专题08 原电池 化学电源
（期末复习专项训练）高二化学上学期人教版

专题08 原电池 化学电源 题型1 原电池的工作原理 题型2 一次电池（重点） 题型3 二次电池（重点） 题型4 燃料电池（难点） 题型5 新型电池（难点） 题型6 原电池的计算（难点） 题型1 原电池的工作原理 1．【锌-铜原电池工作原理】（24-25高二上·北京大兴·期末）锌铜原电池装置如图所示，下列说法不正确的是 A．锌片作负极 B．电子从锌片流向铜片 C．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D．铜电极的反应为Cu2++2e-=Cu 【答案】C 【分析】Zn为负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，Cu2+在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电子从负极沿着导线流向正极，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以此来解答。 【解析】锌比铜活泼，锌片作负极，A正确；据分析，电子从锌片流向铜片，B正确；据分析，盐桥中的K+移向CuSO4溶液，C错误；据分析，铜电极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，D正确；故选C。 2．【锌-二氧化锰原电池工作原理】（2025高二·江苏·学业考试）某柔性电池的结构如图所示，其中Zn作电池的负极，作正极。该电池工作时，下列说法错误的是 A．Zn逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 【答案】B 【解析】由题意得，该电池工作时的总反应可能为，则Zn为负极，在电池工作中不断被消耗，质量减少，A项正确；正极反应式可能为，则在反应中得电子，被还原，B项错误；电池工作中通过电解质膜向负极进行迁移而导电，C项正确；该装置为原电池，则可将化学能转化为电能，D项正确；故选B。 3．【铁-碳原电池工作原理】（25-26高二上·江苏连云港·期中）关于如图所示原电池装置，下列说法正确的是 A．外电路中电子由铁片流向碳棒 B．该装置能将电能转化为化学能 C．碳棒是负极 D．该装置正极反应为： 【答案】A 【分析】该装置为原电池，铁失电子沿外电路转移到碳棒，溶液中的H+在碳棒附近得电子生成氢气，实现化学能转化为电能，据此作答。 【解析】外电路中电子从铁电极经电流表到正极（碳棒），A正确；该装置为原电池，实现化学能转化为电能，B错误；碳棒是电子流入的一极，也是电流流出的一极，碳棒为正极，C错误；正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，D错误；故选A。 题型2 一次电池 4．【碱性锌锰电池】（24-25高二上·北京朝阳·期末）碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，其构造示意图如下。下列关于该电池及其工作原理的说法不正确的是 A．负极反应为： B．作正极反应物，发生还原反应 C．电池工作时，向正极方向移动 D．可储存时间比普通锌锰电池长 【答案】C 【解析】在碱性锌锰电池中，锌粉作负极，在碱性条件下失电子发生氧化反应，电极反应式为，A选项正确；作正极反应物，在正极得电子，发生还原反应 ，B选项正确；电池工作时，阴离子向负极移动，所以应向负极方向移动，而不是正极方向，C选项错误；碱性锌锰电池性能比普通锌锰电池好，可储存时间比普通锌锰电池长 ，D选项正确；故选C。 5．【锌银纽扣电池】（24-25高二上·河北衡水·期末）锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池，其构造示意图如下。下列说法不正确的是 A．作电池的负极 B．电池工作时，向正极移动 C．正极的电极反应： D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性 【答案】B 【分析】锌银纽扣电池中，锌作负极，发生氧化反应：，作正极，发生还原反应：，总反应为：； 【解析】由分析可知，锌作电池的负极，作电池正极，A正确；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；由分析可知，正极的电极反应为：，C正确；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。 6．【锌-空气电池】（（24-25高二上·广东佛山·期末）一种锌-空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是 A．金属Zn为负极 B．电子流动方向：Zn→KOH凝胶→石墨 C．石墨电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH- D．空气中的CO2等酸性气体会影响电池的性能 【答案】B 【分析】锌—空气电池工作时，Zn发生失电子的反应生成Zn(OH)2，锌作负极，石墨作正极，负极反应式为Zn+2OH-+2e-=Zn(OH)2，正极上氧气得电子生成OH-，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，放电时电子由负极流出，经过导线流入正极，据此分析解答。 