答案为D。 【思维建模】 盐桥的几个关键点 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。 考向04 考查原电池原理的应用 【例4】（2025·陕西商洛·三模）以纳米结构的为电催化剂，在电解液中展现出较高的转化率，使电化学硝酸盐污染废水修复和可持续生产氨成为一种具有广阔应用前景的方法。其模拟装置如图。下列说法错误的是 A．操作a可以为减压蒸发结晶 B．M电极为电源正极 C．电路中每通过，理论上可生成22.4L(标准状况)气体 D．上的电极反应式为 【答案】C 【详解】A．操作a是从NH4Cl溶液中获得NH4Cl固体，NH4Cl受热易分解，可以通过减压蒸发降低沸点，防止分解，该操作合理，A正确； B．转化为NH3是还原反应，发生在阴极，故Cu/Cu2O电极为阴极，连接电源负极（N极），则Pt电极为阳极，连接电源正极（M极），B正确； C．阳极（Pt电极）反应为：，每转移生成1mol O2；阴极反应为：，每转移生成1mol NH3，则当电路通过时，在标准状况下阳极生成2mol O2，体积为44.8L，在阴极生成1mol NH3，体积为22.4L，总气体体积为67.2L，C错误； D．根据分析，电极为阴极，得电子发生还原反应，N从+5价降为价，得，得到电极反应式为：，D正确； 故答案为：C。 【思维建模】 根据电池反应设计原电池的模板 拆分反应 将氧化还原反应分成两个半反应(电极反应) 选择电极材料 将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极 构成闭合回路 如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子 画出装置图 结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等 【对点1】（2025·浙江·一模）研究燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用只允许通过的半透膜隔开。下列说法不正确的是 A．电池负极的电极反应式为： B．为该电池反应的催化剂 C．放电过程中需补充的物质A为 D．电池工作时，每生成1 mol，将会有1 mol 通过半透膜移向右侧 【答案】D 【详解】A．负极发生氧化反应，中C为+2价，转化为中+4价C，失去。碱性环境下（左侧有KOH），电极反应式为，电荷、原子均守恒，A正确； B．右侧得电子生成（），又被氧化为（），循环使用，总量不变，为催化剂，B正确； C．右侧生成需，且被氧化需酸性条件（），故物质A为提供和，C正确； D．生成1 mol时，负极转移2 mol，为平衡电荷，（+1价）需迁移2 mol至正极，D错误； 故答案选D。 【对点2】（2025·甘肃白银·模拟预测）科学家设计出一款新的微型锌-空气电池，可为体内胶体机器人、传感器等微米级设备供电。电池工作示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A．电子从Pt电极流出 B．在Pt电极上发生氧化反应 C．Pt电极附近溶液的pH升高 D．Zn电极的电极反应式为 【答案】C 【详解】A．由示意图可知，Pt电极上O2得到电子、发生还原反应，Pt电极为正极，Zn电极上Zn发生失去电子的氧化反应，Zn电极为负极，电子从负极流出，电子应从Zn电极流出，Pt为正极，电子流入Pt电极，A错误； B．在Pt电极上得到电子，发生还原反应，而非氧化反应，B错误； C．Pt电极（正极）上发生还原反应：，导致Pt电极附近溶液浓度增大，pH升高，C正确； D．Zn电极上发生氧化反应，电极反应式为，D错误；故答案选：C。 【对点3】（2025·广东·模拟预测）某兴趣小组设计了如下两套装置探究铜离子与硫离子的反应，装置Ⅱ的盐桥中装有含饱和溶液的琼胶。实验过程中，装置Ⅰ中产生黑色沉淀，电流表指针无明显偏转；装置Ⅱ中甲烧杯中溶液变黄，乙烧杯中石墨电极上出现红色固体，电流表指针偏转。已知存在反应：（黄色），下列说法错误的是 A．装置Ⅰ中产生黑色沉淀的离子反应为 B．甲烧杯中发生的电极反应为 C．实验过程中，乙烧杯中的溶液pH会减小 D．实验说明与能发生复分解反应和氧化还原反应 【答案】C 【详解】A．装置Ⅰ中溶液和溶液直接混合，发生复分解反应生成黑色CuS沉淀，离子方程式为，A正确； B．装置Ⅱ为原电池，甲烧杯为负极，被氧化为（黄色），中S为-2价，中S平均价态为，每个S原子失电子数为，x个S原子共失电子，电极反应式为，B正确； C．装置Ⅱ乙烧杯为正极区，发生反应，水解使溶液显酸性（），随着被还原，水解平衡逆向移动，浓度减小，pH增大，C错误； D．装置Ⅰ中与直接结合生成CuS，为复分解反应；装置Ⅱ中形成原电池，被还原为Cu，被氧化为，存在电子转移，为氧化还原反应，D正确； 故选C。 【对点4】（2025·甘肃白银·模拟预测）某研究团队开发出一种新型的固态电池(SSBs)他们先将纤维素与邻苯二甲酸酐转化为纤维素邻苯二甲酸酯大分子(CP)，再将CP与锂盐混合，形成固体电解质体系(CP-SSE)，该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．利用纤维素制备CP-SSE符合可持续发展要求 B．CP分子间存在氢键，使其具有卓越的机械性能 C．放电时，b极反应为 D．充电时，当生成1mol 时，有7g 向左穿过CP-SSE 【答案】D 【详解】A．纤维素属于可再生资源，利用纤维素制备CP-SSE符合可持续发展要求，A项正确； B．CP中存在羟基和氧原子，存在分子间氢键，增强了机械性能，B项正确； C．由分析可知，放电时，b极的电极反应为，C项正确； D．充电时，a极发生反应：，当生成1mol 时，消耗，即有7x g 向左穿过CP-SSE，D项错误；答案选D。 考点02 新型电源 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＋ 【易错提醒】 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。 2、燃料电池 燃料电池的工作原理 燃料电池是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。电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。燃料电池工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出，于是电池就连续不断地提供电能 燃料电池示意图 特点 ①清洁、安全、高效 ②燃料电池的利用率高、能量转化率高，能量转化率达到80% 以上 ③与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用 (1)氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反应和还原反应，电池总反应式是2H2＋O2===2H2O。氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应： 介质 负极反应式 正极反应式 酸性 2H2－4e－===4H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O 中性 2H2－4e－===4H＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 碱性 2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)理论上来说，所有的燃烧反应均可设计成燃料电池，所以燃料电池的燃料除氢气外，还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等气体或液体，且能量转化率超过80%，由燃料电池组合成的发电站被誉为“绿色发电站” 【易错提醒】 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。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 1、铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应。(　　) 2、铅蓄电池工作时，当电路中转移0.1 mol电子时，负极增加4.8 g。(　　) 3、可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。(　　) 4、多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料。(　　) 5、根据反应4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S设计的可充电电池是一种应用广泛的锂电池，可用水溶液作电解质溶液。(　　) 【答案】1.√　2.√　3.× 4.√　5.× 考向01 考查一次电池的工作原理及应用 【例1】（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 【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。 考向02 考查二次电源的工作原理及应用 【例2】（2025·重庆·三模）某大学教授团队揭示了用于二氧化碳电还原时，自身会发生还原重构，该团队还通过电化学原位拉曼光谱、X射线吸收光谱等技术对在电化学还原条件下的活性物种进行了研究。设计以与辛胺为原料用电化学方法实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法错误的是 A．在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素的种类 B．若以铅酸蓄电池为电源，则极应与铅酸蓄电池的极相连 C．工作时，每转移电子，极溶液的质量增加 D．极上发生的电极反应为 【答案】C 【详解】A．