主题六　第15讲 选择题突破：原电池原理及应用【精讲精练】-2026届高三化学二轮复习.题型突破（新高考通用）

主题六　电化学及其应用 第15讲 选择题突破：原电池原理及应用 常考的几类电池 1．锂离子二次电池 (1)锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电压的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。 (2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋xLi＋＋xe－===LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6－xe－===C6＋xLi＋。 (3)锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。 2．微生物燃料电池 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂(如氧气)在正极得到电子被还原。 3．浓差电池 浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差或通过外界条件形成浓度差，相应的离子均是由“高浓度区”移向“低浓度区”，进而依据阴离子移向负极区域、阳离子移向正极区域判断电池的正负极及其相关事项；在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及“离子交换膜”。 【高考失分点】 1．两电极的电势高低比较：正极的电势高于负极，可根据电流方向或电子移动方向判断，导线上的电势处处相等。 2．电极方程式书写：注意电解质是溶液型还是熔融型，电极反应涉及的微粒有哪些，灵活书写电极方程式，不要拘泥一种思路。 3．pH和质量变化分析：结合相关的反应式判断对应区域的pH变化，有时还要结合消耗和生成的氢离子或综合考虑，电极质量变化看溶解或析出质量即可，极区溶液质量变化等于进入的质量减去除去的质量(析出金属、放出气体和生成沉淀)。 4．应用方面：多涉及有机物的制备和废水处理，熟记有机物之间的氧化或还原转化，加氢去氧为还原，加氧去氢为氧化，可根据加减氢原子数判断电子转移数。 1．(2025·黑吉辽蒙高考)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a极换成Ag/AgCl电极，a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 【答案】　D 【解析】　放电过程中a、b极均增重，这说明a电极是负极，电极反应式为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3，据此解答。放电时b电极是正极，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；a电极是负极，电极反应式为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，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。 2．(2025·安徽高考)研究人员开发出一种锂—氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li＋通过。下列说法正确的是(　　) A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为H2＋2Li===2LiH C．充电时Li＋移向惰性电极 D．充电时每转移1 mol电子，c(H＋)降低1 mol·L－1 【答案】　C 【解析】　充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为Li＋＋e－===Li，阳极为气体扩散电极，电极反应H2－2e－＋2H2PO===2H3PO4，放电时，惰性电极为负极，电极反应为Li－e－===Li＋，气体扩散电极为正极，电极反应为2H3PO4＋2e－===2H2PO＋H2↑，据此解答。放电时，Li＋会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成H2进入储氢容器，当转移2 mol电子时，电解质溶液质量增加7 g·mol－1×2 mol－1 mol×2 g·mol－1＝12 g，即电解质溶液质量会增大，A错误；放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为2Li＋2H3PO4===H2↑＋2LiH2PO4，B错误；充电时，Li＋向阴极移动，则Li＋向惰性电极移动，C正确；充电时每转移1 mol电子，会有1 mol H＋与H2PO结合生成H3PO4，但不知道电解液体积，无法计算c(H＋)降低了多少，D错误。 【解题攻略】　二次电池的电极反应书写方法突破 以xMg＋Mo3S4MgxMo3S4为例说明 1．(2025·河北衡水中学三模)热再生电池堆—CO2电化学还原池系统(TRBs—CO2RR)可回收烟气中的低温余热并将其转化为电能，同时实现CO2转化利用，其工作原理如图。 下列说法正确的是(　　) A．装置Ⅱ中化学能转化为电能 B．可从Pt电极产生气体中分离并回收CO2 C．碳毡处的电极反应：Cu＋4CH3CN－e－===[Cu(CH3CN)4]＋ D．