考教衔接5 化学电源的基本考查分析-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考化学大一轮复习全新方案基础版

的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物 质的量减小，B错误：理论放电量与燃料的物质的量和转移 电子数有关，设消耗燃料的质量均为mg,甲醇、N2H,和 (CH,),NNH,放电量（物质的量表达式）分别是 mg m g m g 32g·m0l7X6~32g·m0lX4,60g,m0lTX16,通过 比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；根据得失 电子守恒和总反应式可知，消耗1molO2生成1mol氨气， 在标准状况下的体积为22.4L,D错误。 3.D放电时，锌为负极，转化为[Z(OH),门2-，通空气一极为 正极，转化为氢氧根离子，充电时，锌连接电源负极，A正确： 充电时，氢氧根离子转化为氧气，阳极反应为4OH一4e —2HO十O2◆，B正确；放电时，电解质溶液中阳离子向 正极移动，K+向正极移动，C正确：未说明是标准状况，不可 算O,的体积，D错误。 4.B该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子 生成PbSO1,则多孔碳电极为正极，正极上Fe+得电子转化 为Fe+,充电时，多孔碳电极为阳极，Fe+失电子生成Fe+, PbSO1电极为阴极，PbSO1得电子生成Pb和硫酸。放电时 负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO,附着在负极 上，负极质量增大，A错误；储能过程中，该装置为电解池，将 电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正极，电解质溶 液中的阳离子向正极移动，左侧的H通过质子交换膜移向 右侧，C错误；充电时，总反应为PbSO十2Fe+一一Pb十 SO+2Fe3+,D错误。 考教衔接5化学电源的基本考查分析 1.AZn较Cu活泼，作负极，Zn失电子变成Zn2+,电子经导 线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离 子，因而Zn+和H+迁移至铜电极，H得电子变成H2,因而 c(H)减小，A项错误；AgO作正极，得电子，被还原成Ag, 结合KOH溶液作电解液，故电极反应式为Ag2O十2e十 H2O—2Ag十2OH,B项正确；Zn为较活泼电极，作负 极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e一Zn+,锌溶 解，因而锌筒会变薄，C项正确：铅酸蓄电池总反应式为 Pm0,+Pb+2H,S0毫号2PS0,+2H0,了知放电-段时 间后，H,S),不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导 电能力下降，D项正确。 2.C由题图可知，铜离子得到电子，因此硫电极为正极，电极 反应式为2Cu2+十S十4e一Cu,S,锂电极为负极，电极反 应式为Li一e—Li,A错误，C正确；原电池中阳离子向 正极（硫电极）移动，B错误：依据电子守恒可知，每消耗 1molS,同时消耗4 mol Li,D错误。 3.A铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极，b 电极为电池正极，A正确：电池工作时，阳离子向正极移动， 故海水中的Na向b电极移动，B错误；电池工作时，a电极 反应为A1一3e一A13+,铝离子水解显酸性，C错误；由C 分新可知，年消托1kg(罗m)A,电池莱多向外抚铁 1000 27 :molX3=1000 mol电子的电量，D错误。 9 》演练·高考真题《… 1.D理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，故A正确； 氢氧燃料电池利用原电池原理将化学能转化为电能，对氢气 与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失， 产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优，点，B正确：脱 嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂 离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C 正确；太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，D 错误。 460红对闪·讲与练·高三化学·基础版 2.D放电过程中产生(CF3SO2),NLi,由题图可知，放电过程 中氨气得到电子发生还原反应生成LiN,LiN又转化为 (CFSO2),NLi和LiCI,则左侧电极为正极，右侧电极为负 极。