【解析】锌-空气电池工作时，锌作负极，石墨作正极，A正确；放电时电子由负极流出，经过导线流入正极，不能进入电解质溶液中，B错误；放电时锌作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子生成OH-，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确；空气中的CO2等酸性气体会与KOH凝胶反应，导致电解质的碱性减弱，会影响锌-空气电池的性能，D正确；故选B。 解题要点 (1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 (2)若某一电极反应较难书写，可先写出较简单的电极反应式，然后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。 7．【锌-二氧化铅电池】（24-25高二上·甘肃酒泉·期末）新型 电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．负极电极反应式为 B． 膜为阳离子交换膜、 膜为阴离子交换膜 C．外电路电子由 极流向 极 D． 通过 膜移向 极 【答案】D 【分析】由题图可知，Zn转化为[Zn(OH)4]2-，Zn失电子，所在电极为负极，PbO2所在电极为正极。 【解析】由题图可知，Zn转化为[Zn(OH)4]2-，Zn失电子，化合价升高，所在电极为负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，A正确；为了维持溶液电中性，阳离子向正极移动，K+通过M膜进入到MN之间溶液，因此M膜为阳离子交换膜，正极反应式为PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O，阴离子向负极移动，则通过N膜进入到MN之间溶液，因此N膜为阴离子交换膜，B正确；外电路中电子由负极Zn流出经导线流向正极，C正确；由B中分析可知K+通过M膜进入到MN之间溶液，D错误；故选D。 8．【储氯电池】（24-25高二下·贵州毕节·期末）一种储氯电池装置如图，放电时，该电池可用于海水脱盐，关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时电子从a流出 B．a极反应： C．放电过程中a、b极均增重 D．若改用电极，放电过程溶液碱性增强 【答案】D 【分析】该装置是一种储氯电池装置，放电时，该电池可用于海水脱盐，则放电时a电极为负极，电极反应为：，b电极为正极，电极反应为：NaTi2(PO4)3+2e－+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。 【解析】该电池可用于海水脱盐，结合装置，a极消耗氯离子，b极消耗钠离子，则a为负极，电子从负极流出，A正确；结合分析可知，a极反应为，即，B正确；放电过程中极变成，b极结合，也增重，C正确；若改用电极，放电时发生反应：，生成，溶液酸性增强，D错误；故选D。 题型3 二次电池 9．【铅蓄电池】（24-25高二上·江苏无锡·期末）铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是   A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH减小 C．充电时，Pb与电源负极相连接 D．充电时，每消耗，转移电子数为 【答案】B 【解析】放电时，负极反应式为，正极反应式为，正、负极都生成，质量均增大，该选项正确；放电时的总反应为，消耗硫酸，溶液中氢离子浓度减小，pH增大，该选项错误；充电时，Pb是放电时的负极，充电时作阴极，与电源负极相连，该选项正确；充电时转化为Pb和，Pb元素化合价从 + 2价变为0价和 + 4价，每消耗2mol，转移2mol电子，转移电子数为，该选项正确；故选B。 10．【铝-硫二次电池】（24-25高二下·陕西汉中·期末）一种可在较高温度下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图所示，电解质为熔融氯化铝酸盐（由和形成的熔点为的共熔物），其中氯化铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应为。下列说法正确的是 A．放电时，铝电极上的电极反应式为 B．充电时，每转移0.3mol电子，同时铝电极上的质量增重5.4g C．放电时，外电路中电子的流动方向为铝 钨丝 D．充电时，若以铅酸蓄电池为电源，则铝应与电极相连 【答案】C 【分析】放电时，铝失去电子生成铝离子做负极，硫单质得到电子做正极，充电时，铝离子得到电子生成铝发生在阴极，硫离子失去电子生成硫单质发生在阳极，依此解题。 【解析】放电时，铝失去电子生成铝离子做负极，铝电极上的电极反应式为，A错误；充电时，铝离子得到电子生成铝，电极反应式为，每转移0.3mol电子，生成0.1molAl，铝电极上的质量增重0.1mol×27g/mol=2.7g，B错误；放电时，铝为负极，钨丝为正极，电子由铝经导线流向钨丝，故外电路中电子的流动方向为铝 钨丝，C正确；充电时，Al为阴极，若以铅酸蓄电池为电源，则铝应与Pb电极相连，D错误；故选C。 解题要点 (1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。 (2)充电时的电极反应式的书写 放电时的负极反应式充电时的阴极反应式 放电时的正极反应式充电时的阳极反应式 11．【三元锂电池】（24-25高二下·浙江舟山·期末）高端新能源汽车采用了续航更长的三元锂电池，某三元锂电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，A极电势比B极高 B．放电时，A极发生的反应为LixC6-xe-=xLi++6C C．充电时，需连接K1、K2，B极发生Li1-xNiaCobMncO2+xLi++xe-=LiNiaCobMncO2 D．充电时，锂离子从正极脱嵌，嵌入负极石墨中，电子通过外电路由正极流向负极 【答案】B 【分析】连接K2、K3时放电，A是负极，电极反应式为LixC6-xe-=xLi++6C，B是正极，电极反应式为Li1-xNiaCobMncO2+xLi++xe-=LiNiaCobMncO2；连接K1、K2充电，A是阴极，电极反应式为xLi++6C+xe-=LixC6，B是阳极，电极反应式为LiNiaCobMncO2-xe-= Li1-xNiaCobMncO2+xLi+。 【解析】放电时，A是负极，B是正极，A极电势比B极低，A错误；放电时，A是负极，电极反应式为LixC6-xe-=xLi++6C，B正确；充电时，需连接外加电源，故要连接K1、K2，B极是阳极，电极反应式为LiNiaCobMncO2-xe-= Li1-xNiaCobMncO2+xLi+，C错误；充电时，锂离子从正极脱嵌，嵌入负极石墨中，电子通过外电路由正极流向外加电源的正极，外加电源的负极流向锂离子电池的负极，D错误；故选B。 12．【光催化钠离子二次电池】（25-26高二上·重庆·期中）光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展，该电池工作原理如下图所示，放电时光催化电极发生反应：。下列有关说法不正确的是 A．放电时，电子从石墨电极流出通过导线流向光催化电极 B．放电时，每生成，离子交换膜右室电解质溶液质量增加 C．充电时，通过离子交换膜进入右室 D．充电时，石墨电极的电极反应式为 【答案】C 【分析】放电时，光催化电极发生反应，可知光催化电极是正极，石墨电极发生反应，石墨电极为负极。 【解析】放电时，石墨电极为负极、光催化电极是正极，电子从石墨电极流出通过导线流向光催化电极，故A正确；放电时，根据，每生成，转移6mol电子，有6mol钠离子由左室通过离子交换膜进入右室，右室电解质溶液质量增加6mol×23g/mol=，故B正确；光催化钠离子二次电池，离子交换膜为阳离子交换膜，只允许钠离子通过，充电时，石墨电极为阴极，Na+通过离子交换膜进入左室，故C错误；放电时，石墨电极发生反应，则充电时，石墨电极的电极反应式为，故D正确；故选C。 题型4 燃料电池 13．【氨燃料电池】（24-25高二下·广东深圳·期末）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氨联合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。下列说法正确的是 A．电子由极沿导线运动至极 B．极的电极反应式是 C．光催化剂表面发生反应： D．电极可用金属材料，提高燃料电池的导电能力 【答案】C 【分析】由图，N2在光催化剂表面转化为NH3，碱性介质条件下，NH3转化为N2，化合价升高发生氧化反应，则电极X为负极，电极反应式为：，则电极Y为正极，H2O得到电子发生还原生成氢氧根离子和H2，电极反应式为：； 【解析】X为负极、Y为正极，电子由X极沿导线运动至Y极，A错误；由分析，极的电极反应式是，B错误；由图，光催化剂表面H2O转化为氢离子和O2，发生反应为，C正确；燃料电池的电解质为熔融，会与金属发生反应，不能使用金属材料，D错误；故选C。 解题要点 燃料电池正极反应式的书写 (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-===2H2O； (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-===4OH-； (3)固体电解质(高温下能传导)环境下电极反应式：O2+4e-===2； (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-===2C。 14．【甲醇燃料电池】（24-25高二下·上海·期末）甲醇燃料电池工作原理如下图，下列有关叙述正确的是 A．a导出的气体是 B．电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极 C．乙电极的反应式为 D．当外电路通过电子时，理论上消耗甲醇1.6g 【答案】B 【分析】氢离子由甲电极向乙电极移动，甲是负极、乙是正极；甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子生成二氧化碳，氧气在正极得电子生成水，则b通入甲醇，a导出二氧化碳，d通入氧气，c流出水。 【解析】甲是负极，甲醇在负极失电子生成二氧化碳，a导出的气体是CO2，故A错误； 甲是负极、乙是正极，电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极，故B正确；乙是正极，乙电极氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故C错误；负极发生反应，当外电路通过电子时，理论上消耗0.1mol甲醇，消耗甲醇的质量为3.2g，故D错误；故选B。 