阴离子交换膜每通过2 mol HCO，就生成3 mol CO 【答案】　B 【解析】　由系统名称“热再生电池堆—CO2电化学还原池系统”判断右侧装置Ⅱ为CO2电化学还原池系统，即电解池，左侧为电池堆(即原电池)。左侧装置原电池的电极反应式为负极：(泡沫铜)Cu＋4CH3CN－e－===[Cu(CH3CN)4]＋，正极：(碳毡)Cu2＋＋4CH3CN＋e－===[Cu(CH3CN)4]＋，右侧电解池的电极反应式为阳极：(Pt极)4HCO－4e－===O2↑＋4CO2↑＋2H2O，阴极：(Ag/C极)CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－。装置Ⅱ为电解池，电能转化为化学能，A错误；Pt极产生O2和CO2，可从产生气体中分离并回收CO2，B正确；碳毡处的电极反应为Cu2＋＋4CH3CN＋e－===[Cu(CH3CN)4]＋，C错误；阴离子交换膜每通过2 mol HCO，电路中转移2 mol电子，生成1 mol CO，D错误。 2．(2025·河南郑州二模)下图是一种回收废旧锂离子电池中的锂离子(Li＋)、并利用工业废气中的NO2将其转化为LiNO2的装置，最终制备出纯净的LiNO3，同时在这一过程中产生电能。已知法拉第常数F＝96 500 C·mol－1。下列说法错误的是(　　) A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．正极反应式：LiFePO4＋e－===Li＋＋FePO4 C．空气氧化LiNO2的化学方程式：2LiNO2＋O2===2LiNO3 D．当外电路I＝1 A，工作2小时，理论上b电极反应的NO2约为3.43 g 【答案】　B 【解析】　NO2转化为NO得到电子，和Li＋结合生成LiNO2，则a电极为负极，电极反应LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，b电极为正极，电极反应为NO2＋e－===NO，Li＋经阳离子交换膜由a电极移向b电极，生成LiNO2，空气氧化LiNO2生成LiNO3，化学方程式：2LiNO2＋O2===2LiNO3。离子交换膜允许Li＋通过，为阳离子交换膜，A正确；b电极为正极，得到电子，电极反应为NO2＋e－===NO，B错误；空气中的氧气氧化亚硝酸锂，生成硝酸锂，氧化LiNO2的化学方程式：2LiNO2＋O2===2LiNO3，C正确；当外电路I＝1 A，工作2小时，理论上b电极反应的NO2约为mol×46 g/mol≈3.43 g，D正确。 选择题热点专项分级训练 原电池原理及应用 【强基练】 1．(2025·甘肃高考)我国科研工作者设计了一种Mg－海水电池驱动海水(pH＝8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是(　　) A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．理论上，每通过2 mol电子，可产生1 mol H2 【答案】　D 【解析】　由题图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负极，发生氧化反应，电极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2，电极2为正极发生还原反应，电极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右侧为电解池，电极3为阳极，产生氧气，电极4为阴极，产生氢气。催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确；根据分析，电极1为负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确；由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，C正确；根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2 mol电子，可产生2 mol H2，D错误。 2．(2025·广东高考)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是(　　) A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2＋ D．充电时16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h 【答案】　B 【解析】　放电时，电极Ⅱ上MnO2减少，说明MnO2转化为Mn2＋，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2＋，负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2＋。由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，反应消耗H＋，溶液的pH升高，B错误；由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2＋，C正确；根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为S＋Mn2＋＋2e－===MnS，每消耗16 g S，即0.5 mol S，转移1 mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8 A·h，D正确。 