放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳 离子交换膜进入左侧生成(CF,SO2),NLi。锂为活泼金属， 会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误；充电过程 中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生Cl2:2CI-2e —C2◆，锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成锂单 质：2Li+十2e一2Li,则每生成1 mol Cl2,同时生成2mol Li,放电过程中，消耗6 mol Li,同时生成4 mol LiCl,则整个 充、放电过程来看，理论上每生成1 mol Cl2,需消耗1mo L,C错误；由分析知，放电过程中，正极氨气得到电子发生 还原反应生成LiN,LiN又转化为(CF,SO2)2NLi和LiCl, 负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为6Li十 N2+4 CFSO2C1一2(CF3SO2)2NLi+4LiC1,D正确。 3.CZn具有比较强的还原性，MnO,具有比较强的氧化性， 自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以MnO2 电极为正极，Zn电极为负极，则充电时MnO2电极为阳极， Z电极为阴极。充电时该装置为电解池，电解池中阳离子 向阴极迁移，即Z+向阴极方向迁移，A不正确；放电时，负 极电极反应为Zn一2e—一Zn+,则充电时阴极反应为 Zn2+十2e一Zn,B不正确；放电时MnO2电极为正极，正 极上检测到MnO(OH)和少量ZnMn2O1,则正极上主要发 生的电极反应是MnO,十H,O十e—MnO(OH)十OH, C正确；放电时，Z电极质量减少0.65g(物质的量为 0.010mol),电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反 应：MnO2十H2O+e =MnO(OH)十OH可知，若正极 上只有MnO(OH)生成，则生成MnO(OH)的物质的量为 0.020mol,但是正极上还有ZnMn2 O1生成，因此，MnO(OH) 的物质的量小于0.020mol,D不正确。 4.B由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失 去电子生成HCOO和H2,电极反应式为2HCHO十 4OH-2e=2HCOO十H2个十2H2O,CuRu为正极， NO3得到电子生成NH,电极反应式为NO3十6H2O十 8e一NH3◆+9OH,以此解答。由分析可知，A错误，B 正确；质子交换膜只允许H通过，C错误；由分析可知，负极 电极反应式为2HCHO+4OH-2e=2HCOO+ H2个十2H2O,正极电极反应式为NO十6H2O十8e NH,个十9OH,总反应为8HCHO十NO:十7OH NH◆十8HCOO十4H2◆十2H,O,处理废水过程中消耗 OH,溶液pH减小，须补加KOH,D错误。 5.C由题中信息可知，放电时，该电池中Zn为负极，V2O为 正极，电池的总反应为xZn十V,O5十nH,O一ZnV2O5· nH2O。由题信息可知，放电时，Z+可插入V,O,层间形成 ZnV2O5·nH2O,V,O5发生了还原反应，则放电时V2O 为正极，A说法正确；Zn为负极，放电时Zn失去电子变为 Zn2+,阳离子向正极迁移，则放电时Zn+由负极向正极迁 移，B说法正确；电池在放电时的总反应为xZn十V,O十 nH2O一Zn,V2O·nH2O,则其在充电时的总反应为 ZnV2O5·nH2O=xZn十V2O5十nH2O,C说法不正确； 充电阳极上ZnV,O;·nH2O被氧化为V,O;,则阳极的电 极反应为Zn,V2O5·nH,O一2xe—xZn+十V2O十 nH2O,D说法正确。 热点强化8新型化学电源 即时突破… 1.D极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机 污染物转化为CO2,则极为负极，发生氧化反应，则M为 阴离子交换膜，经过M膜的离子为CI和SO号，b极为正 极，发生还原反应，N为阳离子交换膜，经过N膜的离子为164 红沟·讲与练·高三化学·基础版 考教衔接5化学电源的基本考查分析 化学电源是历年高考的“常客”，其命题的基本原则是在考查原电池基本工作原理的基础上适当地 进行创新，我们在学习这部分内容的时候一定要以教材中呈现的酸、碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、氢氧 燃料电池为载体，进一步理解原电池工作原理在化学电源中的应用，能够归纳出化学电源的主要考查 方向并形成分析化学电源问题的思维模型。 