第一部分 主题八 高频考点1 化学电源-【金版教程】2026年高考化学大二轮专题复习冲刺方案课件PPT

0 第一部分　 小题分点突破 主题八 电化学 高频考点1 化学电源 知识储备 01 高频考点作业 04 目录 CONTENTS 抢分快招 02 真题精研 03 知识储备 1．原电池模型 知识储备 4 2．电极反应式的书写方法 (1)一般电极反应式的书写 知识储备 5 知识储备 6 抢分快招 燃料电池中正极反应式书写的思维模型 抢分快招 8 真题精研 1．(2025·黑吉辽蒙卷，13)一种基于Cu2O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Na＋向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应：Cu2O＋2H2O＋ Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋ D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 真题精研 10 解析：放电过程中a、b极均增重，这说明a极是负极，电极反应式为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，b极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3。放电时b极是正极，阳离子向正极移动，所以Na＋向b极迁移，A正确；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；由上述分析可知，C正确；若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误。 真题精研 11 解析：酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，负极发生失电子的氧化反应Zn－2e－===Zn2＋，A错误，D正确；原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，B错误；MnO2发生得电子的还原反应，C错误。 真题精研 12 3．(2024·新课标卷，12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是(　　) A．电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变 起催化作用 C．消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入 D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a 真题精研 13 解析：由题中信息可知，当电池开始工作时， a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生 成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－； b电极为电池负极，Cu2O在b电极上失电子转化成 CuO，电极反应式为Cu2O－2e－＋2OH－===2CuO＋H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7；根据反应2C6H12O6＋O2===2C6H12O7可知，1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误。 真题精研 14 4．(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ­MnO2研制了一 种MnO2­Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后， MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确 的是(　　) A．充电时，Zn2＋向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2===ZnMn2O4 C．放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 真题精研 15 解析：充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极 迁移，即Zn2＋向阴极方向迁移，A不正确；放电时，负极的 电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，则充电时阴极反应为Zn2＋＋ 2e－===Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元 素化合价升高，B不正确；放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol电子，由正极的主要反应MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020 mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D不正确。 真题精研 16 高频考点作业 [三年真题集训] 1．(2025·山东卷，12改编)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是(　　) A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，a极为正极 C．充电时，隔膜两侧溶液Fe2＋浓度均减小 D．理论上，Fe3＋每减少1 mol，Fe2＋总量相 应增加2 mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 18 解析：全铁液流电池原理为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，a 极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，为负载铁的石墨电极， 作负极，b极发生反应：Fe3＋＋e－===Fe2＋，为还原反应， b为石墨电极，作正极。两极通过阴离子平衡电荷，隔膜 允许阴离子通过，为阴离子交换膜，A错误；根据分析可 知，B错误；充电时，a接电源负极，为阴极，电极反应式为Fe2＋＋2e－===Fe，b接电源正极，为阳极，电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，两极的Fe2＋均减少，C正确；根据总反应式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知，Fe3＋减少1 mol，Fe2＋增加1.5 mol，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 19 2．(2025·广东卷，16)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O2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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 20 解析：该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，电极Ⅱ作负极，电极反应式为H2－2e－===2H＋；氧气发生还原反应，电极Ⅰ作正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。由分析可知，氧气发生还原反应，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误；图a中，ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程，根据题中信息，O2获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误；氢气发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－===2H＋，同时，负极每失去1个电子，就会有一个H＋通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确；由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 21 3．