3．(2024·江西选考)我国学者发明了一种新型多功能甲醛—硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是(　　) A．CuAg电极反应为2HCHO＋2H2O－4e－===2HCOO－＋H2↑＋2OH－ B．CuRu电极反应为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－ C．放电过程中，OH－通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 【答案】　B 【解析】　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，电极方程式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O，CuRu为正极，NO得到电子生成NH3，电极方程式为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－。CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO－和H2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O，A错误；CuRu为正极，NO得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－，B正确；质子交换膜只允许H＋通过，C错误；由分析可知，负极电极方程式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O，正极电极方程式为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－，总反应为8HCHO＋NO＋7OH－===NH3↑＋8HCOO－＋4H2↑＋2H2O，处理废水过程中消耗OH－，溶液pH减小，需补加KOH，D错误。故选B。 4．(2025·江西上饶二模)某锌离子电池体系中引入氧化还原媒介物CoQ，通过CoQ/CoQ＋的循环反应同步去除溶解氧并活化锌电极，其工作原理如图： 下列说法不正确的是(　　) A．锂离子通过离子交换膜向正极迁移 B．聚乙烯吡咯烷酮可防止CoQ聚集沉淀 C．CoQ＋在锌表面被还原为CoQ D．理论上每消耗32 g溶解氧，可除去非活性锌130 g 【答案】　A 【解析】　放电时，Zn失电子发生氧化反应，Zn是负极，LiMn2O4电极是正极。负极区无Li＋，故A错误；聚乙烯吡咯烷酮是一种非离子型高分子化合物，能够与CoQ形成络合物，可防止CoQ聚集沉淀，故B正确；根据图示，CoQ＋在锌表面生成CoQ，故C正确；理论上每消耗32 g溶解氧，转移4 mol电子，根据得失电子守恒，可除去非活性锌130 g，故D正确。 5．(2025·河北石家庄二模)Zn－NO/乙醇混合可充电式液流电池系统在充放电过程中具有良好的稳定性，同时在正极区可以合成高附加值的醋酸铵，其工作原理如图。下列说法错误的是(　　) A．放电时，Ru－Ni(OH)2为电池正极 B．充电过程中阴极区溶液的碱性减弱 C．放电时，正极的电极反应式为NO＋8e－＋6H2O===NH3＋9OH－ D．若正极区恰好生成1 mol醋酸铵，理论上负极质量减少130 g 【答案】　B 【解析】　由题图可知，放电时，Zn失去电子生成[Zn(OH)4]2－，则Zn板为负极，电极方程式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－，正极为硝酸根离子被还原为氨气，正极的电极反应式：NO＋8e－＋6H2O===NH3＋9OH－，此时OH－通过离子交换膜由左侧移向右侧；充电时，阴极的电极反应式：[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，阳极的乙醇被氧化为乙酸，电极方程式为C2H5OH－4e－＋4OH－===CH3COOH＋3H2O，此时OH－通过离子交换膜由右侧移向左侧，且生成的氨气和醋酸反应生成CH3COONH4，据此解题。由分析可知放电时，Zn作负极，Ru－Ni(OH)2为电池正极，故A正确；充电时，阴极的电极反应式：[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，反应成氢氧根离子，阴极区溶液的碱性增强，故B错误；由分析可知，放电时，正极的电极反应式：NO＋8e－＋6H2O===NH3＋9OH－，故C正确；由分析可知，放电时，正极的电极反应式：NO＋8e－＋6H2O===NH3＋9OH－，充电时，阳极的乙醇被氧化为乙酸，电极方程式为C2H5OH－4e－＋4OH－===CH3COOH＋3H2O，若正极区恰好生成1 mol醋酸铵，则放电时生成1 mol NH3，转移8 mol e－，负极消耗4 mol Zn，充电时生成1 mol CH3COOH，转移4 mol e－，阴极生成2 mol Zn，消耗2 mol Zn，质量减少130 g，故D正确。 6．(2025·安徽皖江三模)以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池的放电工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．充电时，阳极反应为Na2Fe[Fe(CN)6]－2e－===Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋ B．