【考题】 (2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn十 去情境抓关键 2MnO,十H2O一ZnO十2MnO(OH),电池构造示意图如图 (1)碱性锌锰电池的正、负极分别是 所示。下列有关说法正确的是 ( 谁？两个电极上分别发生什么反应？ (2)原电池工作时氢氧根离子向哪一 极区移动？ 锌粉和KOH (3)写出生成MnO(OH)的电极反应 MnO,和KOH 式并根据电极反应式计算转移的电子 示 隔膜 的数目？ (4)温度会对化学反应速率造成什么 A.电池工作时，MnO2发生氧化反应 影响？ B.电池工作时，OH通过隔膜向正极移动 【答案】 C C,环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成1 mol MnO(OH),转移电子数为2×6.02×102 【教材】（人教版选择性必修1P98) 联教材理要点 碱性锌锰电池（如图），总反应为Zn+2MnO2十2H2O (1)能根据装置图和原电池的工作原 2MnO(OH)+Zn(OH)2 理判断正负极：Zn一端作负极，MnO2 一端作正极。 真题 锌粉和KOH (2)能结合介质的酸碱性书写原电池 的混合物 溯源 的电极反应式，负极：Zn+2OH一2e MnO, -Zn(OH), 金属外壳 正极：MnO,+H,O+e—MnO(OH)+ OH (3)能根据有关反应进行简单计算 类题精练 下列说法不正确的是 ( A.甲：Zn+向Cu电极方向移动，Cu电极附近 1.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛 溶液中H+浓度增加 应用。 B.乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e十H2O ④ 笔 金属外壳锌粉 --2Ag+20H C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 浸了KOH 章 溶液的隔板 D.丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减 HSO,溶液 Ag2O 弱，导电能力下降 原电池示意图 纽扣式锌银电池 2.(2024·广东深圳一模)我国科学家设计了水/ 甲 乙 有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 石墨棒 硫电极 锂电极 二氧化锰和炭黑 氯化铵和氯化锌 阳 Cu2 锌筒 PbO2(正极) 含Cu2+ 含Li计有机 稀硫酸 锌锰电池 Pb(负极) 电解质 铅酸蓄电池 水溶液 Cu,S 丙 丁 膜 第七章化学反应与能量165 A.硫电极为负极 B.Cu+通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移 C.硫电极上发生的反应为2Cu2++S+4e 海水 石墨 0 -Cu2S D.理论上，每消耗1molS,同时消耗2 mol Li A.b电极为电池正极 3.(2023·海南卷)利用金属A1、海水及其中的溶 B.电池工作时，海水中的Na+向a电极移动 C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确 D.每消耗1kgAl,电池最多向外提供37mol 的是 电子的电量 演练>高考真题 1.(2024·湖南卷)近年来，我国新能源产业得到 了蓬勃发展，下列说法错误的是 () A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环 境无污染等特点 Zn ZnSO,水溶液 MnO. 电极 电极 B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电 A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移 时锂离子从正极脱嵌 B.充电时，会发生反应Zn十2MnO2一ZnMn,O4 D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 C.放电时，正极反应有MnO2十H2O+e=一 2.(2024·福建卷)一种兼具合成功能的新型锂电 MnO(OH)+OH 池工作原理如图。电解质为含L+有机溶液。 D.放电时，Zn电极质量减少0.65g,MnO2电 放电过程中产生(CFSO2)2NLi,充电过程中电 极生成了0.020 mol MnO(OH) 解IiC1产生Cl2。下列说法正确的是( 4.(2024·江西卷)我国学者发明了一种新型多功 能甲醛一硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲 S2 醛和硝酸根离子（如图）。