(2024·广西卷，9)某新型钠离子二次电池(如图)用溶 解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe 中的Na变成Na＋后脱嵌。下列说法错误的是( ) A．外电路通过1 mol电子时，理论上两电极质量变化的 差值为23 g B．充电时，阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3－xe－===Na3－xV2(PO4)3＋xNa＋ C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na＋浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 22 解析：放电时嵌入PbSe中的Na变成Na＋后脱嵌，则右侧电极为负极，Na失电子生成Na＋；Na＋通过隔膜从右侧进入左侧，则左侧为正极。外电路通过1 mol电子时，负极有1 mol Na失电子生成Na＋进入右侧溶液，溶液中有1 mol Na＋从右侧进入左侧，并与正极的Na3－xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为46 g，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 23 4．(2024·江苏卷，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池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，MnO2发生氧化反应 B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 24 解析：Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，A错误；电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不 利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2＋e－＋H2O=== MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移电 子数为6.02×1023，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 26 解析：由题图中信息可知，该新型水系锌电池放电时的负极是锌，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，被还原的Zn2＋主要来自电解质溶液，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 27 6．(2024·河北卷，13)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg­CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3­丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2＋的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。 下列说法错误的是(　　) A．放电时，电池总反应为2CO2＋Mg===MgC2O4 B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接 C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2＋向阴 极迁移 D．放电时，每转移1 mol电子，理论上可转化1 mol CO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 28 解析： 电极 过程 电极反应式 Mg电极 放电 Mg－2e－===Mg2＋ 充电 Mg2＋＋2e－===Mg 多孔碳纳米管电极 放电 Mg2＋＋2CO2＋2e－===MgC2O4 充电 MgC2O4－2e－===Mg2＋＋2CO2↑ 充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2＋向阴极迁移，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 29 7．(2023·海南卷，8)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．b电极为电池正极 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 D．每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 32 解析：由题意可知，放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 33 9．(2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为 电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示 意图如下所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形 成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是(　　) A．放电时V2O5为正极 B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移 C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O D．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 34 解析：由题中信息可知，放电时，该电池中Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O。充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 35 [一年模拟演练] 10．(2025·甘肃一诊)室温全固态氢负离子二次电池放电时的反应原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时M极发生氧化反应 B．放电时每转移1 mol电子M极质量减轻1 g C．充电时N极的电极反应式为NaHx＋e－===Na＋xH－ D．将导体换成水，传导氢负离子效果更好 解析：放电时M极发生反应：NaHn＋xe－===NaHn－x＋xH－，为还原反应，每转移1 mol电子，M极减少1 mol H，质量减轻1 g，A错误，B正确；充电时N极为阴极，发生还原反应：NaHx＋xe－===Na＋xH－，C错误；负极材料Na、正极材料NaHn、H－均能与水反应，不能将导体换成水，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 36 11．(2025·重庆市高三质量调研)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Na0.44MnO2＋NaTi2(PO4)3===Na0.44－xMnO2＋Na1＋xTi2(PO4)3，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：NaTi2(PO4)3＋xe－＋ xNa＋===Na1＋xTi2(PO4)3 C．充电时，若转移x mol e－，M极电极将增重23 g D．充电时Na＋从M极迁移到N极 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 37 解析：由电池放电的总反应可知，放电时，M极上Na0.44MnO2颗粒失电子，作负极，其电极反应式为Na0.44MnO2－xe－===Na0.44－xMnO2＋xNa＋，N极上NaTi2(PO4)3颗粒得电子，作正极，其电极反应式为NaTi2(PO4)3＋xe－＋xNa＋===Na1＋xTi2(PO4)3，A错误，B正确；充电时，M极上Na0.44－xMnO2颗粒得电子，作阴极，其电极反应式为Na0.44－xMnO2＋xe－＋xNa＋===Na0.44MnO2，N极上Na1＋xTi2(PO4)3颗粒失电子，作阳极，其电极反应式为Na1＋xTi2(PO4)3－xe－===NaTi2(PO4)3＋xNa＋，由此可知，充电时若转移x mol电子，M电极增重23x g，C错误；由充电时电极反应式可知，阳离子由阳极向阴极迁移，即由N极迁移到M极，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 38 12．