15．【熔融碳酸盐燃料电池】（24-25高二下·福建泉州·期末）一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示（电极A、B均为惰性电极），该装置工作时，下列说法正确的是 A．、均往负极迁移 B．存在极性键和非极性键的断裂 C．能量转化形式主要是电能转化为化学能 D．正极上的电极反应式为 【答案】B 【分析】根据一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理可知正极反应表示为：，负极发生的反应有两个：、。 【解析】原电池工作时，阳离子向正极移动，A错误；根据分析可知、中的极性键断裂，中的非极性键断裂，B正确；原电池中能量转化形式主要是化学能转化为电能，C错误；正极上的电极反应式为，D错误；故选B。 16．【甲烷燃料电池】（24-25高二下·山西·期末）某甲烷燃料电池的构造如图所示，、为电极，、为选择性交换膜，只允许一种离子通过，下列说法错误的是 A．放电时，电解质溶液中的向电极处迁移 B．出口中的质量分数小于 C．电极的电极反应式为 D．该电池工作时，每消耗，理论上外电路中通过 【答案】B 【分析】在原电池中，电解质溶液中的阴离子向负极移动，该甲烷燃料电池中，在电极发生氧化反应，为负极；在电极发生还原反应，为正极。 【解析】是阴离子，放电时向负极移动，即向电极处迁移，A项正确；电解质溶液中的通过选择性交换膜向极迁移，故出口中的质量分数大于，B项错误， 在电极发生还原反应，电极反应式为，C项正确；根据负极反应，中元素化合价从-4价升高到+4价，1个分子失去8个电子，故每消耗，理论上外电路中通过，D项正确；故选B。 17．【过氧化氢燃料电池】（24-25高二下·广东揭阳·期末）在新型能源技术里，直接过氧化氢燃料电池备受关注。它的独特之处在于同时作燃料和氧化剂，能高效转换能量。某研究小组利用该电池和离子交换膜进行电解质溶液处理，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．该电池表明在酸性环境中的氧化性强于碱性环境 B．离子交换膜1是阳离子交换膜，离子交换膜2是阴离子交换膜 C．理论上，当外电路通过时，中间室的质量增加34.8g D．电池的总反应为 【答案】C 【分析】由图中电子移动方向可知，左侧石墨为负极， 在碱性条件下过氧化氢被氧化生成氧气和水，电极反应式为：H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑，负极室溶液中钾离子通过阳离子交换膜1进入中间室；右侧石墨为正极，在酸性条件下过氧化氢被还原生成水，电极反应式为：H2O2+2e-+2H+=2H2O，正极室溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜2进入中间室，则电池总反应为，据此解答。 【解析】由分析可知，左侧石墨为负极，在碱性条件下过氧化氢被氧化生成氧气和水；右侧石墨为正极，在酸性条件下过氧化氢被还原生成水，电极反应说明过氧化氢在酸性环境中的氧化性强于碱性环境，A正确；由分析可知，离子交换膜1是阳离子交换膜，离子交换膜2是阴离子交换膜，B正确；由分析可知，负极电极反应式为：H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑，则外电路通过0.2mol电子时，有0.2mol钾离子通过阳离子交换膜1进入中间室，有0.1mol硫酸根离子通过阴离子交换膜2进入中间室，则中间室生成硫酸钾的质量为0.2mol××174g/mol=17.4g，C错误；由分析可知，电池总反应为：，D正确；故选C。 题型5 新型电池 18．【微生物新型电池】（24-25高二下·四川泸州·期末）在微生物的作用下将化学能转变成电能的装置称为微生物电池，某一微生物电池的工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法不正确的是 A．b为原电池的正极 B．通过质子交换膜由a极到b极 C．微生物对电子的转移有促进作用 D．a极的电极反应式为： 【答案】D 【分析】由装置构造可知，C12H22O11在微生物作用下转化为CO2，该侧电极为负极，右侧电极为正极，氧气在正极得电子生成水，电解质溶液中氢离子通过质子交换膜由负极区进入正极区，据此分析解答。 【解析】据分析，b为正极，故A正确；据分析，电解质溶液中氢离子通过质子交换膜由负极区进入正极区，即a极到b极，故B正确；微生物促进了C12H22O11转化为CO2，该过程中存在电子转移，故C正确；a极C12H22O11失电子转化为CO2，电极反应式为：，故D错误；故选D。 解题要点 电极反应式的书写方法 ①首先写出较简单的电极反应式； ②复杂电极反应式＝总反应式-简单电极反应式； ③注意得失电子守恒。 19．【酸碱混合硝酸锌新型电池】（24-25高二下·浙江嘉兴·期末）近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池，其工作原理如下图所示。图中“双极膜”中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是 A．负极区的反应式：Zn-2e-+4OH-= B．电池工作一段时间后，两侧电解质溶液的pH不变 C．电流从锌电极经电解质溶液流向催化电极 D．