原子光谱(包括发射光谱和吸收光谱)具有特征性，不同元素的原子光谱特征谱线不同，因此利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素的种类，A正确； B．由分析可知，In/In2O3-x极为阴极，需连接电源的负极，铅酸蓄电池放电时Pb为负极，则极应与铅酸蓄电池的极相连，B正确； C．In/In2O3-x极上CO2被还原生成HCOO-，发生电极反应：CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，每转移2 mol电子，消耗1 mol CO2(质量为44 g)，同时有1 mol OH-(质量为17 g)向阳极迁移，则极溶液的质量增加44 g-17 g=27 g，C错误； D．由分析可知，Ni2P极为阳极，辛胺(C8H17NH2)在碱性环境下被氧化生成辛腈(C7H15CN)，N元素化合价不变，C元素化合价升高，结合电荷守恒和原子守恒，极上发生的电极反应为：，D正确； 故选C。 【思维建模】 二次电池的解题模型 思维模型 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 考向03 考查燃料电池的工作原理及应用 【例3】（2025·青海西宁·二模）科技工作者利用光催化原理[光照时，光催化电极a会产生和空穴]设计了一套高效光电化学燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置工作过程中仅有光能转化为电能 B．电池工作时，溶液中的会从右向左迁移 C．电池工作时，催化电极b上发生氧化反应 D．用空穴表示的光催化电极a反应为 【答案】D 【详解】A．该装置利用光催化产生电子和空穴，同时涉及化学反应（如有机物氧化），能量转化包括光能和化学能转化为电能，并非仅有光能转化为电能，A错误； B．电池工作时，光催化电极a产生电子，为负极，催化电极b为正极，H+（阳离子）向正极（右侧）迁移，即从左向右迁移，B错误； C．催化电极b为正极，正极发生还原反应，C错误； D．光催化电极a上，反应物为HOOC-CH=CH-COOH（丁烯二酸，C4H4O4），空穴（h⁺）具有氧化性，将其氧化为CO2。反应中C元素从平均+1价升至+4价，4个C共失12e-，12h+得12e-，配平后方程式为C4H4O4+12h++4H2O=4CO2↑+12H+，D正确；故答案选D。 【思维建模】 解答燃料电池题目的几个关键点 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。 考向04 考查多液电池的工作原理及应用 【例4】（2025·甘肃白银·模拟预测）近期报道了一种新型低成本、高性能的光辅助可充电水系钠离子电池(装置如图所示)。该电池的放电原理与传统钠离子电池相同；光照时，嵌入正极电解液中的TiO2电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是 A．放电时需断开K，且TiO2电极避光存储 B．放电时，负极反应式为 C．充电时，TiO2电极反应式为 D．充电时闭合K，转移1 mol e-同时有1 mol Na+通过隔膜 【答案】C 【详解】A．放电时电池独立工作，需断开K避免TiO2电极干扰；TiO2光照产生电子和空穴会驱动充电，故需避光存储，A正确； B．放电时负极失电子，M电极区（S为-1价）氧化为（S为-0.5价），反应式为，B正确； C．充电时阳极应发生I⁻氧化为（放电时正极反应为+2e⁻=3I⁻，充电时逆反应），而h⁺为氧化剂，应氧化还原性更强的I⁻而非，正确反应应为3I⁻+2h⁺=+2h，C错误； D．充电时闭合K形成回路，转移1mol e⁻，为保持电荷平衡，1mol Na⁺通过隔膜从阳极（N）移向阴极（M），D正确；综上所述，答案为C。 【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。 考向05 考查液流循环电池的工作原理及应用 【例5】（2025·四川成都·三模）微生物膜电池可处理含对氯苯酚和乙酸钠的废水，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池A极电势低于B极 B．电池B极为微生物催化的阴极 C．理论上每生成1mol苯酚，溶液中有1molH+经过交换膜 D．CH3COO-在B电极被氧化为 【答案】D 【详解】A．由分析可知，A为正极，B为负极，A极电势高于B极，A错误； B．B极发生氧化反应(CH3COO-→，C元素化合价升高)，为该电池的负极，B错误； C．由分析可知，A极反应为：Cl-C6H4OH + H+ + 2e-=C6H5OH + Cl-(生成1mol苯酚转移2mol电子)，质子交换膜中H+从负极(B极)移向正极(A极)，迁移量与电子转移量相等，即转移2mol电子时迁移2mol H+，则生成1mol苯酚时迁移2mol H+，C错误； D．B极为负极，CH3COO-发生氧化反应，C元素化合价从0升高到+4，产物为，D正确；故答案为：D。 【思维建模】 液流电池不同于固体材料电极或气体电极的电池，其活性物质是流动的电解质溶液，它利用正负极分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域广，循环使用寿命长的特点。 【对点1】（2025·山西·模拟预测）智能电车行业已经成为我国经济发展的新引擎。下列相关说法正确的是 A．辅助驾驶系统的智能芯片主要成分为 B．高压快充平台中用到的材料SiC是离子晶体 C．用于新能源汽车电池的石墨烯为高分子材料 D．锂离子电池是通过锂离子在正负极之间移动来存储和释放能量 【答案】D 【详解】A．芯片主要成分为Si，A项错误； B．SiC是共价晶体，B项错误； C．石墨烯是碳单质，不是高分子材料，C项错误； D．锂离子电池放电时，锂离子从负极脱嵌、向正极移动嵌入正极材料中，充电时，锂离子从阳极(放电时为正极)材料脱嵌、向阴极(放电时为负极)移动并重新嵌入阴极(放电时为负极)，即锂离子电池通过锂离子在正负极之间移动来存储和释放能量；D正确；选D。 【对点2】（2025·河北廊坊·三模）科学家研制出一款超快速充电锂-硫二次电池，可为长途旅行电动汽车和商用无人机供电。工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．可用水溶液替代 B．放电时，电极电势： C．放电时，极反应式为 D．充电时，极生成时转移电子 【答案】C 【详解】A．为活泼金属，能与水反应生成和，不能用水溶液作电解质，A错误； B．放电时为原电池，a极（Li）为负极，b极（）为正极，正极电势高于负极，即电极电势b > a，B错误； C．放电时，b极为正极，发生还原反应，得到电子与结合生成，反应式为，C正确； D．充电时，a极为阴极，反应为，（）转移电子，D错误； 故选C。 【对点3】（2025·辽宁·模拟预测）在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是，可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极a的电势比多孔电极b高 B．O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol 【答案】C 【详解】A．由分析可知，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，故多孔电极a的电势比多孔电极b低，A错误； B．由分析可知，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，则O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极b经导线流向多孔电极a，B错误； C．由分析可知，多孔电极a为负极，发生氧化反应，该电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，C正确； D．由分析可知，负极电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，则标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为=0.02mol，D错误； 故答案为：C。 【对点4】（2025·湖南张家界·三模）一种可充电电池的放电原理如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．该电池中不能使用电解质的水溶液代替有机电解质 C．充电时，阴极的电极反应式为 D．用锂电极代替钠电极放电时，消耗等质量的锂电极时放电量较低 【答案】D 【详解】A．由图可知，X电极产生Na+，Y电极消耗Na+，Na+通过离子交换膜从左向右移动，说明交换膜允许阳离子通过，为阳离子交换膜，A正确； B．Na为活泼金属，能与水剧烈反应，若使用水溶液电解质，Na会直接与水反应，无法正常放电，故不能用水溶液代替有机电解质，B正确； C．充电时为电解池，原电池的负极（Na电极）作阴极，阴极发生还原反应，电极反应式为，C正确； D．Li和Na放电时均为1mol金属失去1mol电子，等质量时，Li的物质的量大于Na的物质的量，则Li转移电子更多，放电量更高，D错误； 故选D。 【对点5】（2025·河南·三模）我国科学家将纳米级嵌入电极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量，其放电工作原理如图所示。其中有机离子导体主要含，隔膜仅允许含铝元素的微粒通过。 下列说法正确的是 A．电极电势： B．放电时，可经过隔膜进入左极室中 C．放电时，电池的负极反应式为 D．若从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量增加 【答案】C 【详解】A．由分析知， N为负极、M为正极，正极电极电势高于负极，则M＞N，A错误； B．放电时阴离子向负极移动，N为负极（右极室），向负极N极室移动（右极室），B错误； C．电池的负极为铝电极，放电时负极的反应为， C正确； D．“将纳米级嵌入电极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量”，若从电极表面脱落，电池容量减小，则电池单位质量释放电量减少，D错误； 故答案选C。 