离子交换膜允许Na＋通过 C．Fe元素位于元素周期表d区，[Fe(CN)6]3－中Fe(Ⅲ)的未成对电子数为5 D．放电时，外电路中转移0.2 mol电子，两电极室物质(含电极)质量变化的差值为4.6 g 【答案】　D 【解析】　由于放电时正极反应为Fe[Fe(CN)6]＋2e－＋2Na＋===Na2Fe[Fe(CN)6]，则充电时阳极反应为Na2Fe[Fe(CN)6]－2e－===Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋，故A正确；放电时，正极消耗Na＋，而负极消耗Cl－，此时Na＋从右室移向左室。充电时，阳极释放Na＋，而阴极生成Cl－，此时Na＋从左室移向右室，故B正确；Fe为26号元素，价层电子排布3d64s2，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，属于d区元素。[Fe(CN)6]3＋中Fe(Ⅲ)价层电子排布式为3d5，则Fe(Ⅲ)的未成对电子数为5，故C正确；放电时，外电路转移0.2 mol电子，则有0.2 mol Na＋从负极移向正极。所以负极电极室减少0.2 mol Na＋即4.6 g；正极电极室增加0.2 mol Na＋即4.6 g，则两电极室质量变化值的差值为4.6＋4.6＝9.2 g，故D错误。 【培优练】 7．(2025·湖北襄阳三模)双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极Ⅰ为掺杂Na2S2的电极，电极Ⅱ为碳电极。电池工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 B．放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断变大 C．充电时，电极Ⅰ的电极反应式为2S－2e－===S D．充电时，电路中每通过1 mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9 g 【答案】　C 【解析】　由题图分析可知，电极Ⅱ为碳电极，放电时，氧气发生还原反应生成氢氧根离子，电极Ⅱ为正极，则电极I为负极，据此分析。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2S－2e－===S；正极区氢氧根离子向左侧迁移，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧迁移，离子交换膜a为阳离子交换膜，A项正确；电池工作时，钠离子和氢氧根离子分别移向储液器，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，B项正确；充电时，电极Ⅰ为阴极，得到电子发生还原反应，电极反应式为S＋2e－===2S，C项错误；充电时，电极Ⅱ为阳极区，反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电路中每通过1 mol电子，阳极室从中间储液器进入1 mol氢氧根离子，同时生成0.25 mol氧气，溶液质量理论上增加17 g－0.25 mol×32 g/mol＝9 g，D项正确。 8．(2025·湖南邵阳二模)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池，图2为电渗析法制备次磷酸(H3PO2)，用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸(H3PO2)。下列说法错误的是(　　) A．Cu(Ⅰ)是电池的负极 B．b膜、d膜是阳离子交换膜，c膜是阴离子交换膜 C．电渗析过程中M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大 D．电池从开始到停止放电，理论上可制备0.02 mol H3PO2 【答案】　D 【解析】　题图1为浓差电池，题图2为电渗析法制备次磷酸(H3PO2)，用题图1的浓差电池提供电能制备次磷酸(H3PO2)，题图1中Cu(Ⅰ)为原电池负极，Cu(Ⅱ)为正极，题图2中原料室中的H2PO移向产品室，则c膜为阴离子交换膜，M室中的氢离子通过b膜进入产品室得到H3PO2，则b膜为阳离子交换膜，X电极为电解池的阳极，电极反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Y为电解池的阴极，电极反应2H2O＋2e－===H2↑＋OH－，d膜为阳离子交换膜，据此分析判断。分析可知Cu(Ⅰ)是电池的负极，故A正确；制备过程分析可知，b膜、d膜是阳离子交换膜，c膜是阴离子交换膜，故B正确；电渗析过程中，电极反应可知，M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大，故C正确；电池从开始到停止放电时，则浓差电池两边Cu(NO3)2浓度相等，所以正极析出0.02 mol Cu，电路中转移0.04 mol电子，电渗析装置生成0.04 mol H3PO2，故D错误。 9．(2025·山东菏泽二模)我国科学家发现，利用如图所示的电池装置可将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H＋和OH－。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，电流方向为电极M→电流计→电极N→膜b→膜a→电极M B．N极电极反应式为＋4H＋＋4e－=== C．