下列说法正确的是 LiCl Ni () (CF SO,),NLi+ Li Pt CFSO.,CI LiN 质子交换膜 N2 交换膜 CuAg HCOO-+H NHCuRu A.交换膜为阴离子交换膜 电极 HCHO 电极 NO B.电解质溶液可替换为LiC1水溶液 第 KOH溶液KOH溶液 七 C.理论上每生成1 mol Cl2,需消耗2 mol Li 左室 右室 章 D.放电时总反应为6Li+N2十4CFSO2C1 A.CuAg电极反应为2HCHO+2H2O-4e 2(CF3SO2)2NLi+4LiCl =2HCOO+H,个+2OH 3.(2024·全国甲卷)科学家使用6-MnO2研制 B.CuRu电极反应为NO十6HO+8e 了一种MnO,-Zn可充电电池（如图所示）。电 NH3↑+9OH 池工作一段时间后，MnO2电极上检测到 C.放电过程中，OH通过质子交换膜从左室传 MnO(OH)和少量ZnMn,O4。下列叙述正确的是 递到右室 D.处理废水过程中溶液pH不变，无须补加KOH 166构·讲与练·高三化学·基础版 5.(2023·新课标卷)一种以V2O5和Zn为电极、 A.放电时V2O为正极 Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意 B.放电时Zn+由负极向正极迁移 图如下所示。放电时，Zn+可插入V2O,层间 C.充电总反应：xZn十VO,十nH2O 形成Zn,V2O,·nH2O。下列说法错误的是 ZnV2Os·nH2O ( D.充电阳极反应：ZnV2O5·nH2O-2xe 和放电务块身 -xZn2++V2O;+nH,O 9充电、99 V,O ZnV2O3·nHO Zn电极 V,O电极 》温馨提示 Zn(CF,SO2水溶液 学习至此，请完成训练31 热点强化8 新型化学电源 热点精析 4.液流循环电池 液流循环电池是正负极电解液分开、各自循环 1.微生物燃料电池 的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中 (环境)广、循环使用寿命长的特点。它通过正、 的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作 负极电解质溶液活性物质发生可逆氧化还原反 原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物 应（即价态的可逆变化）实现电能和化学能的相 作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合 互转化。充电时，阳极（正极）发生氧化反应使 适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行 活性物质价态升高，阴极（负极）发生还原反应 有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流， 使活性物质价态降低，放电过程与之相反。与 而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂（一般 一般固态电池不同的是，液流电池的正极和 为氧气)在正极得到电子被还原与质子结合成水。 (或)负极电解质溶液储存于电池外部的储罐 2.复杂载体电极反应的可充电电池 在二次电池中，复杂的电极反应物和产物多为 中，通过泵和管路输送到电池内部进行反应。 难溶物质，附着在导电的惰性材料上用作电极。 即时突破 分析电极组成时，常把惰性物质元素的化合价 1.(2024·重庆名校联盟5月模拟)微生物脱盐池 看成0，仅起导电作用，不参与电极反应。由于 的a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废 石墨烯具有稳定、导电性好和比表面积大的优 水中的有机污染物转化为CO2,其工作原理如 点，常用作气体吸附或离子电池的载体电极。 图所示。下列说法错误的是 例如某锂离子电池的总反应为Li,C十 电阻 Li-CoO2 放电 C+LiCoO2,LiC中的C可以 充电 有机 O.,+H 污染物 Ca2 七 看成载体电极，反应前后元素化合价都为0。用 SO2 Na 章 载体电极的思想分析反应，常可以使问题简单化。 CI- CO,+H,O 3.浓差电池 脱盐室 浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种 ) 装置。电池内部，某种电解质离子或分子浓度 A.呼吸细菌的作用为催化有机物分解 越大，其氧化性或还原性就越强。两侧半电池 B.工作时，b极发生还原反应，电子从a极流向 中的特定物质有浓度差，离子均是由“高浓度” b极内 移向“低浓度”，依据阳离子移向正极区域、阴离 C.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜 子移向负极区域判断电池的正、负极，这是解题 D.若b极上消耗标准状况下2.24L气体，通过 的关键。 N膜的离子的物质的量为0.4mol