题型01 原电池的构成和形成条件 1．（2025·山东潍坊·模拟预测）低品位热（温度低于150 ℃）是一种丰富且广泛存在的可持续能源，一种新型的37 ℃热富集铂电极电池如图所示。利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌和对苯二酚的转换：。下列说法错误的是 A．左侧电极为冷端电极 B．工作中热端电极的电极反应式为-2e-=+2H+ C．工作中无需补充对苯醌或对苯二酚 D．该电池可反复充放电使用 【答案】D 【详解】A．聚合物（含多个羧基）向左侧电极移动时，遇冷膨胀，释放出H+，可见左侧电极为冷端电极，A正确； B．右侧电极为热端电极，对苯二酚在右侧电极失去电子，并释放H+，转化为对苯醌，电极反应式是-2e-=+2H+，B正确； C．左侧电极的电极反应式是+2H++2e-=，右侧电极的电极反应式是-2e-=+2H+，两者相加完全抵消，可见电池整体上并不消耗对苯醌或对苯二酚，无需补充，C正确； D．该电池实质是将热能（低品位热）转化为电能，随着热区和冷区的温差消失（热传递），电池将无法工作，是一次电池，无法充电，D错误； 故选D。 2．（2025·广东江门·一模）近年我国科技发展迅猛。以下关于我国科技进展的说法错误的是 A．“揭示光感受调节血糖代谢机制”，其中葡萄糖属于单糖 B．“农作物耐盐碱机制解析及应用”，所有的盐和碱均属于强电解质 C．“新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵”，DNA属于高分子 D．“发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制”，电池工作时化学能转化成电能 【答案】B 【详解】A．单糖是指不能再被水解的糖类，葡萄糖是单糖，A正确； B．盐和碱中并非全部是强电解质，例如，碱中的弱碱（如NH3·H2O）属于弱电解质，B错误； C．DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物，属于高分子，C正确； D．电池的工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能，D正确； 故选B。 3．（2025·贵州贵阳·二模）下列实验装置或操作能达到实验目的的是 A．制备并收集少量氨气 B．产生持续稳定电流 C．.验证Fe与S反应放热 D．制备乙二酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．收集氨气，导管应该伸入到试管的底部，A错误； B．该原电池装置中锌电极应该在硫酸锌溶液中，铜电极应该在硫酸铜溶液中，中间使用盐桥连接，B错误； C．Fe与S反应使用红热玻璃棒引燃后，反应持续进行并放热，C正确； D．足量酸性高锰酸钾会将乙二醇氧化为二氧化碳气体，D错误； 故选C。 4．（2025·安徽·模拟预测）利用沉淀反应：Ag+(aq)+Cl-(aq)＝AgCl(s)设计原电池时(如图)，下列说法不正确的是 A．负极是金属银电极，电解质溶液为氯化钠溶液 B．正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液 C．负极反应为Ag-e-＝Ag+ D．也可以利用反应：H++OH-＝H2O设计原电池 【答案】C 【详解】A．根据分析，可知负极发生Ag电极失电子生成Ag+，与电解质溶液中的Cl-结合生成AgCl的过程，故负极的电解质溶液可为含Cl-的可溶盐溶液，KCl溶液或NaCl溶液等均可，A项正确； B．由分析可知，正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液，溶液中的Ag+得电子生成Ag，B项正确； C．负极Ag电极失电子生成Ag+，与电解质溶液中的Cl-结合生成AgCl，电极反应式为：Ag-e-+Cl-＝AgCl，C项错误； D．根据原电池工作原理可知，将反应H++OH-＝H2O设计原电池时，正负极电极均为石墨，负极上通入H2，电解质溶液为强碱性溶液，正极电解质为稀硫酸溶液，盐桥为KNO3琼胶，D项正确； 答案选C。 5．（2025·浙江·模拟预测）下列实验操作正确且能达到实验目的的是 A．装置①可用于制备并测量其体积 B．装置②可用于制作简单燃料电池 C．装置③可用于探究苯酚和碳酸的酸性强弱 D．装置④盐桥中的阳离子向右池迁移起形成闭合回路的作用 【答案】B 【详解】A．氨气极易溶于水，不能用装有水的量气管测量氨气的体积，A错误； B．闭合K1，形成电解池，右侧石墨为阴极，H+放电产生氢气，左侧石墨为阳极，OH-放电生成氧气，然后断开K1、闭合K2，形成简单燃料电池，右侧石墨为负极，左侧石墨为正极，故B正确； C．盐酸易挥发，可能HCl也进入到苯酚钠溶液中，使之生成苯酚，没有排除HCl的干扰，C错误； D．Zn电极应插入硫酸锌溶液中，Cu电极应插入硫酸铜溶液中，构造错误，D错误； 答案选B。 6．（2025·贵州贵阳·模拟预测）下列实验装置或操作正确的是 A．用于制备乙酸乙酯 B．干燥 C．分离四氯化碳与苯 D．组装原电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．乙酸乙酯是用乙醇和乙酸在浓硫酸催化下加热制备的，乙醇和乙酸是液态，试管口不能向下倾斜，A错误； B．无水硫酸铜可以吸收水蒸气变为硫酸铜晶体，CO2与硫酸铜不反应，U形管中的无水硫酸铜可以干燥CO2，B正确； C．用蒸馏分离四氯化碳和苯，无需用毛细管平衡压强，同时苯蒸气有毒，应当做好装置密封，C错误； D．双液原电池缺少盐桥，不能形成闭合回路，D错误； 本题选B。 题型02 原电池的工作原理 1．（2025·宁夏银川·一模）一种双阴极微生物燃料电池的工作原理如图所示(燃料为C2H4O2)。下列说法正确的是 A．放电时，缺氧阴极和好氧阴极相当于原电池的负极 B．若“厌氧阳极”转移1 mol电子，则理论上消耗C2H4O2为7.5 g C．“缺氧阴极”的电极反应式为： D．放电时，“缺氧阴极”区域质量增加，“好氧阴极”区域质量减轻 【答案】B 【详解】A．原电池中，阴极发生还原反应（得电子），为正极；负极发生氧化反应（失电子）。缺氧阴极和好氧阴极均为得电子的正极，A错误； B．厌氧阳极中C2H4O2（摩尔质量60 g/mol）氧化为CO2，C元素从0价升至+4价，1分子C2H4O2含2个C，共失8e-。转移1mol电子时，消耗C2H4O2的物质的量为mol，质量为，B正确； C．缺氧阴极还原为N2，N从+5价降为0价，2个N得10e-，结合质子交换膜（H+移动），反应式应为，而非生成OH-（碱性条件），C错误； D．缺氧阴极：反应式应为，即进入，逸出气体，质量减轻；好氧阴极：O2和H+结合生成H2O，质量增加，D错误； 故答案选B。 2．（2025·江苏·模拟预测）室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 探究方案 探究目的 A 向滴有酚酞的的溶液中滴加少量溶液，观察现象 证明溶液中存在水解平衡 B 向和稀硫酸反应的试管中加入少量铜粉，观察现象 证明形成原电池可以加快的腐蚀 C 向溶液中滴入溶液，生成白色沉淀 碱性：> D 将石油裂解后产生的气体通入高锰酸钾溶液，观察现象 证明石油裂解气中含乙烯 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．向溶液中滴加，溶液红色加深，但这是由外加直接引起的，无法证明水解平衡的存在，故A项错误。 B．与稀硫酸反应时加入粉，形成原电池，作为负极腐蚀加快，反应速率提高，故B项正确。 C．向溶液中滴加生成沉淀，说明的浓度足以使，但无法直接比较与的碱性强弱（需同浓度下进行比较），故C项错误。 D．石油裂解气能使高锰酸钾褪色，但可能含其他不饱和烃（如丙烯），无法证明仅含乙烯，故D项错误。 故答案为：B。 3．（2025·重庆·三模）一种以离子液体为电解质的二次电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，电子由Al电极经离子液体流向磷酸铁锂电极 B．放电时，由右侧移向左侧 C．放电时，负极反应式为 D．充、放电时，电池中的锂元素价态均保持不变 【答案】A 【详解】A．充电时为电解池，电子只能通过导线传递，不能经离子液体（电解质）流动，离子液体中是离子定向移动导电，故A错误； B．放电时为原电池，Li⁺（阳离子）移向正极，由图及Al易失电子作负极可知，右侧Al为负极，左侧磷酸铁锂为正极，Li⁺由右侧（负极）移向左侧（正极），故B正确； C．放电时Al为负极，失电子发生氧化反应，结合离子液体中和的转化，负极反应式为，原子和电荷均守恒，故C正确； D．Li在电池中以形式存在，充放电过程中仅发生迁移，价态始终为+1价，故D正确； 故答案为：A。 4．（2025·河北·模拟预测）近日，科学家在耦合Ce介导的Cu多孔碳电极上太阳能自驱动直接电催化还原产生无的氨，如图所示。下列叙述正确的是 A．a极为阴极，b极发生还原反应 B．上述装置最终将太阳能转化成电能 C．b极的电极反应式为 D．标准状况下，逸出11.2 L干燥的X气体时转移1 mol电子 【答案】C 【详解】A．电解池中，在b极转化为，N元素化合价降低被还原，故b极为阴极（发生还原反应），则a极为阳极（发生氧化反应），A错误； B．该装置“太阳能自驱动”，太阳能先转化为电能（光伏板），电能再驱动电解反应转化为化学能（生成），最终能量为化学能，而非电能，B错误； C．b极为阴极，被还原为，N元素从0价降为-3价，每个得。碱性环境（KOH）中，反应物为和，产物为和，配平得电极反应式：，C正确； D．a极为阳极，碱性条件下氧化生成（X气体），阳极反应为,标准状况下11.2 L（0.5 mol），转移电子为0.5 mol×4=2 mol，而非1 mol，D错误； 综上所述，答案选C。 5．