若消耗0.1 mol B2H6，理论上有0.6 mol H＋透过膜b D．工作一段时间后，装置中需要补充H2SO4和NaOH 【答案】　B 【解析】　根据N极变化特点是邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，增加了氢原子，发生还原反应，N电极作正极；M极是B2H6失去电子，作负极，生成BO，电极反应为B2H6＋14OH－－12e－===2BO＋10H2O。双极膜中间层中的水解离为H＋和OH－，氢离子通过膜b移向正极N，膜b为阳离子交换膜；氢氧根离子通过膜a移向负极M，膜a为阴离子交换膜。N电极作正极，电流方向为电极N→电流计→电极M→膜a→膜b→电极N，A错误；N极邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，增加了氢原子，发生还原反应，电极反应式为＋4H＋＋4e－===，B正确；负极反应为B2H6＋14OH－－12e－===2BO＋10H2O，消耗0.1 mol B2H6，失去1.2 mol e－，则有1.2 mol OH－通过膜a移向负极M，结合电荷守恒，同时有1.2 mol氢离子通过膜b移向正极N，C错误；根据M极的电极反应式可知，每消耗14 mol OH－会转移12 mol电子，为传递电荷，同时会有12 mol OH－通过膜a移向M极，故M极区中NaOH的物质的量会减少；根据N极的电极反应式可知，每消耗4 mol H＋会转移4 mol电子，为传递电荷，同时会有4 mol H＋通过膜b移向N极，故N极区中H2SO4的物质的量不变；因此装置中需要定期补充NaOH，不需要补充硫酸，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 主题六　电化学及其应用 第15讲 选择题突破：原电池原理及应用 常考的几类电池 1．锂离子二次电池 (1)锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电压的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。 (2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋xLi＋＋xe－===LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6－xe－===C6＋xLi＋。 (3)锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。 2．微生物燃料电池 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂(如氧气)在正极得到电子被还原。 3．浓差电池 浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差或通过外界条件形成浓度差，相应的离子均是由“高浓度区”移向“低浓度区”，进而依据阴离子移向负极区域、阳离子移向正极区域判断电池的正负极及其相关事项；在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及“离子交换膜”。 【高考失分点】 1．两电极的电势高低比较：正极的电势高于负极，可根据电流方向或电子移动方向判断，导线上的电势处处相等。 2．电极方程式书写：注意电解质是溶液型还是熔融型，电极反应涉及的微粒有哪些，灵活书写电极方程式，不要拘泥一种思路。 3．pH和质量变化分析：结合相关的反应式判断对应区域的pH变化，有时还要结合消耗和生成的氢离子或综合考虑，电极质量变化看溶解或析出质量即可，极区溶液质量变化等于进入的质量减去除去的质量(析出金属、放出气体和生成沉淀)。 4．应用方面：多涉及有机物的制备和废水处理，熟记有机物之间的氧化或还原转化，加氢去氧为还原，加氧去氢为氧化，可根据加减氢原子数判断电子转移数。 1．(2025·黑吉辽蒙高考)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a极换成Ag/AgCl电极，a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 2．(2025·安徽高考)研究人员开发出一种锂—氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li＋通过。下列说法正确的是(　　) A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为H2＋2Li===2LiH C．充电时Li＋移向惰性电极 D．充电时每转移1 mol电子，c(H＋)降低1 mol·L－1 1．(2025·河北衡水中学三模)热再生电池堆—CO2电化学还原池系统(TRBs—CO2RR)可回收烟气中的低温余热并将其转化为电能，同时实现CO2转化利用，其工作原理如图。 下列说法正确的是(　　) A．装置Ⅱ中化学能转化为电能 B．可从Pt电极产生气体中分离并回收CO2 C．碳毡处的电极反应：Cu＋4CH3CN－e－===[Cu(CH3CN)4]＋ D．阴离子交换膜每通过2 mol HCO，就生成3 mol CO 2．(2025·河南郑州二模)下图是一种回收废旧锂离子电池中的锂离子(Li＋)、并利用工业废气中的NO2将其转化为LiNO2的装置，最终制备出纯净的LiNO3，同时在这一过程中产生电能。已知法拉第常数F＝96 500 C·mol－1。