催化电极表面产生0.1mol时，锌电极质量会减少26g 【答案】C 【分析】根据图知，锌电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+4OH-=，催化电极为正极，发生还原反应，电极反应式为：，据此回答。 【解析】负极区反应式为锌失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+4OH-=，A正确；碱性溶液侧：负极消耗，但双极膜解离的向负极迁移补充，浓度基本不变，pH不变；酸性溶液侧：正极反应消耗，但双极膜解离的向正极迁移补充，浓度基本不变（不考虑溶液体积变化），pH不变，故两侧电解质溶液pH不变，B正确；电流方向：正极（催化电极）→用电器→负极（锌电极）→正极（催化电极），C错误；结合分析，催化电极表面产生0.1mol时，转移0.8mol电子，负极消耗0.4molZn，锌电极质量减少，D正确；故选C。 20．【硼化钒（）—空气新型电池】（24-25高二上·陕西榆林·期末）硼化钒（）—空气电池储电能力高，其结构如图所示，负极反应式为 。下列叙述正确的是 A．电池工作时，电子由电极X经负载流向硼化钒电极 B．该电池实现了电能转化为化学能 C．正极反应式为 D．电池总反应为 【答案】D 【解析】为负极，电极X为正极，电池工作时，电子由负极流出经负载流向正极，故A错误；电池为化学能转化为电能的装置，故B错误；电解质溶液为KOH溶液，则正极反应式为，故C错误；负极反应式为 ，正极反应式为，可得电池总反应为，故D正确；故选D。 21．【离子液体新型电池】（2025·浙江台州·二模）一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为，电解质为离子液体及少量水，其中的是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有生成。 下列说法正确的是 A．a电极为负极，在该电极上被氧化 B．b电极反应式为： C．是电池中唯一的质子源 D．作为电池促进剂的原理是通过生成增加电荷浓度，从而增强了离子电流强度 【答案】B 【分析】碳纳米管通入二氧化碳，生成甲烷和，发生还原反应，得到电子，是正极，电极反应：；则锌为负极，锌失电子，发生氧化反应。 【解析】根据分析知，a电极为负极，锌被氧化，A错误；根据分析知，b电极反应式为：，B正确；根据左图可知，水也是质子源，C错误；根据左图可知，2个生成1个，没有增加电荷的浓度，D错误；故选B。 22．【铝-空气新型电池】（24-25高二上·甘肃定西·期末）铝-空气电池具有能量密度高、比容量高、环境友好等优点，一种棉布基铝-空气电池的结构如图所示，连接好装置后，电流计发生偏转，下列说法错误的是 A．电子由铝电极流出，经过外电路流向碳纸电极 B．负极上发生的反应为 C．电路中每转移2 mol，消耗11.2 L（标准状况下）O2 D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH不变 【答案】D 【分析】铝-空气电池以KOH溶液为电解液，Al作负极，发生氧化反应，电极反应式：，正极发生还原反应，电极反应式：。 【解析】原电池中电子由负极流出，即电子由铝电极流出，经过外电路流向碳纸电极，A正确；根据分析可知，Al作负极，发生氧化反应，电极反应式：，B正确；根据电极反应：，消耗11.2 L（标准状况下）O2，即0.5mol，转移2mol，C正确；根据两电极反应式，当转移电子数相同时，两电极消耗的与生成的不相同，pH变化，D错误；故选D。 题型6 原电池的计算 23．【与体积有关的原电池计算】（24-25高二下·安徽马鞍山·期末）天然气报警器的核心部件是气体传感器，当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，工作原理如图所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法不正确的是 A．多孔电极发生氧化反应 B．在电解质中向电极移动 C．多孔电极的电极反应式为 D．当标准状况下甲烷参加反应时，可消耗 【答案】C 【分析】由图可知，气体传感器为燃料电池装置，通入空气的多孔电极b极为燃料电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+4e-=2O2-，通入甲烷的多孔电极a为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，据此分析； 【解析】多孔电极a通入甲烷，甲烷作为燃料在负极发生氧化反应，A正确；原电池中阴离子向负极移动，电极a为负极，O2-（阴离子）向电极a移动，B正确；电极b通入空气（氧气），为正极，电解质为固体电解质（），无H2O，正极反应应为O2+4e-=2O2-，C错误；标准状况下2.24LCH4为0.1mol，由反应CH4+2O2=CO2+2H2O可知，0.1mol CH4消耗0.2molO2，D正确；故选C。 24．【与物质的量有关的原电池计算】（24-25高二下·陕西安康·期末）LED产品在工业生产及生活中应用广泛。如图甲所示是燃料电池的装置示意图，如图乙所示是LED发光二极管的装置示意图。下列说法错误的是 A．B极的电极反应式为 B．该电池放电过程中，从B极区向A极区移动 C．每有1mol 参与反应，理论上生成0.2mol D．要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连 【答案】C 【分析】由图示可知，双氧水得电子发生还原反应，则A极为正极，B极为负极，负极上失去电子和氢氧根离子反应生成，电极反应式为，正极电极反应式为。 【解析】负极发生氧化反应生成，电极反应式为，A项正确；A极为正极，B极为负极，向A极区移动，B项正确；根据电子守恒，每有1mol 参与反应，理论上生成0.25mol ，C项错误；由电子流向可知导线a应与原电池的负极即图甲中的B极相连，导线b与A极相连，D项正确；故选C。 25．【与质量有关的原电池计算】（24-25高二下·湖南郴州·期末）负载有Pt和Ag的活性炭，在酸性条件下可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列有关说法正确的是 A．该装置工作时，溶液中向Ag电极移动 B．Ag电极上发生的反应为 C．若将废酸换成中性溶液，Pt电极反应不变 D．当电路中转移0.2mol电子时，去除的质量为3.55g 【答案】B 【分析】负载有Pt和Ag的活性炭，在酸性电解质中构成原电池，Ag的活泼性大于Pt，Ag是负极，负极发生反应，Pt是正极，正极发生反应 。 【解析】该装置工作时，阳离子向正极移动，溶液中向Pt电极移动，故A错误；Ag是负极，负极失电子发生氧化反应，Ag电极上发生的反应为，故B正确；若将废酸换成中性溶液，Pt电极反应变为，故C错误； 根据，当电路中转移0.2mol电子时，去除的质量为7.1g，故D错误；故选B。 26．【与电子转移有关的原电池计算】（24-25高二上·山西临汾·期末）某学习小组设计如图所示原电池装置，该电池总反应为。下列说法中正确的是 A．放电时，X电极发生还原反应 B．放电时，Y电极反应式为 C．放电时，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动 D．外电路中每通过电子，X电极质量增加 【答案】B 【分析】根据电池总反应Cl−+Ag+=AgCl↓，可知Cl−发生氧化反应，Ag+发生还原反应。X电极是Ag/AgCl，NaCl溶液中Cl−浓度大，X电极为负极；Y电极是Ag，AgNO3溶液，Y电极为正极。 【解析】放电时，X电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Ag+Cl−−e−=AgCl，A错误；放电时，Y电极为正极，Ag+在Y电极得到电子发生还原反应，电极反应式为Ag++e−=Ag，B正确；放电时，阳离子向正极移动，Y电极为正极，所以盐桥中的K+向盛有AgNO3溶液的烧杯中移动，C错误；由X电极反应Ag+Cl−−e−=AgCl可知，外电路中每通过0.1mol电子，生成0.1molAgCl，增加的质量为0.1mol×(143.5g/mol−107g/mol)=3.65g（增加的是Cl元素的质量），D错误；故选B。 1 / 1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 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 原电池 化学电源 题型1 原电池的工作原理 题型2 一次电池（重点） 题型3 二次电池（重点） 题型4 燃料电池（难点） 题型5 新型电池（难点） 题型6 原电池的计算（难点） 题型1 原电池的工作原理 1．【锌-铜原电池工作原理】（24-25高二上·北京大兴·期末）锌铜原电池装置如图所示，下列说法不正确的是 A．锌片作负极 B．电子从锌片流向铜片 C．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D．铜电极的反应为Cu2++2e-=Cu 2．【锌-二氧化锰原电池工作原理】（2025高二·江苏·学业考试）某柔性电池的结构如图所示，其中Zn作电池的负极，作正极。该电池工作时，下列说法错误的是 A．Zn逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 3．【铁-碳原电池工作原理】（25-26高二上·江苏连云港·期中）关于如图所示原电池装置，下列说法正确的是 A．外电路中电子由铁片流向碳棒 B．该装置能将电能转化为化学能 C．碳棒是负极 D．该装置正极反应为： 题型2 一次电池 4．【碱性锌锰电池】（24-25高二上·北京朝阳·期末）碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，其构造示意图如下。下列关于该电池及其工作原理的说法不正确的是 A．负极反应为： B．作正极反应物，发生还原反应 C．电池工作时，向正极方向移动 D．可储存时间比普通锌锰电池长 5．【锌银纽扣电池】（24-25高二上·河北衡水·期末）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 6．【锌-空气电池】（（24-25高二上·广东佛山·期末）一种锌-空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是 A．金属Zn为负极 B．电子流动方向：Zn→KOH凝胶→石墨 C．石墨电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH- D．空气中的CO2等酸性气体会影响电池的性能 解题要点 (1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 (2)若某一电极反应较难书写，可先写出较简单的电极反应式，然后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。 7．【锌-二氧化铅电池】（24-25高二上·甘肃酒泉·期末）新型 电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．负极电极反应式为 B． 膜为阳离子交换膜、 膜为阴离子交换膜 C．外电路电子由 极流向 极 D． 通过 膜移向 极 8．【储氯电池】（24-25高二下·贵州毕节·期末）一种储氯电池装置如图，放电时，该电池可用于海水脱盐，关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时电子从a流出 B．a极反应： C．放电过程中a、b极均增重 D．若改用电极，放电过程溶液碱性增强 题型3 二次电池 9．【铅蓄电池】（24-25高二上·江苏无锡·期末）铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是   A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH减小 C．充电时，Pb与电源负极相连接 D．充电时，每消耗，转移电子数为 10．【铝-硫二次电池】（24-25高二下·陕西汉中·期末）一种可在较高温度下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图所示，电解质为熔融氯化铝酸盐（由和形成的熔点为的共熔物），其中氯化铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应为。下列说法正确的是 A．放电时，铝电极上的电极反应式为 B．充电时，每转移0.3mol电子，同时铝电极上的质量增重5.4g C．放电时，外电路中电子的流动方向为铝 钨丝 D．充电时，若以铅酸蓄电池为电源，则铝应与电极相连 解题要点 (1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。 (2)充电时的电极反应式的书写 放电时的负极反应式充电时的阴极反应式 放电时的正极反应式充电时的阳极反应式 11．【三元锂电池】（24-25高二下·浙江舟山·期末）高端新能源汽车采用了续航更长的三元锂电池，某三元锂电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，A极电势比B极高 B．放电时，A极发生的反应为LixC6-xe-=xLi++6C C．充电时，需连接K1、K2，B极发生Li1-xNiaCobMncO2+xLi++xe-=LiNiaCobMncO2 D．充电时，锂离子从正极脱嵌，嵌入负极石墨中，电子通过外电路由正极流向负极 12．【光催化钠离子二次电池】（25-26高二上·重庆·期中）光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展，该电池工作原理如下图所示，放电时光催化电极发生反应：。下列有关说法不正确的是 A．放电时，电子从石墨电极流出通过导线流向光催化电极 B．放电时，每生成，离子交换膜右室电解质溶液质量增加 C．充电时，通过离子交换膜进入右室 D．充电时，石墨电极的电极反应式为 题型4 燃料电池 13．【氨燃料电池】（24-25高二下·广东深圳·期末）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氨联合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。下列说法正确的是 A．电子由极沿导线运动至极 B．极的电极反应式是 C．光催化剂表面发生反应： D．电极可用金属材料，提高燃料电池的导电能力 解题要点 燃料电池正极反应式的书写 (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-===2H2O； (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-===4OH-； (3)固体电解质(高温下能传导)环境下电极反应式：O2+4e-===2； (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-===2C。 14．【甲醇燃料电池】（24-25高二下·上海·期末）甲醇燃料电池工作原理如下图，下列有关叙述正确的是 A．a导出的气体是 B．电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极 C．乙电极的反应式为 D．当外电路通过电子时，理论上消耗甲醇1.6g 15．【熔融碳酸盐燃料电池】（24-25高二下·福建泉州·期末）一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示（电极A、B均为惰性电极），该装置工作时，下列说法正确的是 A．、均往负极迁移 B．存在极性键和非极性键的断裂 C．能量转化形式主要是电能转化为化学能 D．正极上的电极反应式为 16．【甲烷燃料电池】（24-25高二下·山西·期末）某甲烷燃料电池的构造如图所示，、为电极，、为选择性交换膜，只允许一种离子通过，下列说法错误的是 A．放电时，电解质溶液中的向电极处迁移 B．