（2025·广东清远·二模）劳动创造美好生活，下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 工业生产：技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝能形成致密氧化膜 B 生产活动：向葡萄酒中添加适量的 具有杀菌和抗氧化作用 C 学农活动：用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素 D 自主探究：果蔬电池 电解池原理 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．铝可与氧气反应生成致密的氧化层，能保护内部的铝不被氧化，因此具有很好的抗腐蚀性，A项不符合题意； B．因具有杀菌和抗氧化的作用，故葡萄酒中添加，可起到防腐的作用，B项不符合题意； C．因厨余垃圾中含有N、P、K等元素，故可用厨余垃圾制肥料，C项不符合题意； D．果蔬电池利用了原电池的工作原理，D项符合题意； 答案选D。 6．（2025·四川达州·模拟预测）全碱性多硫化物-空气液流二次电池可用于再生能源储能系统和智能电网的备用电源等，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，从右往左穿过膜进入电极区域 B．放电时，负极区的电极反应式为 C．充电时，电池总反应方程式为 D．充电时，阴极每消耗电路中理论上转移电子数目为 【答案】C 【详解】A．放电时为原电池，阳离子（）向正极移动。电极A为负极，电极B为正极，应从左（电极A区域）向右（电极B区域）穿过膜b，A错误； B．放电时负极发生氧化反应，应失去电子，电极方程式为：2-2e-=，B错误； C．放电时，正极发生还原反应，反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；负极发生氧化反应，反应为2-2e-=；放电总反应为，充电时总反应为放电的逆反应，即，C正确； D．充电时阴极反应为+2e-=2，Na2S4摩尔质量为174g/mol，261g Na2S4的物质的量为=1.5mol，转移电子为1.5mol×2=3NA，D错误； 故选C。 题型03 原电池原理的应用 1．（2025·湖南·一模）劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用红热铁针、石蜡和水晶验证晶体的各向异性 晶体内部质点排列具有有序性 B 制作秋月梨电池 电解池原理 C 向葡萄酒中添加适量的SO2 SO2具有杀菌和抗氧化的作用 D 利用石墨烯材料开发新型电池 石墨烯电阻率低，热导率高 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．晶体内部质点排列具有有序性，使晶体有各向异性，有关联，A不符合题意； B．利用原电池原理来探究制成水果电池，不是电解池原理，没有关联，B符合题意； C．SO2具有还原性，葡萄酒中添加适量的SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用，有关联，C不符合题意； D．石墨烯具有电阻率低、热导率高的特点，在电池研发中，电阻率低有利于减小电池内阻，提高电池的充放电性能；热导率高有利于散热，保证电池在工作过程中的稳定性，有关联，D不符合题意； 故选B。 2．（2025·宁夏银川·三模）下列有关实验操作、现象(或数据)和结论不完全正确的是 选项 实验操作 实验现象或数据 结论 A 恒温恒容密闭容器，充入一定量HI气体，反应达到平衡后再充入10 mol Ar 气体颜色不变 恒温恒容装置，充入Ar，压强增大，但原气体浓度保持不变，平衡不移动， B 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 C 向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊溶液 溶液变蓝 D 向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液 单位时间内产生的气体增多 使用催化剂可加快反应速率，使平衡正向移动 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．在恒温恒容密闭容器中存在可逆反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)。反应达到充入Ar，气体总压增大，但由于反应混合物中各气体浓度未变，因此化学平衡不移动，气体颜色不变，A正确； B．在恒容体系中存在化学平衡：2NO2(g)N2O4(g)，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体。将盛有该平衡体系的烧瓶放入热水中气体颜色变深，说明升高温度c(NO2)增大，因此混合气体颜色加深，证明升高温度使化学平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，△H＜0，B正确； C．NaHCO3溶液在溶液中存在电离平衡：H++，也存在水解平衡：+H2OH2CO3+OH-。电离产生H+使溶液显酸性，水解产生OH-使溶液显碱性。向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变蓝说明该溶液显碱性，证明的水解程度大于其电离程度，因此Kh=＞Ka2，即Ka1·Ka2＜Kw，C正确； D．向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液，Zn与CuSO₄溶液发生置换反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，Zn置换出Cu，置换出的Cu与Zn、H2SO4形成微电池能够加快反应速率。但Cu并不是催化剂，催化剂也不会影响平衡；且反应消耗Zn导致最终产H2量减少，其中也不存在可逆反应，也不会存在催化剂使平衡正向移动的情况，D错误； 故合理选项是D。 3．（2025·山西吕梁·三模）下列实验的方案设计和现象、结论都正确的是 选项 实验目的 方案设计和现象 结论 A 比较、和的氧化性 向酸性溶液中滴入溶液，紫红色溶液变浅并伴有黄绿色气体产生 氧化性： B 比较与的金属活动性 将和溶液与和溶液组成原电池，银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液变蓝 金属活动性： C 比较和的大小 向、混合溶液中滴入少量溶液，有黄色沉淀生成 D 检验淀粉是否水解 将淀粉溶液与稀硫酸共热，取样后滴加碘水，溶液变蓝 淀粉未水解 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．酸性KMnO4氧化Fe2+为Fe3+（紫红色变浅），同时氧化Cl-生成Cl2（黄绿色气体），说明KMnO4的氧化性强于Cl2和Fe3+，无法说明Cl2、Fe3+的氧化性大小，A错误； B．Cu与Na2SO4溶液、Ag与AgNO3溶液组成原电池，Cu作为负极被氧化（溶液变蓝），Ag作为正极还原Ag+（银沉积），说明Cu的金属活动性比Ag强，B正确。 C．向含Cl-和I-的混合液中滴加少量AgNO3，生成AgI沉淀而非AgCl，说明AgI的溶度积更小（Ksp(AgI) < Ksp(AgCl)），但实验未明确Cl-和I-浓度是否相同，若Cl-浓度过高可能优先沉淀AgCl，C错误； D．淀粉水解后加碘水变蓝只能说明淀粉未完全水解，不能证明未水解，D错误； 故选B。 4．（2025·河南驻马店·三模）利用下列装置进行实验，能达到相应实验目的的是 A．图甲：Cu和浓硫酸反应制取少量SO2气体 B．图乙：装置乙可用于实验室制备少量Fe(OH)2 C．图丙：滴加KSCN溶液，溶液不变红，可证明锌比铁活泼 D．图丁：用装置丁分离乙酸乙酯和乙醇 【答案】B 【详解】A．Cu与浓硫酸反应制取SO2需要加热，图甲装置未提供加热条件，无法发生反应，A错误； B．图乙中，Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，H2可排尽装置内空气，关闭止水夹后，利用压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液，在隔绝空气条件下生成Fe(OH)2，能防止其被氧化，B正确； C．Zn、Fe与酸化NaCl溶液构成原电池，若Zn活泼则Fe不被氧化，若Fe活泼则生成Fe2+，但KSCN遇Fe2+不变红，无论谁活泼溶液均不变红，无法证明锌比铁活泼，C错误； D．乙酸乙酯和乙醇互溶，二者沸点接近也难以分离，一般不采用蒸馏操作分离，且蒸馏时温度计水银球不能插入液面以下，D错误； 故答案为：B。 5．（2025·山西晋城·模拟预测）某实验小组设计实验制备氢气和测定铜的摩尔质量，所用装置如图所示。 【试剂】 粗锌(含Cu、ZnS等杂质)、0.1mol·L-1的酸性溶液、醋酸铅[]溶液，6mol·L-1的硫酸溶液，碱石灰，氧化铜粉末。 【步骤】 ①称量：在分析天平上称量一个洁净而干燥的小试管，在小试管中放入已粗称过的一薄层CuO。将CuO平铺好后，再准确称量小试管和CuO的质量。 ②还原：将小试管固定在铁架台上。在检验氢气纯度以后，把导气管伸入小试管并置于CuO上方。待小试管中的空气全部排出后，加热试管，至黑色粉末全部转变为红色粉末。 ③冷却：移开酒精灯，继续通入氢气。待小试管冷却至室温，取出导管，停止通气。 ④称量：用滤纸吸干小试管管口冷凝的水珠，再准确称量小试管及固体的总质量。 【数据】 物品 小试管 小试管＋氧化铜 小试管＋铜 质量/g w m n 回答下列问题： (1)启动装置A中反应的实验操作是 ；其他条件相同，粗锌比纯锌反应更快，其原理是 。 (2)装置B中产生黑色沉淀，写出装置B中发生反应的化学方程式： ；装置C的作用是 。 (3)检验氢气纯度时，每次实验要更换一支试管，其原因是 。 (4)在做完氢气的还原性实验后，移走酒精灯，继续通入氢气至试管冷却，其目的是 。 (5)由上述实验数据，测定铜的摩尔质量为 (用字母表示)。 (6)下列情况会使测定结果偏低的是 (填字母)。 a．氧化铜潮湿                     b．试管不干燥 c．红色粉末混有黑色粉末             d．