下列说法错误的是(　　) A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．正极反应式：LiFePO4＋e－===Li＋＋FePO4 C．空气氧化LiNO2的化学方程式：2LiNO2＋O2===2LiNO3 D．当外电路I＝1 A，工作2小时，理论上b电极反应的NO2约为3.43 g 选择题热点专项分级训练 原电池原理及应用 【强基练】 1．(2025·甘肃高考)我国科研工作者设计了一种Mg－海水电池驱动海水(pH＝8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是(　　) A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．理论上，每通过2 mol电子，可产生1 mol H2 2．(2025·广东高考)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是(　　) A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2＋ D．充电时16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h 3．(2024·江西选考)我国学者发明了一种新型多功能甲醛—硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是(　　) A．CuAg电极反应为2HCHO＋2H2O－4e－===2HCOO－＋H2↑＋2OH－ B．CuRu电极反应为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－ C．放电过程中，OH－通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 4．(2025·江西上饶二模)某锌离子电池体系中引入氧化还原媒介物CoQ，通过CoQ/CoQ＋的循环反应同步去除溶解氧并活化锌电极，其工作原理如图： 下列说法不正确的是(　　) A．锂离子通过离子交换膜向正极迁移 B．聚乙烯吡咯烷酮可防止CoQ聚集沉淀 C．CoQ＋在锌表面被还原为CoQ D．理论上每消耗32 g溶解氧，可除去非活性锌130 g 5．(2025·河北石家庄二模)Zn－NO/乙醇混合可充电式液流电池系统在充放电过程中具有良好的稳定性，同时在正极区可以合成高附加值的醋酸铵，其工作原理如图。下列说法错误的是(　　) A．放电时，Ru－Ni(OH)2为电池正极 B．充电过程中阴极区溶液的碱性减弱 C．放电时，正极的电极反应式为NO＋8e－＋6H2O===NH3＋9OH－ D．若正极区恰好生成1 mol醋酸铵，理论上负极质量减少130 g 6．(2025·安徽皖江三模)以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池的放电工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．充电时，阳极反应为Na2Fe[Fe(CN)6]－2e－===Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋ B．离子交换膜允许Na＋通过 C．Fe元素位于元素周期表d区，[Fe(CN)6]3－中Fe(Ⅲ)的未成对电子数为5 D．放电时，外电路中转移0.2 mol电子，两电极室物质(含电极)质量变化的差值为4.6 g 【培优练】 7．(2025·湖北襄阳三模)双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极Ⅰ为掺杂Na2S2的电极，电极Ⅱ为碳电极。电池工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 B．放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断变大 C．充电时，电极Ⅰ的电极反应式为2S－2e－===S D．充电时，电路中每通过1 mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9 g 8．(2025·湖南邵阳二模)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池，图2为电渗析法制备次磷酸(H3PO2)，用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸(H3PO2)。下列说法错误的是(　　) A．Cu(Ⅰ)是电池的负极 B．b膜、d膜是阳离子交换膜，c膜是阴离子交换膜 C．电渗析过程中M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大 D．电池从开始到停止放电，理论上可制备0.02 mol H3PO2 9．(2025·山东菏泽二模)我国科学家发现，利用如图所示的电池装置可将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H＋和OH－。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，电流方向为电极M→电流计→电极N→膜b→膜a→电极M B．N极电极反应式为＋4H＋＋4e－=== C．若消耗0.1 mol B2H6，理论上有0.6 mol H＋透过膜b D．工作一段时间后，装置中需要补充H2SO4和NaOH 学科网（北京）股份有限公司 $