出口中的质量分数小于 C．电极的电极反应式为 D．该电池工作时，每消耗，理论上外电路中通过 17．【过氧化氢燃料电池】（24-25高二下·广东揭阳·期末）在新型能源技术里，直接过氧化氢燃料电池备受关注。它的独特之处在于同时作燃料和氧化剂，能高效转换能量。某研究小组利用该电池和离子交换膜进行电解质溶液处理，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．该电池表明在酸性环境中的氧化性强于碱性环境 B．离子交换膜1是阳离子交换膜，离子交换膜2是阴离子交换膜 C．理论上，当外电路通过时，中间室的质量增加34.8g D．电池的总反应为 题型5 新型电池 18．【微生物新型电池】（24-25高二下·四川泸州·期末）在微生物的作用下将化学能转变成电能的装置称为微生物电池，某一微生物电池的工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法不正确的是 A．b为原电池的正极 B．通过质子交换膜由a极到b极 C．微生物对电子的转移有促进作用 D．a极的电极反应式为： 解题要点 电极反应式的书写方法 ①首先写出较简单的电极反应式； ②复杂电极反应式＝总反应式-简单电极反应式； ③注意得失电子守恒。 19．【酸碱混合硝酸锌新型电池】（24-25高二下·浙江嘉兴·期末）近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池，其工作原理如下图所示。图中“双极膜”中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是 A．负极区的反应式：Zn-2e-+4OH-= B．电池工作一段时间后，两侧电解质溶液的pH不变 C．电流从锌电极经电解质溶液流向催化电极 D．催化电极表面产生0.1mol时，锌电极质量会减少26g 20．【硼化钒（）—空气新型电池】（24-25高二上·陕西榆林·期末）硼化钒（）—空气电池储电能力高，其结构如图所示，负极反应式为 。下列叙述正确的是 A．电池工作时，电子由电极X经负载流向硼化钒电极 B．该电池实现了电能转化为化学能 C．正极反应式为 D．电池总反应为 21．【离子液体新型电池】（2025·浙江台州·二模）一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为，电解质为离子液体及少量水，其中的是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有生成。 下列说法正确的是 A．a电极为负极，在该电极上被氧化 B．b电极反应式为： C．是电池中唯一的质子源 D．作为电池促进剂的原理是通过生成增加电荷浓度，从而增强了离子电流强度 22．【铝-空气新型电池】（24-25高二上·甘肃定西·期末）铝-空气电池具有能量密度高、比容量高、环境友好等优点，一种棉布基铝-空气电池的结构如图所示，连接好装置后，电流计发生偏转，下列说法错误的是 A．电子由铝电极流出，经过外电路流向碳纸电极 B．负极上发生的反应为 C．电路中每转移2 mol，消耗11.2 L（标准状况下）O2 D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH不变 题型6 原电池的计算 23．【与体积有关的原电池计算】（24-25高二下·安徽马鞍山·期末）天然气报警器的核心部件是气体传感器，当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，工作原理如图所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法不正确的是 A．多孔电极发生氧化反应 B．在电解质中向电极移动 C．多孔电极的电极反应式为 D．当标准状况下甲烷参加反应时，可消耗 24．【与物质的量有关的原电池计算】（24-25高二下·陕西安康·期末）LED产品在工业生产及生活中应用广泛。如图甲所示是燃料电池的装置示意图，如图乙所示是LED发光二极管的装置示意图。下列说法错误的是 A．B极的电极反应式为 B．该电池放电过程中，从B极区向A极区移动 C．每有1mol 参与反应，理论上生成0.2mol D．要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连 25．【与质量有关的原电池计算】（24-25高二下·湖南郴州·期末）负载有Pt和Ag的活性炭，在酸性条件下可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列有关说法正确的是 A．该装置工作时，溶液中向Ag电极移动 B．Ag电极上发生的反应为 C．若将废酸换成中性溶液，Pt电极反应不变 D．当电路中转移0.2mol电子时，去除的质量为3.55g 26．【与电子转移有关的原电池计算】（24-25高二上·山西临汾·期末）某学习小组设计如图所示原电池装置，该电池总反应为。下列说法中正确的是 A．放电时，X电极发生还原反应 B．放电时，Y电极反应式为 C．放电时，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动 D．外电路中每通过电子，X电极质量增加 1 / 1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 学科网（北京）股份有限公司 $