管口冷凝的水珠没有用滤纸吸干 (7)质疑与反思：实验小组发现，黑色粉末全部变为红色粉末(即检测红色粉末不含CuO)，其他操作均正确，根据数据计算结果仍然偏高，其原因可能是 (已知还原CuO时，由于温度或的量不足等原因，产物中可能有)。 【答案】(1)旋开K活塞 粗锌在稀硫酸中构成原电池 (2) 确保H2S除尽 (3)防止试管里有火种，造成危险 (4)防止空气进入，氧化炽热的铜生成CuO (5)g·mol-1 (6)ab (7)红色粉末中有，导致n的数据偏大 【详解】（1）A装置为启普发生器，要让稀硫酸与粗锌接触反应，需要打开活塞K，让稀硫酸流下与粗锌接触；粗锌中含有铜杂质，在稀硫酸中易形成原电池，加快反应速率。 故答案为：旋开K活塞  粗锌在稀硫酸中构成原电池。 （2）B中醋酸铅溶液的作用是除去硫化氢气体，硫化氢能与醋酸铅溶液反应生成黑色硫化铅沉淀，装置B中发生反应的化学方程式为：；装置C的酸性高锰酸钾溶液可以吸收硫化氢气体，若酸性高锰酸钾溶液不褪色，则证明硫化氢气体已除尽。 故答案为：  确保除尽。 （3）检验氢气纯度时，每次实验要更换一支试管，其原因是如果试管中有火种，再次实验易发生爆炸。 故答案为：防止试管里有火种，造成危险。 （4）停止加热，再继续通入氢气，是让氢气做保护气，防止空气进入，氧化炽热的铜生成CuO。 故答案为：防止空气进入，氧化炽热的铜生成CuO。 （5），设铜的相对原子质量为x，，有，，相对原子质量与摩尔质量数值相等，摩尔质量单位为：，所以铜的摩尔质量为g·mol-1。 （6）a．若氧化铜含水，则m偏大，结果偏低，a正确； b．若试管未干燥，则m、w均偏大，结果偏低，b正确； c．若红色粉末混有黑色粉末，说明反应不完全，最终固体质量n偏大，导致计算所得的氧原子质量(m-n)偏小，铜的质量(n-w)偏大，由 可知，测定结果偏高，c错误； d．若水未吸干，则n偏大，结果偏高 ，d错误； 故答案为：ab。 （7），和颜色相同，都是红色粉末，氧化铜未完全被还原，导致测得铜的相对原子质量偏大。 故答案为：红色粉末中有，导致n的数据偏大。 6．（2025·上海奉贤·一模）电池材料金属银应用广泛。与稀制得，常用于循环处理高氯废水。 沉淀：在高氯废水样中加入少量使浓度约为，滴加溶液至开始产生深红色沉淀。(忽略滴加过程的体积增加) 1．请通过计算判断是否已完全沉淀。已知：，，当离子浓度小于时，可认为完全沉淀 。(写出计算及分析过程) 还原：在沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量盐酸后静置，充分反应得到。 2．(1)铁将转化为单质的化学方程式为 。 (2)不与铁圈直接接触的也能转化为的原因是 。 【答案】1．已完全沉淀 2． ( 产物写不得分) 铁还原成，形成铁银原电池，未接触的在表面得电子被还原成银 【解析】1．浓度约为，当滴加溶液至开始产生沉淀，此时，mol/L，所以沉淀已完全； 2．①沉淀中埋入铁圈并压实，铁将AgCl转化为单质Ag，反应的化学方程式为：； ②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是：铁还原AgCl成Ag，形成铁银原电池，未接触的AgCl在Ag表面得电子被还原成银。 题型04 一次电池 1．（2025·全国·调研）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++2MnO2=Zn[(NH3)2]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。 2．（2025·全国·调研）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 【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。 3．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）化学与科技、生活、环境密切相关，下列说法错误的是 A．高性能新型纤维聚合物钠离子电池，放电时将化学能转化为电能 B．选择性催化剂电催化还原制备乙烯有利于实现碳中和 C．石墨烯是一种新型化合物，在能源、催化方面有重要的应用 D．科学家研发催化剂，利用光合作用制备戊酸酯类生物燃油，该类燃油属于可再生能源 【答案】C 【详解】A．新型纤维聚合物钠离子电池属于原电池，工作时将化学能转化为电能，故A正确； B．选择性催化剂电催化还原CO2制备乙烯，可减少CO2的排放，有利于实现碳中和，故B正确； C．石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，是碳的一种单质，不是新型化合物，故C错误； D．戊酸酯类生物燃油燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和水通过光合作用可转化为戊酸酯，戊酸酯在短时间内可再生成，属于可再生能源，故D正确；故选：C。 题型05 二次电池 1．（2025·吉林延边·模拟预测）下列过程对应的化学或离子反应方程式正确的是 A．硫酸铅蓄电池的负极反应： B．用稀盐酸洗涤盛石灰水的试剂瓶口的附着物： C．用检验输送液氯的管道是否泄漏： D．用饱和溶液除去中的杂质： 【答案】C 【详解】A．硫酸铅蓄电池的负极反应中，Pb应生成PbSO4而非Pb2+，正确反应为，A错误； B．稀盐酸与碳酸钙反应时，CaCO3为固体，不能拆写，正确离子方程式为，B错误； C．NH3与Cl2反应生成NH4Cl和N2，方程式符合氧化还原反应规律（Cl2为氧化剂，NH3为还原剂），C正确； D．HCl与HSO3-反应的离子方程式应为H+ + = SO2↑ + H2O，D错误； 答案选C。 2．（2025·江西·二模）下列表示不正确的是 A．乙烯的结构式： B．神舟十九号携带了二氧化碳处理器，CO2的电子式为： C．电动汽车中的锂离子电池工作时将化学能转化为电能 D．元素周期表中d区和ds区的元素都是金属元素 【答案】B 【详解】A．乙烯的分子式为C2H4，每个碳原子均形成两个C-H键、一个碳碳双键，结构式为，A正确； B．CO2是共价化合物，其结构式为O=C=O，碳原子和每个氧原子间共用两对电子，电子式为，B错误； C．锂离子电池工作时属于原电池原理，将化学能转化为电能，锂离子充电时属于电解池原理，将电能转化为化学能，C正确； D．元素周期表中d区和ds区的元素均属于过渡元素，过渡元素均为金属元素，D正确；故选B。 3．（2025·云南文山·模拟预测）我国科技创新成为现代化建设的核心引擎，例如手机电池容量的增大与电极材料息息相关，一种新型锂离子二次电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时，硅碳复合材料电极与电源正极相连 B．放电时，负极的电极反应式为Si-4e-=Si4+ C．充电时，若转移2 mol电子，理论上阳极质量减轻14 g D．硅碳复合材料电极优于传统石墨电极的原因是硅的导电性优于石墨 【答案】C 【详解】A．充电时该装置为电解池，Li+向硅碳复合材料电极移动，阳离子移向阴极，故硅碳复合材料电极为阴极，应与电源负极相连，A错误； B．放电时负极发生失去电子的氧化反应，在锂离子电池中负极反应生成Li+而不是生成Si4+，负极的电极反应式应为：LixSi-xe-=Si+xLi+，B错误； C．充电时阳极为LiNi0.5Mn1.5O4，阳极的电极反应式为：LiNi0.5Mn1.5O4-xe-=Li1-xNi0.5Mn1.5O4+xLi+，当转移1 mol电子阳极会失去1 mol Li+，其质量减轻7 g，故当转移2 mol电子时失去2 mol Li+，总质量减轻=7 g/mol×2=14 g，C正确； D．硅导电性弱于石墨，使用硅碳复合材料的优势是硅碳复合材料电极增大了电池容量，D错误； 故合理选项是C。 4．（2025·河北邢台·二模）/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子()和空穴()，其制氧效果优越，原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a B．放电时，每消耗0.1 mol，负极区电解质溶液的质量增加13 g C．充电时，电势高低：a<b D．充电时，电池总反应： 【答案】D 【详解】A．电子只在导线中移动，不进入电解质溶液，电子流向：b→导线→a，故A错误； B．放电时，负极区电解质溶液增加的质量为失电子的锌和离子交换膜电离出来的的质量和，根据电极反应式可知每消耗0.1 mol ，转移0.4 mol电子，有0.2 mol Zn失电子进入溶液，0.2 mol 由双极膜进入负极区，则质量增加(0.2×65+0.4×17)g=19.8 g，B错误； C．阳极电势高于阴极电势，由思路分析可知，充电时a电极电势高于b电极电势，C错误； D．充电时，阳极反应为，阴极反应为，总反应为，D正确； 选D。 5．（2025·重庆·一模）纤维电池是可以为可穿戴设备提供电能的便携二次电池。一种纤维钠离子电池放电的总反应为，其结构简图如图所示，下列说法正确的是 A．放电时N极为负极 B．放电时正极的电极反应式为： C．充电时，若转移xmol，M极电极将增重23g D．充电时从M极迁移到N极 【答案】B 【详解】A． 电池放电的总反应为， Mn元素化合价升高，发生氧化反应， M极为负极，N极为正极，A项错误； B．放电时，正极的电极反应式为：，B项正确； C．充电时，M极电极电极反应式为：，若转移x mol，M极电极将增重23x g，C项错误； D．充电时，阳离子向阴极移动，所以从N极迁移到M极，D项错误； 答案选B。 6．（2025·贵州·模拟预测）下列离子方程式书写错误的是 A．铜蓝的形成：Cu2++ZnS=CuS+Zn2+ B．铅酸蓄电池充电： C．醋酸除水垢： D．强碱液不能使用磨口玻璃塞试剂瓶： 【答案】B 【详解】A．各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)，便慢慢地转化为铜蓝(CuS)，A正确； B．铅酸蓄电池充电时发生反应：，B错误； C．CH3COOH为弱电解质，醋酸钙为易溶于水的强电解质，醋酸除水垢方程式的配平正确，C正确； D．强碱与玻璃中的二氧化硅可反应生成黏合剂硅酸钠，方程式书写正确，D正确； 故选B。 