(2025·广东省四校高三联考)固体氧化物燃料电池具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点，在交通车辆动力电源等方面有广阔的应用前景。某种固体氧化物(电解质可传导O2－)燃料电池结构示意图如图。下列有关说法错误的是(　　) A．外电路中，电流由集流器a流向集流器b B．电池工作一段时间后，电解质中O2－的量不变 C．多孔电极b上发生反应CH4－8e－＋4O2－=== CO2＋2H2O D．理论上每通过4 mol e－，产生的CO2与物质X的体积(同温同压下)比约为1∶5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 39 解析：外电路中，电流由正极流向负极， 结合上述分析可知，电流由集流器a流向集流 器b，A正确；多孔电极a的电极反应式为O2＋ 4e－===2O2－，多孔电极b的电极反应式为CH4 －8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，结合得失电子 守恒可知，生成和消耗O2－的量相等，故固体电解质中O2－的量不变，B、C正确；每通过4 mol e－，产生CO2的物质的量为0.5 mol，正极上消耗O2的物质的量为 1 mol，物质X为去除O2后的空气，而空气中O2的体积分数约为20%，故生成物质X的物质的量为4 mol，同温同压下，CO2与物质X的体积比等于其物质的量之比(1∶8)，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 40 13．(2025·遵义市高三适应性考试)科学家通过原位碳包覆策略有效提升了Zn/VOx电池的电化学性能。Zn/VO2@C电池具有比容量高、可逆性好和寿命长的优点，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．放电时，a电极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ B．放电时，电流由a电极沿导线流到b电极，再经电解 质溶液流回a C．充电时，当有6.5 g Zn2＋移向阴极时，导线中通过 0.2 mol电子 D．包覆在VO2上的碳可以增强VO2@C电极的导电性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 41 解析：由电子流向可知，放电时a电极为负极，锌失去电子发生氧化反应，b电极为正极，VO2得到电子发生还原反应。放电时，电流经外电路由正极流向负极，则由b电极沿导线流到a电极，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 42 14．(2025·河南省适应性考试)我国科学家设计了一种水系S­MnO2可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．充电时，电极b为阳极 B．充电时，阳极附近溶液的pH增大 C．放电时，负极的电极反应：Cu2S－4e－=== S＋2Cu2＋ D．放电时，溶液中Cu2＋向电极b方向迁移 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 43 解析：由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为 Mn2＋，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S，发生氧 化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极 a上Mn2＋转化为MnO2，发生氧化反应，电极b上S转化 为Cu2S，发生还原反应，此时电极a为阳极，电极b为阴 极。根据分析，充电时，电极b为阴极，则电极a为阳极，电极反应为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，阳极附近溶液的pH减小，A、B错误；放电时，电极b为负极，负极的电极反应为Cu2S－4e－===S＋2Cu2＋，C正确；放电时，溶液中Cu2＋向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高频考点作业 44 　　　　　　　　　　　　　 R (2)复杂的电极反应式书写 复杂的电极反应式＝总反应式－较简单的电极反应式 如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写： CH4＋2O2＋2OH－===COeq \o\al(2－,3)＋3H2O……总反应式 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式 用总反应式－正极反应式得负极反应式 (CH4＋2O2＋2OH－)－(2O2＋4H2O＋8e－)===(COeq \o\al(2－,3)＋3H2O)－8OH－ 整理得：CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋COeq \o\al(2－,3)……负极反应式 电解质环境 氧元素的存在形式 酸性电解质溶液 O2＋4H＋＋4e－===2H2O 碱性电解质溶液 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 固体电解质(高温下能传导O2－) O2＋4e－===2O2－ 熔融碳酸盐(如熔融K2CO3) O2＋2CO2＋4e－===2COeq \o\al(2－,3) 2．(2024·北京卷，3)酸性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是(　　) A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，NHeq \o\al(＋,4)向负极方向移动 C．MnO2发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋ 5．(2024·安徽卷，11)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Zn­TCPP(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：Ieq \o\al(－,3)＋Zneq \o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))Zn2＋＋3I－ C．充电时，阴极被还原的Zn2＋主要来自Zn­TCPP D．放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子 解析：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电极反应为铝失去电子生成铝离子：Al－3e－===Al3＋，铝离子水解显酸性，C错误；由C项分析可知，每消耗1 kg Aleq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(即\f(1000,27) mol))，电池最多向外提供eq \f(1000,27) mol×3＝eq \f(1000,9) mol电子的电量，D错误。 8．(2023·全国乙卷，12)室温钠－硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠－硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：eq \f(1,2)S8＋e－―→eq \f(1,2)Seq \o\al(2－,8)，eq \f(1,2)Seq \o\al(2－,8)＋e－―→Seq \o\al(2－,4)，2Na＋＋eq \f(x,4)Seq \o\al(2－,4)＋2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,4)))e－―→Na2Sx 下列叙述错误的是(　　) A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na＋＋eq \f(x,8)S8＋2e－―→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 $