题型06 燃料电池 1．（2025·甘肃白银·模拟预测）我国新能源产业蓬勃发展。下列说法不正确的是 A．新能源汽车中使用的芯片的主要材料是高纯硅 B．甲烷燃料电池具有发电效率高、环境污染小等优点 C．锂离子电池充电时，锂离子从阴极移向阳极 D．太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置 【答案】C 【详解】A．芯片的主要材料是高纯硅，A正确； B．甲烷燃烧产物为二氧化碳和水，且反应放出大量的热，甲烷燃料电池效率高、污染小，B正确； C．锂离子电池充电时，锂离子应从阳极（正极）移向阴极（负极），选项描述方向相反，C错误； D．太阳能电池工作时，将光能转化为电能，D正确； 故选C。 2．（2025·四川宜宾·三模）下列有关电极方程式或离子方程式书写正确的是 A．溶液中加入稀硝酸： B．碱性燃料电池的负极反应： C．溶液中滴加过量氨水： D．1,2-二溴乙烷与NaOH溶液反应： 【答案】D 【详解】A．稀硝酸具有强氧化性，会将氧化为硫酸根离子，同时生成NO，反应为，A错误； B．碱性条件下，二氧化碳会与反应生成碳酸根离子，负极反应为甲醇在碱性条件下被氧化为碳酸根离子，，B错误； C．滴加过量氨水时，生成的氢氧化铜沉淀会与继续反应生成，，C错误； D．1,2-二溴乙烷在水溶液中加热发生水解反应，生成乙二醇和，方程式原子守恒、电荷守恒，D正确； 故选D。 3．（2025·江苏·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．放电时，电子由电极b经外电路流向电极a B．电极a的电极反应式为 C．当有通过质子交换膜时，电极b表面理论上消耗的体积为 D．验证生成的操作：取反应后的左室溶液，加入新制，加热，观察现象 【答案】B 【详解】A．放电时，电子由负极a经过外电路流向正极b，A错误； B．由分析，a为负极，乙烯失去电子发生氧化反应：，B正确；   C．没有标况，不确定消耗氧气的体积，C错误； D．乙醛和新制氢氧化铜反应需要在碱性条件下反应，故应该取反应后的左室溶液，加入过量氢氧化钠调节溶液为碱性，然后再加入新制，加热，观察现象，D错误； 故选B。 4．（2025·山东·模拟预测）为既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，合作小组利用反应设计如图所示电池（离子交换膜为阴离子交换膜）。下列说法正确的是 A．电流不可以通过离子交换膜 B．电子由电极经负载流向电极 C．相同状况下，左右两侧电极室中产生的气体体积比为 D．负极反应式为 【答案】D 【详解】A．离子交换膜允许阴离子通过，阴离子定向移动可形成电流，所以电流可以通过离子交换膜，A错误； B．在反应中，中N元素化合价升高，中N元素化合价降低，所以在电极A发生氧化反应，电极A为负极；在电极B发生还原反应，电极B为正极。电子由负极（电极A ）经负载流向正极（电极B ），B错误； C．根据电池总反应，相同状况下，左右两侧电极室中产生的体积比等于物质的量之比为4:3，C错误； D．负极上发生氧化反应，电解质溶液为KOH溶液，根据电荷守恒和原子守恒，负极反应式为，D正确； 故选D。 5．（2025·云南·模拟预测）下列说法不正确的是 A．煤的液化属于化学变化 B．由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基 C．氢气是可燃气体，能被氧气氧化，可以制作燃料电池 D．聚乳酸具有生物可降解性，无毒，是高分子化合物，可以制作一次性餐具 【答案】B 【详解】A．煤的液化是通过化学反应将煤转化为液体燃料，涉及化学键的断裂与形成，属于化学变化，A正确； B．氨基乙酸(含1个氨基和1个羧基)形成二肽时，脱水缩合会消耗1个氨基和1个羧基，最终二肽中仅剩1个氨基和1个羧基，B错误； C．氢气作为可燃气体，在燃料电池中与氧气发生氧化反应生成水并释放电能，C正确； D．聚乳酸(PLA)是高分子化合物，含有酯基，可生物降解且无毒，适合制作环保餐具，D正确； 故答案为B。 6．（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。 题型07 新型电池 1．（2025·山东潍坊·模拟预测）水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，其中电极含V、C、N元素，电解质溶液中主要存在团簇离子，放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电极电势： B．充电时，向极方向移动 C．放电时，Y极的电极反应式为 D．充电时，电解质溶液中每增加极质量减少 【答案】D 【详解】A．放电时，X为负极，Y为正极，Y电势高，故A正确； B．充电时，X为阴极，Y为阳极，阳离子向阴极移动，故B正确； C．放电时，Y为正极，发生还原反应，Y极的电极反应式为，故C正确； D．充电时，X电极为阴极，Y电极为阳极，发生的反应为，增加了1mol时，转移的电子为2mol，根据电荷守恒可知，阴极转移的电子也是2mol，MnO2得电子生成Na0.6MnO2，可知得到2mol Na+，则X极质量增加46g，故D错误； 故答案为D。 2．（2025·安徽合肥·模拟预测）近日，我国科学家在新型储能材料研究方面取得重大突破，研发出一种基于有机聚合物的新型电池材料，有望大幅提升电池的能量密度与充放电性能。该有机聚合物材料由含氮杂环化合物与多元醇通过特殊的缩聚反应制得，其结构中存在大量可移动的离子基团，能在充放电过程中快速传输电荷。下列说法错误的是 A．该新型材料属于有机高分子材料 B．含氮杂环化合物一定属于芳香族化合物 C．油脂通过皂化反应可以制备多元醇 D．该电池的投入使用可以推动电子设备小型化发展 【答案】B 【详解】A．缩聚反应生成高分子，材料明确为有机聚合物，属于有机高分子材料，A正确； B．芳香族化合物需含共轭平面环（如苯环、吡啶环等），但含氮杂环可能为饱和结构（如哌啶），无芳香性，B错误； C．油脂皂化反应产物为高级脂肪酸盐（肥皂）和甘油（丙三醇），甘油是多元醇，C正确； D．高能量密度材料能存储更多电能，使电子设备更轻便、小型化，D正确； 答案选B。 3．（2025·云南·模拟预测）海底沉积层微生物燃料是一种新型海洋可再生能源，用该燃料设计的原电池产电原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极电势低于极 B．b极发生还原反应 C．海底沉积层产生的通过海水向极移动 D．理论上海底沉积层中消耗，电路中转移电子 【答案】C 【详解】A．a极反应生成了，发生了还原反应，极为正极，正极电势比负极高，A错误； B．在微生物作用下生成在极生成了单质，极发生了氧化反应，B错误； C．a是正极、b是负极，阳离子移向正极，海底沉积层产生的通过海水向正极a极移动，C正确； D．理论上海底沉积层中消耗，则有在极反应，转移电子，D错误。 故选C。 4．（2025·云南怒江·二模）水系锌锰二次电池放电时存在电极剥落现象，造成电池容量衰减。研究发现，加入少量固体能很大程度恢复“损失”的容量，原理如图所示。已知膜只允许通过。下列说法错误的是 A．的氧化性强于 B．充电时，电路中每通过，阳极区溶液减少 C．放电时的总反应： D．膜的优点是能有效抑制电池的自放电 【答案】B 【详解】A．由反应可知，的氧化性强于，A正确； B．充电时阳极反应式有、，电路中每通过，则生成的物质的量小于，同时有迁移至阴极区，故阳极区溶液减少的质量无法计算，错误； C．电极为负极，发生氧化反应：，电极为正极，发生还原反应：，放电时的总反应为，C正确； D．PBS膜能够防止剥落的二氧化锰与锌接触构成微电池，能有效抑制电池的自放电，D正确； 答案选B。 5．（2025·黑龙江·三模）某有机液流电池的电解液为氢氧化钾溶液，其工作原理如图所示，已知Nafion-212离子交换膜可供钾离子通过，下列说法错误的是 A．放电时铁元素的价态变化为Fe（Ⅲ）→Fe（Ⅱ） B．中含有的σ键数目为（设为阿伏加德罗常数的值） C．当负极得到2mol电子时，有通过离子交换膜向正极运动 D．充电时酮羰基被还原为酚羟基 【答案】C 【详解】A．放电时正极发生还原反应，得电子生成，Fe元素价态由+3降为+2，A正确； B．中每个含1个 σ键共6个，与6个形成6个配位键，总σ键数为12个，1mol该离子含键，B正确； C．“负极得到电子”为充电过程，此时原负极作阴极，应向阴极（也就是负极）移动，C错误； D．充电时负极（阴极）得电子发生还原反应，酮羰基被还原为酚羟基（-OH），D正确； 故选C。 6．（2025·江苏徐州·二模）一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作支撑材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，相关图示如图1、图2，电池总反应为：，下列说法不正确的是 A．放电时，含有膜的碳纳米管纤维的反应为： B．充电时，含有膜的碳纳米管纤维与外电源正极相连 C．合成图2中的有机高聚物分子的反应为缩聚反应 D．有机高聚物中通过氢键的缔合作用，增强了高聚物的稳定性 【答案】C 【详解】A．放电时，膜为正极，Mn元素从降为，发生还原反应，电极反应：，A正确； B．充电时为电解池，原电池正极（膜）作阳极，需与外电源正极相连发生氧化反应（从升为），B正确； C．图2高聚物主链为碳链，由含碳碳双键的单体通过加聚反应生成，C错误； D．高聚物中N-H键的H可与C=O的O形成氢键（N-H…O=C），氢键增强分子间作用力，提升稳定性，D正确。 故选C。 1．（2025·吉林松原·模拟预测）下列方程式与所给事实不相符的是 A．湿润的淀粉碘化钾试纸遇溶液变蓝： B．硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳有沉淀生成： C．乙烷碱性燃料电池的负极反应式： D．已知，，，向NaCN溶液中通入少量的： 【答案】D 【详解】A．将氧化为，淀粉遇变蓝，反应方程式正确，A符合； B．少量时，由于酸性，反应生成和，方程式正确，B符合； C．乙烷在碱性条件下被氧化为，电子转移数正确，负极反应式正确，C符合； D．根据已知，HCN的酸性强于，少量应生成而非，方程式错误，正确方程式为，D不符合； 故答案选D。 2．（2025·陕西·模拟预测）某小组研究硫氰根分别与和的反应。已知：ⅰ．硫氰是一种黄色挥发性液体。属于“拟卤素”，性质与卤素单质相似；ⅱ．溶液中离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应还原产物的价态和状态有关。 编号 1 2 3 实验 现象 溶液变为黄绿色，产生白色沉淀(经检验，白色沉淀为) 接通电路后，灵敏电流计指针未见偏转。一段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加溶液，没有观察到蓝色沉淀 溶液变红，向反应后的溶液中加入溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多 下列说法不正确的是 A．实验1中发生反应： B．实验2中，若直接向左侧烧杯滴加入溶液，也不生成蓝色沉淀 C．实验2中，若将溶液替换为溶液，电流计指针不偏转 D．实验3中，蓝色沉淀的生成增强了的氧化性 【答案】B 【详解】A．据分析，Cu2+与SCN-发生的氧化还原反应方程式书写正确，A正确； B．由分析得，若向左侧滴加K3[Fe(CN)6]后，Fe3+的氧化性被增强，可以与KSCN发生氧化还原反应，并生成蓝色沉淀，B错误； C．由于Fe3+的还原产物为Fe2+时，Fe3+无法氧化SCN-，且Fe3+的氧化性强于Cu2+，所以Cu2+的还原产物为Cu+时，Cu2+也无法氧化SCN-，但Cu2+的还原产物为CuSCN沉淀时，Cu2+的氧化性增强，才能氧化SCN-，所以将溶液替换为溶液，无法氧化SCN-，电流计指针不偏转，C正确； D．据分析，蓝色沉淀的生成增强了Fe3+的氧化性，D正确； 答案选B。 3．（2025·湖北武汉·模拟预测）一种可植入体内控制血糖浓度的微型电池工作原理如图所示。当传感器检测到血糖浓度(以葡萄糖浓度计)高于标准时，电池启动。下列叙述错误的是 A．等质量纳米Pt比Pt片的催化效率更高 B．血糖的浓度越高，b电极的电势越低 C．血糖仪工作时，b电极附近的pH略微升高 D．消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.2 mmol电子流入 【答案】C 【详解】A．纳米材料具有更大的比表面积，催化活性更高，等质量纳米Pt比Pt片催化效率更高，A正确； B．b电极为负极（葡萄糖氧化为葡萄糖酸），血糖浓度越高，葡萄糖（还原态）浓度增大，b电极电势越低，B正确； C．b电极为负极，发生氧化反应将葡萄糖(C6H12O6)氧化为葡萄糖酸(C6H12O7)，酸性物质的生成或OH-的消耗（电极反应式为C6H12O6+ 2OH- - 2e⁻-= C6H12O7+ H2O）均导致b电极附近pH降低，C错误； D．b电极为电池负极，在b电极上失电子转化成，电极反应式为，然后葡萄糖被氧化为葡萄糖酸，被还原为，则电池总反应为，根据反应，可知，参加反应时转移电子，的物质的量为，则消耗葡萄糖时，理论上a电极有电子流入，D正确； 故选C。 4．（2025·河北衡水·模拟预测）改革开放后，我国科技发展取得了巨大成就。下列说法正确的是 A．宇树机器人所使用的核心控制芯片的主要成分是 B．我国创造了“亿度千秒”的“人造太阳”运行新记录，转化中涉及的化学变化有 C．大疆无人机引领世界无人机发展水平，无人机一般选用能量密度高的锂聚合物电池 D．我国量子通信走在世界前沿，量子通信中使用的螺旋碳纳米管等纳米材料属于胶体 【答案】C 【详解】A．核心控制芯片的主要成分是硅单质（Si），而非SiO2，后者用于光导纤维等，A错误； B．该反应为核聚变，属于核反应而非化学变化（化学变化涉及原子层面，核反应改变原子核），B错误； C．锂聚合物电池能量密度高、重量轻，适合无人机使用，C正确； D．纳米材料是独立材料，胶体是分散系（分散质+分散剂），碳纳米管不直接构成胶体，D错误； 故选C。 5．（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 【详解】A．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； B．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； C．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； D．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； 故本题选D。 6．（2025·浙江·二模）研究表明，以为电极可以同时去除海水中的和。如图为电极首次放电、充放电循环示意图（其中物质X为），为了建构完整的电池，选用作为另一侧电极下面说法不正确的是（e为电子电荷量，为阿伏加德罗常数的值） A．海水淡化过程中，电极作为阴极 B．海水淡化过程中，电极用来除去氯离子 C．充电时，电极上发生了反应： D．已知电极理论容量，则电极（摩尔质量M）的电极理论容量为 【答案】B 【详解】A．由分析可知，放电时，电极为正极，则海水淡化过程中，即充电过程中，电极为阳极，那么电极作为阴极，A正确； B．海水淡化过程中，电极为阳极，阳极发生反应除去氯离子，则电极除去钠离子，B错误； C．充电时，电极作为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，C正确； D．1mol反应时，Bi元素由+3价转化为0价，参与反应转移电子数为9mol，根据电极理论容量公式，其电极理论容量为， D正确； 故本题答案为：B。 7．（2025·安徽合肥·模拟预测）水合肼化学性质稳定，价廉易得，可以实现在温和可控的条件下催化产氢，在车载、便携式移动氢能方面的应用潜力巨大。水合肼分解反应时，其中的水分子不参与反应，可按如下两条竞争性路径进行： I． Ⅱ． 回答下列问题： (1)反应 。 (2)343 K下，体积为1 L的恒容密闭容器中，用和分别催化分解，催化情况如下表： 催化剂 水合肼转化80%所需时间/min 5 26 H2的选择性/% 62.5 60 ①使用不同催化剂时，反应I的： (填“>”“<”或“=”，下同)；反应I的活化能： 。 ②使用作催化剂，5分钟后各气体浓度不再改变，此时容器中气体总压为，则该温度下反应I的平衡常数为 。(指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压的物质的量分数) (3)反应I和反应Ⅱ的化学平衡常数和与温度的倒数的关系如图所示。能代表与关系的曲线是 。 (4)催化剂的一种晶胞结构如图，其中原子的配位数为 ，该晶胞密度为 。(用含的式子表示，设阿伏加德罗常数的值为NA) (5)肼—双氧水燃料电池由于绿色环保且具有较高的能量密度而被广泛使用，其工作原理如图所示。试写出负极的电极反应式： 。 【答案】(1) (2) = < (或) (3)c (4) 6 (5) 【详解】(1)由题意可知，反应等于(Ⅱ式式)，得到。 (2)①使用不同的催化剂，不改变反应的焓变，所以相等；根据表格信息可知，的催化性能更高，反应I的活化能：。 ②5分钟后各气体浓度不再改变，表明反应达平衡状态，由图中表格可知，此时水合肼的转化率为的选择性为，反应I中消耗肼为，反应Ⅱ中消耗肼为，列三段式： 故。 (3)反应I和反应Ⅱ均为放热反应，温度越低平衡常数越大，排除，且反应的也随温度降低而增大，故增大的幅度较大，所以能代表与关系的曲线是c． (4)由图可知，黑球为原子，白球为O原子，从体心的原子可看出其配位数为6；一个晶胞中有2个原子和4个O原子，故晶胞密度为。 (5)肼一双氧水燃料电池中，负极放电的为肼，且由于绿色环保，其氧化产物应为，电极反应为：。 8．（2025·宁夏银川·三模）为了减缓温室效应，将CO或转化为甲醚、甲醇等产品是实现碳中和目标的有效措施。 Ⅰ．与制二甲醚的主要反应如下：          (1)总反应的 ； (2)氧空位是指固体含氧化合物中氧原子脱离，导致氧缺失形成的空位。双金属氧化物具有氧空位，研究发现该氧化物对加氢制甲醇有良好的催化作用，反应机理如图所示。回答以下问题： ①基态Ga原子价层电子的轨道表示式为 。 ②下列有关叙述正确的是 (填字母序号)。 A．催化剂能提高甲醇的生产效率，同时增大的平衡转化率 B．氧空位的存在有利于捕获 C．催化过程中，Ga元素的化合价未发生变化 D．催化过程中生成三种中间体 Ⅱ．与生成甲醇的反应为：  。 (3)向四个容积均为2 L的密闭容器中分别充入和制取甲醇，n值分别为1.4、1.7、1.8、2.0，CO的平衡转化率随温度变化曲线如图所示： ①该反应的焓变 0(填“>”、“<”或“=”)。 ②表示的是曲线 (用字母a、b、c、d表示)。 ③计算温度时该反应的平衡常数 。 (4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中转化为电能。某熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示。左侧电极为 极，其电极反应式为 。 【答案】(1) (2) BD (3)＜ a (4) 负 【详解】（1）将题干中的三个反应分别用反应①、反应②、反应③表示，利用盖斯定律，反应①×2+反应②×2+反应③是总反应，故。 （2）①Ga元素为31号元素，在元素周期表中第四周期ⅢA族，最外层有3个电子，故基态Ga原子价层电子的轨道表示式为； ②A．催化剂能提高反应速率从而提高甲醇的单位时间内的生产效率，但是不能改变其转化率，A错误； B．由图可知，氧空位的作用是用于捕获CO2，B正确； C．由图可知，Ga形成的共价键个数发生变化，Ga元素的化合价发生变化，C错误； D．总反应，双金属氧化物是催化剂，其他物质都是中间体，机理图上中间体有三种，D正确； 故答案选BD。 （3）①由曲线图可知，当氢气投入量一定时，随着温度升高，CO的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应； ②根据反应式，相同温度下，增大氢气的量，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故a、b、c、d分别对应氢气的量为2.0、1.8、1.7、1.4，故表示n=2.0的是曲线是a曲线； ③平衡常数大小只受温度影响，T1时按时曲线c的氢气投入量1.7 mol和CO的转化率75%得到三段式为：      则平衡常数。 （4）根据图示可知，该装置为燃料电池，H2作负极，则左侧为负极。其电极反应式为：。 1．（2025·江西·高考真题）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极 【答案】C 【详解】A．CuHCF的化学式为Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O，设Fe化合价为x。Cu为+2价，CN-为-1价，整体电中性：+2 + 0.67×(x - 6) = 0，解得x≈+3，A正确； B．Zn电极为负极，反应为Zn - 2e- = Zn2+，负极区正电荷增加。污水中通过交换膜移向负极区以平衡电荷，说明交换膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，B正确； C．Ni2+在正极得到电子生成Ni，Ni被CuHCF电极吸附，洗脱目的是利用H2O2的氧化性去除电极吸附的Ni，C错误； D．电解Zn2+溶液时，阴极反应为Zn2+ + 2e- = Zn，可得到Zn单质再生负极，D正确； 故选C。 2．（2025·广东·高考真题）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 【详解】A．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； B．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； C．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； D．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。 3．（2025·云南·高考真题）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 【详解】A．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3倍，因此，每个晶胞中O2-个数为12，A正确； B．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； C．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； D．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； 综上所述，本题选C。 4．（2025·江苏·高考真题）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 【详解】A．根据分析，电极a为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：，生成物有O2，A正确； B．电解池中阳离子向阴极移动，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； C．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； D．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； 答案选A。 5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下列实验方案不能得出相应结论的是 A B 结论：金属活动性顺序为 结论：氧化性顺序为 C D 结论：甲基使苯环活化 结论：增大反应物浓度，该反应速率加快 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．Fe、Cu、稀硫酸原电池中，电子由活泼金属Fe流向Cu，Fe、Zn、硫酸原电池中，电子由Zn流向Fe，活泼性：Zn>Fe>Cu，A正确； B．FeCl3与淀粉KI溶液反应，溶液变蓝色，则氧化性：Fe3+>I2，新制氯水加入含KSCN的FeCl2溶液中，溶液变红色，生成了Fe3+，则氧化性：Cl2>Fe3+，故氧化性：，B正确； C．酸性高锰酸钾分别滴入苯和甲苯中，甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是是甲基被氧化，不能说明甲基使苯环活化，C错误； D．不同浓度的Na2S2O3与相同浓度的稀硫酸反应，浓度大的Na2S2O3先出现浑浊，说明增大反应物浓度，反应速率加快，D正确； 答案选C。 6．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）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 【详解】A．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； C．a电极是负极，电极反应式为，C正确； D．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； 答案选D。 7．（2025·重庆·高考真题）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 (1)天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡：，c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。 ①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是 。 ② (填“>”“=”或者“<”)。 (2)用如图所示电化学装置进行如下实验。 ①用实验：在左侧通入，产物为，盐桥中移向装置的 (填“左侧”或者“右侧”)，电池的总反应为 。 ②用实验：在一侧通入，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为 。 (3)利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 【答案】(1) B ＞ (2)右侧 (3) D 【详解】（1）①重水中存在电离平衡，中性溶液中，，只有B点符合，所以“A、B、C”三点中呈中性的是B点，故答案为：B； ②水的电离平衡为吸热过程，温度升高，电离程度增大，，均增大，Kw也增大，由图可知，T1时离子浓度更高，Kw更大，所以＞，故答案为：＞； （2）①用进行实验，左侧通入，产物为，电极方程式为：，左侧为负极，右侧为正极，电极方程式2H++2e-=H2↑，在原电池中，阳离子向正极移动，所以盐桥中移向正极，即右侧，该电池总反应方程式为H++OH-=H2O，故答案为：右侧；H++OH-=H2O； ②用进行实验，一侧通入，电池总反应方程式不变，则该侧的电极反应方程式为，故答案为：； （3）①对于反应，平衡常数K的定义为：K=，在25℃的纯水中，水的离子积常数为Kw=，而且平衡时，已知，带入公式：K=，保留两位小数K，故答案为：； ②瞬时升温后，逆反应速率增大，但水的浓度是恒定的，正反应速率不变，所以建立新平衡的过程示意图为D， ③驰豫时间公式为，其中，，带入得：，在平衡时，，可推出，带入已知值：，即，将k1带入驰豫时间公式为：，整理可得，，计算括号内：，，由于，可忽略不计，所以，得出，故答案为：。 8．（2024·广西·高考真题）二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题： (1)合成前先制备。有关转化关系为： 则的 。 (2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ   Ⅱ   ①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 ②466K时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数 (保留1位小数)。保持和不变，增大平衡转化率的措施有 (任举一例)。 ③改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在 (填“”“”“”或“”)处。 (3)我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是 ；正极的电极反应式为 。 【答案】(1)-50 (2)放热 32.4 移走或加入SO2Cl2 d (3)催化作用 【详解】（1）由盖斯定律可知，的焓变为，则的； （2）①由图可知反应Ⅱ的与成正比，则温度升高即减小随之lgK减小，那么K值减小，平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应； ②由图可知，=2.0时，平衡体系物质的量分数x(SCl2)=x(SO2Cl2)=0.13，由于为非可逆反应，故O2应完全转化，即平衡体系中不存在O2，则x(SOCl2)=1－x(SCl2)－x(SO2Cl2)=0.74，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，则平衡常数可用物质的量分数代替计算，反应Ⅱ的平衡常数；保持和不变，减小生成物浓度或加入其他反应物均能使平衡正移，增大平衡转化率的措施有移走或加入SO2Cl2； ③反应Ⅱ为放热反应，改变，使反应Ⅱ的平衡常数，其平衡常数减小，则为升高温度，反应Ⅱ逆向移动，使得含量减小、增加，则图中等于的新交点将会提前，出现在d处； （3）由图可知，在反应中被消耗又生成，作用是催化作用；放电时，正极上得到电子发生还原转化为S、SO2，正极电极反应为：。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $