专题24 二次电池及多池串联装置（知识点+模拟及高考真题+答案解析）-2026届高考化学二轮复习

该高中化学高考复习讲义聚焦二次电池及多池串联装置专题，涵盖充电放电原理、电极反应书写、离子移动规律等核心考点，按“解题模型-典型电池-多池串联”逻辑架构知识，通过考点梳理（如可逆电池规律总结）、方法指导（电极反应互逆书写技巧）、真题训练（2025年各地模拟题及高考真题）三环节，帮助学生构建系统知识网络。 讲义采用“模型建构+分层训练”策略，如以锂离子电池、全钒液流电池为例，引导学生运用“负连负，正连正”规律推导电极反应，培养科学思维；设置基础巩固（模拟题）、能力提升（高考真题）分层练习，配合即时反馈，助力学生高效突破难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

大二轮专题 专题24 二次电池及多池串联装置 1．充电(可逆)电池解题模型 关系图示 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 规律 ①可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应 ②放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆。将负(正)极反应式变方向并将电子移向即得出阴(阳)极反应式 ③二次电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连接外接电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为：负连负，正连正 ④放电总反应和充电总反应在形式上互逆 (但不是可逆反应) 2．常见充电(可逆)及电极反应书写 锂离子电池 总反应 Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1) 负极 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 正极 Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 阴极 xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 阳极 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 全钒液流电池 总反应 VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O 负极 V2＋－e－===V3＋ 正极 VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 阴极 V3＋＋e－===V2＋ 阳极 VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋ 高铁电池 总反应 3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 负极 Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 正极 FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 阴极 Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 阳极 Fe(OH)3＋5OH－－3e－===FeO＋4H2O 镍镉电池 总反应 Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 负极 Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2 正极 NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 阴极 Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－ 阳极 Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O 1．（2025·北京昌平·二模）钠硫电池装置示意图如下图所示。其中熔融Na为a的电极反应物，熔融S和为b的电极反应物，固体电解质可传导。下列说法不正确的是( ) A．放电时，b做正极 B．放电时，从a极室向b极室移动 C．充电时，阴极的电极反应式是 D．每产生或消耗1molS，转移2mol电子 2．（2025·吉林·二模）CO2的捕集和利用是实现“双碳”目标的一个重要研究方向，我国设计CO2熔盐捕获与转化装置(左图)，可与太阳能电池装置(图)联合实现绿色转化。 下列有关说法正确的是( ) A．左图装置B电极应该与图装置Y电极相连 B．左图装置A电极反应式为： C．熔盐可用CCl4代替 D．理论上转移0.5mol电子可捕获标准状况下CO2气体2.8L 3．（2025·天津河西·三模）光催化电极可以在太阳光照下实现对设备进行充电，该电池工作原理如下图所示。放电时转化为，下列有说法错误的是( ) A．充电时，石墨电极为做阴极 B．充电时，光催化电极的电极反应式为： C．放电时，石墨电极发生还原反应 D．放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少，外电路转移 4．（2025·广西南宁·二模）某种可充电固态锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法错误的是( ) A．电极电势：b极>a极 B．放电时电子流向：a极→负载→b极 C．充电时，阳极电极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO D．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化差值为7g 5．（2025·河北保定·二模）科学家开发出了用于安全快速充电的钠金属电池的弱溶剂电解质(WSE)，一使用了WSE的电池工作时的装置如图所示。下列叙述正确的是( ) A．可以用稀硫酸代替WSE B．放电时，向a极迁移 C．WSE中阴离子呈正六面体结构 D．充电时，b极的电极反应式为 6．（2025·贵州贵阳·二模）一种水性电解液可充电电池如图所示。下列叙述错误的是( ) A．放电时，M电极是正极 B．放电时，N电极反应： C．充电时，Ⅱ区中溶液的浓度减小 D．充电时，转移，Ⅲ区溶液质量减少 7．由我国科学家设计的Mg－Li双盐具有较高的电池效率，其工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．放电时，正极电极反应式为FeS＋2e－＋2Li＋===Fe＋Li2S B．充电时，Mg电极发生了还原反应 C．充电时，每生成1 mol Mg，电解质溶液质量减少24 g D．电解液含离子迁移速率更快的Li＋，提高了电流效率 8．我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，其示意图如下。放电时，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列说法错误的是(　　) A．放电时，正极反应为：Ni(OH)2＋2e－===Ni＋2OH－ B．放电时，若外电路有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn2＋向正极迁移 C．充电时，a为外接电源负极 D．充电时，阴极反应为：2ZnCO3·3Zn(OH)2＋10e－===5Zn＋2CO＋6OH－ 9．中科院大连化物所储能技术研究部提出了一种基于Br－辅助MnO2放电的混合型液流电池，装置如图所示，下列说法错误的是(　　) A．充电时，H＋向电极A迁移 B．在放电过程中，可利用Br－及时清除电极B上的“死锰”(MnO2)，提高充放电过程的可逆性 C．放电时，电极B上还可能发生：2Br－－2e－===Br2 D．放电时，在该环境下的氧化性：Cr2+＜Mn3+ 10．一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．放电时，H＋从N极区向M极区移动 B．充电时，电极M是阳极 C．每消耗1 mol VO，有2 mol H＋通过质子交换膜 D．充电时的总反应：VO2+＋H2O＋V3+===VO＋2H＋＋V2+ 11．一种可充电锌－空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以[Zn(H2O)6]2＋的形式存在，并存在电离平衡[Zn(H2O)6]2＋[Zn(H2O)5(OH)]＋＋H＋。下列说法错误的是(　　) A．放电时，Ⅱ室中的Cl－通过阴离子交换膜进入Ⅰ室 B．放电时，Ⅰ室溶液中[Zn(H2O)5(OH)]＋浓度增大 C．充电时，每生成0.2 mol O2，Ⅲ室溶液质量理论上减少6.4 g D．充电时，Zn电极的电极反应为[Zn(H2O)6]2＋＋2e－===Zn＋6H2O 12．自由基因为化学性质不稳定往往不能稳定存在，羟基自由基(·OH)有极强的氧化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚(C6H6O)氧化为CO2和H2O的原电池—电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是(　　) A．该装置工作时，电流方向为电极bⅢ室Ⅱ室Ⅰ室电极a B．当电极a上有1 mol Cr(OH)3生成时，c极区溶液仍为中性 C．电极d的电极反应为H2O－e－===H＋＋·OH D．当电极b上有0.3 mol CO2生成时，电极c、d两极共产生气体11.2 L(标准状况) 13．液流电池在储能领域发挥着重要作用。下图是碱性锌铁液流电池，其具有电压高、成本低的优点。已知该电池放电时正极发生反应：[Fe(CN)6]3－＋e－===[Fe(CN)6]4－，下列叙述正确的是(　　) A．放电时，M处发生氧化反应，N为负极 B．放电时，右侧贮液器中溶液浓度减小 C．充电时，N极电极反应为：[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－ D．该离子交换膜为阴离子交换膜，当有65 g Zn发生反应时，有1 mol OH－通过 14．高电压水系锌－有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A．放电时，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－ B．充电时，电路中转移2 mol e－，中性电解质NaCl的物质的量增多2 mol C．放电时，1 mol FQ转化为FQH2转移2 mol电子 D．充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极 15．钠基海水电池是一种能量密度高、环境友好的储能电池(示意图如图所示)，电极材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中Cl－的吸附和氧化)，固体电解质只允许Na＋透过。下列说法正确的是(　　) A．放电时，a电极发生还原反应 B．放电时，b电极的电势低于a电极 C．充电时，b电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑ D．充电时，每转移2 mol电子，理论上有2 mol Na＋由b电极迁移到a电极 16．科学家发明了一种可充电的Zn－CO2电池，采用纳米管材料可以有效催化充放电过程中的析氧反应和CO2的还原反应装置如图所示，其中双极膜在电场作用下能将水解离成H＋和OH－，下列说法错误的是(　　) A．析氧反应发生在充电时的左侧电极 B．充电时KHCO3溶液浓度增大 C．放电时，双极膜产生的OH－向锌电极迁移 D．放电时，正极反应式为CO2＋6e－＋6HCO===CH3OH＋6CO＋H2O 17．一种能捕获和释放CO2的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接S1时，b极区溶液能捕获通入的CO2。下列说法不正确的是(　　) A．K连接S1时，b极发生反应： B．K连接S1时，a连接电源正极 C．K连接S2时，a极区n([Fe(CN)6]3－)∶n([Fe(CN)6]4－)的值增大 D．该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放CO2 18．某锂离子电池其原理如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，A极发生反应为I＋2e－===3I－ C．充放电过程中，只有一种元素化合价发生变化 D．用此电池电解(惰性电极)足量AgNO3溶液，当有1 mol离子穿过隔膜时，产生气体分子数目为0.25NA 19．钠离子电池(Sodium－ionbattery)是一种二次电池，电池总反应为：NaxC6＋Na1－xTMO26C＋NaTMO2，下列说法错误的是(　　) A．放电时正极反应式：Na1－xTMO2＋xNa＋＋xe－===NaTMO2 B．钠离子电池的比能量比锂离子电池高 C．充电时a电极电势高于b电极 D．放电时每转移1 mol电子，负极质量减少23 g 20．一种钠离子可充电电池的示意图如下所示。该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作，其中－R1代表没参与反应的－COONa，－R2代表没参与反应的－ONa。下列说法正确的是(　　) A．放电时，a极为正极 B．充电时，Na＋由a极区向b极区迁移 C．充电时，阳极发生的电极反应为－2e－＋2Na＋=== D．若电池充满电时a，b两极室的质量相等，则放电过程中转移0.5 mol电子时，两极室的质量差为23 g 21．一种能捕获和释放CO2的电化学装置如图所示，其中M、N均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接S1时，物质a转化成物质b，N极区溶液能捕获通入的CO2。下列说法错误的是(　　) A．K连接S1时，M连接电源正极 B．K连接S1时，若外电路通过1 mol e－，理论上该装置最多能够捕获22.4 L CO2(标况下) C．该装置通过“充电”捕获CO2和通过“放电”释放CO2 D．K连接S2时，M极区n{[Fe(CN)6]4－}∶n{[Fe(CN)6]3－}的值减小 22．南开大学陈军院士团队以KSn合金为负极，以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTs－COOH)为正极催化剂构建了可充电K－CO2电池(如图所示)，电池反应为4KSn＋3CO22K2CO3＋C＋4Sn，其中生成的K2CO3附着在正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下列说法正确的是(　　) A．放电时，电子由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs－COOH B．电池每吸收22.4 L CO2，电路中转移4 mol e－ C．充电时，阳极电极反应式为C－4e－＋2K2CO3===3CO2↑＋4K＋ D．为了更好的吸收温室气体CO2，可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质 23．单液流电池属于沉积型电池，它不带隔膜或离子交换膜，从而大幅度降低了电池成本和电池设计的复杂性，一种Cu-PbO2单液流电池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．放电时，储液罐中溶液的pH不断增大 B．充电时，PbO2电极与电源的正极相连 C．放电时，正极反应式为PbO2＋4H＋＋2e－＋SO===PbSO4＋2H2O D．充电时，若Cu电极增重64 g，电解质溶液增加离子数为NA 24．我国科学家研发了一种Na－CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C。下列说法错误的是(　　) A．放电时，ClO向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2 C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C D．充电时，阳极反应为Na＋＋e－===Na 1．(2025·重庆卷)下图为AgCl－Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为Ag－e－＋Cl－===AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗1 mol Sb4O5Cl2 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2＋12e－＋10H+===4Sb＋2Cl－＋5H2O 2．(2025·山东卷)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极为负极 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 3．(2025·安徽卷)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 4．(2025·广东卷)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26.8A·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16gS能提供的理论容量为26.8A·h 5．(2025·四川卷)最近，我国科学工作者制备了一种Ni－CuO电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的NO为NH3，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的NO逐步还原为NH3。下列说法错误的是(　　) A．放电时，负极区游离的OH－数目保持不变 B．放电时、还原1.0 mol NO为NH3，理论上需要8.0 mol氢原子 C． 充电时，OH－从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为4[Al(OH)4]－===4Al＋6H2O＋4OH－＋3O2↑ 6．(2025·浙江1月卷)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1 mol O2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是(　　) A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，Li+优先于K+通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2－转化为O D．充电时，锂电极接电源负极 7．(2024·全国甲卷)科学家使用δ－MnO2研制了一种MnO2－Zn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＝Zn2MnO4 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 8．(2024·安徽卷)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Zn－TCPP(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：I＋ZnZn2＋＋3I－ C．充电时，阴极被还原的Zn2＋主要来自Zn－TCPP D．放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子 9．(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg－CO2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 10．(2024·广西卷)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1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g 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 11．(2024·福建卷)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li+有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解LiCl产生Cl2。下列说法正确的是( ) A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成1 mol Cl2，需消耗2 mol Li D．放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl===2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl 12．(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( ) A．放电时负极质量减小 B．储能过程中电能转变为化学能 C．放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧 D．充电总反应：Pb＋SO＋2Fe3+===PbSO4＋2Fe2+ 13．(2023·全国乙卷)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：S8＋e－S，S＋e－S，2Na+＋S＋2(1－)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ab C．放电时正极反应为：2Na＋＋S8＋2e－Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 14．(2023·新课标卷)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－＝xZn＋V2O5＋nH2O 15．(2023·河北卷)我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是( ) A．充电时，b电极上发生还原反应 B．充电时，外电源的正极连接b电极 C．放电时，①区溶液中的SO向②区迁移 D．放电时，a电极的电极反应式为MnO2＋4H+＋2e－===Mn2＋＋2H2O 16．(2023·福建卷)一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93℃的共熔物)，其中氯铝酸根[AlnCl(n≥1)]起到结合或释放 Al3+的作用。电池总反应：2Al＋3xSAl2(Sx)3。下列说法错误的是( ) A．AlnCl含4n个Al－Cl键 B．AlnCl中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n－1)个 C．充电时，再生1 mol Al单质至少转移3 mol电子 D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的AlnCl浓度越高 17．(2022·全国乙卷)Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li－O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－ )和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2＋2h+＝2Li+＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(　　) A．充电时，电池的总反应Li2O2＝2Li＋O2 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应O2＋2Li+＋2e－＝Li2O2 18．(2022·广东卷)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：NaTi2(PO4)3＋2Na+＋2e－＝Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是(　　) A．充电时电极b是阴极 B．放电时NaCl溶液的pH减小 C．放电时NaCl溶液的浓度增大 D．每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g 19．(2022·辽宁卷)某储能电池原理如图。下列说法正确的是(　　) A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na+ B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移 C．放电时每转移1 mol电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2 D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大 20．(2022·福建卷)一种化学“自充电”的锌－有机物电池，电解质为KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．化学自充电时，c(OH－)增大 B．化学自充电时，电能转化为化学能 C．化学自充电时，锌电极反应式：Zn2＋＋2e－===Zn D．放电时，外电路通过0.02 mol电子，正极材料损耗0.78 g 答案及解析 1.【答案】D 【分析】根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以a作负极、b作正极，负极反应为，正极反应为：，充电时a为阳极、b为阴极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，据此解答。 【详解】A．在原电池中，发生还原反应的电极是正极。放电时，b极上熔融S和得电子，发生还原反应，所以b做正极，A选项正确； B．放电时，该装置为原电池，阳离子向正极移动。a为负极，b为正极，是阳离子，所以从a极室向b极室移动，B选项正确； C．充电时，阴极发生还原反应。在钠硫电池中，阴极是得到电子生成Na，电极反应式为，C选项正确； D．b极放电时的电极反应式为，每消耗xmolS，转移2mol电子，所以每消耗1molS，转移电子，D 选项错误； 故答案为：D。 2.【答案】D 【分析】根据左图可知A极→O2，发生氧化反应生成单质O2，所以A为阳极，B为阴极，阳极与电源正极相接、阴极与电源负极相接，根据右图可知，Y极为电源正极、X极为电源负极。阳极反应式为，阴极电极反应式为：，以此解答该题。 【详解】A．由分析可知，B为阴极，Y极为电源正极，阴极与电源负极相接，B接太阳能电池的X电极，A错误； B．由分析知，左图装置A电极为阳极，阳极反应式为，B错误； C．熔盐提供离子导电，CCl4是非电解质，无法导电，不能代替，C错误； D．结合分析，A为阳极，电极反应式为，B为阴极，电极反应式为：，CO2与熔盐反应生成和，即，　，通过分析，总反应为，理论上转移4mol电子消耗1mol CO2，转移0.5mol电子则可捕获0.125mol CO2，可捕获标准状况下CO2气体体积为2.8L，D正确； 故答案选D。 3.【答案】C 【分析】由题干电池工作原理图示信息可知，放电时石墨电极上的反应为：，发生氧化反应，为负极，光催化电极上的反应为：，发生还原反应，为正极；充电时，石墨电极上的电极反应为：，发生还原反应，为阴极，光催化电极上的电极反应为：，发生氧化反应，为阳极； 【详解】A．由分析可知，充电时，石墨电极为做阴极，A正确； B．充电时，光催化电极为阳极，电极反应式为：，B正确； C．放电时石墨电极上的反应为：，发生氧化反应，C错误； D．由分析可知，放电时，石墨电极为负极，光催化电极为正极，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过离子交换膜移向右侧，放电时当外电路转移1mol电子时，1mol钠离子从左室迁移到右室，离子交换膜左室电解质溶液质量减少23g，则放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少（为0.2mol钠离子），外电路转移，D正确； 故选C。 4.【答案】D 【分析】放电时，该电池为原电池，阳离子向正极移动，由图可知，Li+向b极移动，则b为正极，a为负极；充电时为电解池，a极为阴极，阴极上Li+得电子发生还原反应，b极为阳极，据此分析回答。 【详解】A．根据Li+移动方向可知：b极为正极，a极为负极；充电时，b极为阳极，a极为阴极，故电极电势b极高于a极，A正确； B．放电时，电子由负极a流出经外电路负载流入正极b，B正确； C．充电时，b极为阳极，失去电子，电极反应为：，C正确； D．放电时：外电路通过1mol电子时，b极减少1mol Li+ ，质量为7g，a极1mol Li+ 得到电子变为锂增重7g，充电时：外电路通过1mol电子时，a极失去电子迁移1mol Li+ 到b极，a极质量减少7g，b极1mol Li+ 得到电子变为锂增重7g，两电极质量变化差值为14g，D错误； 故选D。 5.【答案】D 【分析】装置为原电池，左侧为原电池的负极，电极反应为：，右侧为原电池的正极，放电时正极反应方程式为；充电量为电解池，则左侧为阴极，电极反应为、右侧为阳极，电极反应为：，据此分析； 【详解】A．稀硫酸与钠反应，A错误； B．放电时，负极发生氧化反应，Na+从硬碳材料中脱出，由负极迁移到正极与Na3-xV2(PO4)3结合，B错误； C．的价层电子对数，为八面体结构，C错误； D．充电时，b极的电极反应式为，D正确； 故选D。 6.【答案】D 【分析】装置放电时，Zn电极为负极，Zn失电子产物与电解质反应，生成，负极反应式为：，同时K+透过阳离子交换膜向Ⅱ区移动；正极为MnO2，MnO2得电子产物与电解质反应，生成Mn2+等，正极反应为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，同时透过阴离子交换膜向Ⅱ区移动；据此分析； 【详解】A．根据分析可知，放电时，M电极是正极，A正确； B．根据分析可知，放电时，N为负极，电极反应：，B正确； C．根据分析可知，充电时M为阳极、N为阴极，K+透过阳离子交换膜向Ⅲ区移动，透过阴离子交换膜向Ⅰ区移动；Ⅱ区中溶液的浓度减小，C正确； D．根据分析可知，充电时，Ⅲ区电极反应为，转移，K+透过阳离子交换膜向Ⅲ区移动，溶液质量增重，D错误； 故选D。 7．C。解析：放电时Mg转化为Mg2＋，所以右侧电极为负极，左侧电极为正极，FeS得电子生成Fe和Li2S，电极反应式为FeS＋2e－＋2Li＋===Fe＋Li2S，A正确；充电时Mg2＋转化为Mg，被还原，Mg电极发生了还原反应，B正确；充电时阳极反应式为Fe＋Li2S－2e－===FeS＋2Li＋，每生成1 mol Mg，消耗1 mol Mg2＋，转移2 mol电子，同时生成2 mol Li＋，所以电解质溶液质量减少24 g－2×7 g＝10 g，C错误；电解液中含离子迁移速率更快的Li＋，增强了导电性，提高了电流效率，D正确。 8．B。解析：放电时，锌基电极为负极，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2，电极反应式为：5Zn＋2CO＋6OH－－10e－===2ZnCO3·3Zn(OH)2，镍基电极为正极，电极反应式为：Ni(OH)2＋2e－===Ni＋2OH－，充电时，a接电源负极，锌基电极为阴极，电极反应式为：2ZnCO3·3Zn(OH)2＋10e－===5Zn＋2CO＋6OH－，b接电源正极，镍基电极为阳极，电极反应式为：Ni＋2OH－－2e－===Ni(OH)2。 A．放电时，镍基电极为正极，电极反应式为：Ni(OH)2＋2e－===Ni＋2OH－，A正确；B.放电时，锌基电极为负极，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2，电极反应式为：5Zn＋2CO＋6OH－－10e－===2ZnCO3·3Zn(OH)2，混合电解液中没有Zn2＋，B错误；C.充电时，a接电源负极，锌基电极为阴极，C正确；D.充电时，锌基电极为阴极，电极反应式为：2ZnCO3·3Zn(OH)2＋10e－===5Zn＋2CO＋6OH－，D正确；故选B。 9．C。解析：由图可知，充电时，A为阴极，电极B为阳极，氢离子通过质子交换膜移向电极A，溴离子与二氧化锰反应，清除电极B上的二氧化锰，增强电极的导电性，提高充放电过程的可逆性，A、B正确；放电时，A为负极，Cr转化为Cr2+，B为正极，Mn3+在正极得到电子发生还原反应生成Mn2+，C错误；放电的总反应为2Mn3+＋Cr===2Mn2+＋Cr2+，由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知，Mn3+的氧化性强于Cr2+，D正确。 10．C。解析：由图知，M极VO转化为VO2+，V元素化合价降低，发生还原反应，故为正极，则N为负极，原电池工作时阳离子移向正极，则H＋从N极区向M极区移动，A正确；充电时，M接外电源正极，M为阳极，B正确；根据正极反应式：VO＋e－＋2H＋===VO2+＋H2O，每消耗1 mol VO得到1 mol e－，虽然消耗2 mol H＋，但内外电路通过的电量相等，因此只有1 mol H＋通过质子交换膜，C错误；充电时，M极VO2+转化为VO，N极V3+转化为V2+，总反应为VO2+＋H2O＋V3+===VO＋2H＋＋V2+，D正确。 11．C。解析：已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以[Zn(H2O)6]2＋的形式存在，则放电时，锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－＋6H2O=== [Zn(H2O)6]2＋，Pt/C电极为正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。A.放电时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，Ⅱ室中的Na＋通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，Ⅱ室中的Cl－通过阴离子交换膜进入Ⅰ室，A正确；B.放电时，Zn电极为负极，电极反应式为Zn－2e－＋6H2O=== [Zn(H2O)6]2＋，[Zn(H2O)6]2＋浓度增大，电离平衡[Zn(H2O)6]2＋[Zn(H2O)5(OH)]＋＋H＋正向移动，导致Ⅰ室溶液中[Zn(H2O)5(OH)]＋浓度增大，B正确；C.充电时，Pt/C电极为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，每生成1 mol O2转移4 mol电子，同时有4 mol Na＋通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅲ室溶液质量理论上减少32 g＋4 mol×23 g·mol－1＝124 g，故充电时，每生成0.2 mol O2，Ⅲ室溶液质量理论上减少24.8 g，C错误；D.充电时，Zn电极是阴极，发生还原反应，电极反应为[Zn(H2O)6]2＋＋2e－===Zn＋6H2O，D正确。 12．D。解析：根据装置图，左边是原电池装置，右边是电解池装置，a处Cr元素从＋6价变成＋3价，化合价降低，得到电子，发生还原反应，a为正极，b为负极。苯酚废水在d处被氧化，d处水分子失去电子形成羟基自由基，发生氧化反应，d为电解池阳极，c为电解池阴极。该装置工作时，内电路电流由 b 极经Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ室流向a极，A正确；a极每产生1 mol Cr(OH)3，转移3 mol电子，c极上的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成1.5 mol H2，与此同时，有3 mol H＋从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，因此c极区溶液仍为中性，B正确；电极d为阳极，电极反应为H2O－e－===H＋＋·OH，C正确；电极b的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，电极c的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电极d的电极反应为H2O－e－===H＋＋·OH，·OH可进一步氧化苯酚，化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O，当电极b上有0.3 mol CO2生成时，外电路中转移1.4 mol电子，电极c、d两极共产生气体1.4 mol×＋1.4 mol×＝1 mol，标准状况下的体积为22.4 L，D错误。 13．C。解析：由图可知，碱性锌铁液流电池放电时，Zn失电子，发生氧化反应，则N极为负极，电极反应为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－；左侧M为正极，电极反应为[Fe(CN)6]3－＋e－===[Fe(CN)6]4－，A错误；根据电极反应式可知，放电时右侧贮液器中溶液浓度增大，B错误；充电时，右侧电极连接电源负极，作阴极，发生还原反应，电极反应式为：[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，C正确；当有65 g Zn反应时，转移2 mol电子，右侧反应产生1 mol的[Zn(OH)4]2－，负电荷减少2 mol，为维持电荷守恒，就会有2 mol OH－通过阴离子交换膜由左侧移向右侧，D错误。 14．B。解析：高电压水系锌－有机混合液流电池工作原理：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2＋，为负极，则FQ所在电极为正极，正极反应式为FQ＋2e－＋2H＋===FQH2，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－；充电时为电解池，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极。充电时装置为电解池，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动，即电解质NaCl的浓度减小，B错误。 15．D。解析：放电时，钠为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a为负极，则b为正极，b电极的电势高于a电极，A、B错误；充电时，b电极为阳极，由于选择性催化材料能抑制海水中Cl－的吸附和氧化，故电极上不是氯离子放电，C错误；充电时，a为阴极，b为阳极，阳离子向阴极移动，故每转移2 mol电子，理论上有2 mol Na＋由b电极迁移到a电极，D正确。 16．B。解析：由图可知，放电时，纳米管材料电极为原电池的正极，碳酸氢根离子作用下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲醇、碳酸根离子和水，锌电极为负极，锌在负极失去电子发生氧化反应，双极膜中水离解出的氢离子向纳米管材料电极迁移、氢氧根离子向锌电极迁移；充电时，与直流电源正极相连的纳米管材料电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，锌电极为阴极。A.充电时，与直流电源正极相连的纳米管材料电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，所以析氧反应发生在充电时的左侧电极，故A正确；B.充电时，与直流电源正极相连的纳米管材料电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水使碳酸氢根离子浓度减小，故B错误；C.放电时，双极膜中水离解出的氢氧根离子向锌电极迁移，故C正确；D.放电时，纳米管材料电极为原电池的正极，碳酸氢根离子作用下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲醇、碳酸根离子和水，电极反应式为CO2＋6e－＋6HCO===CH3OH＋6CO＋H2O，故D正确。 17．C。解析：当K连接S1时，b极区溶液能捕获通入的CO2，右侧为b极，充电时b为阴极，得电子发生还原反应，a为阳极失电子发生氧化反应；放电时a为正极发生还原反应，得电子，b为负极发生氧化反应，失电子。A.K连接S1时，为电解池，阴极得电子，发生还原反应，b极发生反应：，A正确；B.K连接S1时，a为阳极，与连接电源正极相连，B正确；C.K连接S2时，为原电池，a极为正极，发生还原反应，得电子，[Fe(CN)6]3－→[Fe(CN)6]4－，a极区n([Fe(CN)6]3－)∶n([Fe(CN)6]4－)的值减小，C错误；D.该装置通过“充电”和“放电”OH－浓度调控b极区溶液pH，捕获和释放CO2，D正确。 18．C。解析：由图可知，放电时B极S→T，S失去电子，发生氧化反应，则放电时B极为负极，A极为正极，充电时，B极为阴极，A极为阳极。A.放电时B极S→T，S失去电子，发生氧化反应，释放处的阳离子锂离子移向正极，所以隔膜为阳离子交换膜，A正确；B.放电时，A极为正极，发生还原反应，电极反应式为： I＋2e－===3I－，B正确；C.充放电过程中，C元素和I元素的化合价发生变化，O元素化合价不发生变化，C错误；D.用此电池电解(惰性电极)足量AgNO3溶液，阳极发生4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极发生4Ag＋＋4e－===4Ag，当有1 mol离子穿过隔膜时(转移电子1 mol)，产生氧气0.25 mol，分子数目为0.25NA，D正确。 19．B。解析：A.放电时，a电极为原电池的正极，钠离子作用下Na1－xTMO2在正极得到电子发生还原反应生成NaTMO2，电极反应式为Na1－xTMO2＋xNa＋＋xe－===NaTMO2，故A正确；B.钠的相对原子质量大于锂，相同质量的金属钠失去电子的数目小于金属锂，所以钠离子电池的能量比锂离子电池低，故B错误；C.充电时，与直流电源正极相连的a电极为阳极，b电极为阴极，则a电极电势高于b电极，故C正确；D.放电时，NaxC6在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和碳，电极反应式为NaxC6－xe－===xNa＋＋6C，则转移1 mol电子时，负极质量减少1 mol×23 g/mol＝23 g，故D正确。 20．D。解析：放电时，b极发生的反应为＋2e－＋2Na＋===，反应类型为还原反应，所以b极为正极，充电时b极作阳极、a极作阴极。A.根据分析，放电时，b极发生的反应为还原反应，所以b极为正极，a极为负极，A错误；B.b极放电时作正极，充电时b极作阳极、a极作阴极，Na＋由b极向a极移动，B错误；C.充电时，阳极发生的电极反应为－2e－===＋2Na＋，C错误；D.若电池充满电时a、b两极室质量相等，根据电子转移关系e－～Na＋，则放电过程中转移0.5 mol电子时，有0.5 mol钠离子发生迁移，则两极质量差为23 g/mol×0.5 mol×2＝23 g，D正确。 21．D。解析：K连接S1时，M为阳极，与电源正极相连，A正确；K连接S1时，该装置为电解池，N极区物质a得到H原子转化成物质b，电极方程式为 ＋2H2O＋2e－＋2OH－，CO2＋OH－===HCO，外电路通过1 mol e－时，生成1 mol OH－，吸收1 mol CO2，标况下体积为22.4 L，B正确；“充电”时，该装置为电解池，N极区生成的OH－与CO2反应，从而捕获CO2。“放电”时，该装置为原电池，N极区碱性降低，从而释放CO2，C正确；K连接S2时，该装置为原电池，M极为正极，发生还原反应Fe(CN)6]3－＋e－===Fe(CN)6]4－，M极区 n{[Fe(CN)6]4－}∶n{[Fe(CN)6]3－}的值增大，D错误。 22．C。解析：放电时，KSn合金作负极，MWCNTs－COOH作正极，电子沿导线由负极流向正极，A错误；未指明气体所处状况，无法根据体积确定其物质的量，B错误；若用KOH溶液代替酯基电解质，则KOH会与正极上的MWCNTs—COOH发生反应，且水会与负极中K反应，因此不能使用KOH溶液代替酯基电解质，D错误。 23．D。解析：A.电池放电时发生的总反应为PbO2＋Cu＋2H2SO4===PbSO4＋CuSO4＋2H2O，放电过程中不断消耗硫酸，pH不断增大，故A正确；B.放电时，PbO2电极作正极，充电时，PbO2电极与电源的正极相连，故B正确；C.放电时，PbO2电极作正极，电极反应式为PbO2＋4H＋＋2e－＋SO===PbSO4＋2H2O，故C正确；D.充电时，总反应为PbSO4＋Cu2＋＋2H2O===PbO2＋Cu＋4H＋＋SO，Cu电极增重64 g时，电解质溶液增加离子数为4NA，故D错误。 24．D。解析：放电时是原电池，阴离子向负极移动，即ClO向Na电极移动，A正确；根据电池的总反应为3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C知，放电时吸收CO2，充电时释放CO2，B正确；放电时正极上二氧化碳得到电子转化为碳，电极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C，C正确；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，故阳极反应为2CO＋C－4e－===3CO2↑，D错误。 1．D。解析：由图可知，放电时，N电极上AgClAg发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：AgCl＋e－===Ag＋Cl－，M电极为负极，电极反应为4Sb＋2Cl－＋5H2O－12e－===Sb4O5Cl2＋10H+，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。A．由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误；B．由分析可知，放电时，N电极反应为：AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B错误；C．由分析可知，建立电子转移关系式：Sb4O5Cl2～12e～12Ag，由此可知，消耗4 mol Ag，同时消耗 mol Sb4O5Cl2，C错误；D．充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H+===4Sb＋2Cl－＋5H2O，D正确；故选D。 2．BC。解析：全铁流电池原理为2Fe3+＋Fe===3Fe2+，a极发生Fe－2e－＝Fe2+，为负载铁的石墨电极做负极，b极发生Fe3+＋e－＝Fe2+，发生还原反应，b为石墨电极，做正极，依次解题。A．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；B．根据分析，放电时，a极为负极，b极为正极，B正确； C．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，发生的电极反应式为： Fe2+－2e－＝Fe3+，两极的Fe2+均减少，C正确；D．根据总反应方程式2Fe3+＋Fe===3Fe2+可知，Fe3+减少1 mol，Fe2+增加1.5mol，D错误；答案选BC。 3．C。解析：金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，目的是将LiH2PO4解离为Li+和H2PO，则充电时，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－===H2↑＋2H2PO，据此解答。A．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－2 g·mol－11 mol＝12 g，即电解质溶液质量会增大，A错误；B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为2H3PO4＋2Li===H2↑＋2LiH2PO4，B错误；C．充电时，Li＋向阴极移动，则Li＋向惰性电极移动，C正确；D．充电时每转移1 mol电子，会有1 molH+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；故选C。 4．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＋4H+＋2e－===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+。A．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；B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：MnO2＋4H+＋2e－===Mn2＋＋2H2O，反应消耗H+，溶液的pH升高，B错误；C．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；D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为 Mn2+＋2e－＋S===MnS，每消耗16 g S，即0.5 mol S，转移1mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A⋅h，D正确；故选B。 5．A。解析：放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，Al－3e－＋4OH－==[Al(OH)4]－，正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的NO逐步还原为NH3，正极区发生反应为NO＋6H2O＋8e－===NH3＋9OH－(注意此反应不是电极反应)，充电时，金属铝为阴极，Ni－CuO电极为阳极，据此解答。A．放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根： Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－，当转移3mol电子时，消耗4 mol OH－，同时正极区会有3 mol OH－通过OH－离子交换膜进行补充，OH－净消耗1mol，故负极区游离的OH－数目会减少，故A错误；B．氢原子将吸附在电催化剂表面的NO逐步还原为NH3，还原1.0 mol NO为NH3，由化合价变化可知，得到8 mol电子，所以理论上需要8 mol氢原子，故B正确；C．充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，OH－从阴极区穿过OH－离子交换膜进入阳极区，故C正确；D．充电时，电池阴极反应式为4[Al(OH)4]－＋12e－===4Al＋16OH－，阳极反应式为12OH－－12e－===3O2↑＋6H2O，总反应为4[Al(OH)4]－===4Al＋6H2O＋4OH－＋3O2↑，故D正确；答案选A。 6．C。解析：由电池工作原理可知，电池总反应方程式为：O2＋2LiLi2O2或O2＋4Li2Li2O，充放电时有Li+参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，A选项正确；Li+比K+的半径小，因此Li+优先于K+通过固态电解质膜，B选项正确；放电时，正极得到电子，O中氧原子为－1价，O2－中氧原子为－2价，因此随温度升高Q增大，正极区O转化为O2－，C选项错误；充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D选项正确。 7．C。解析：Zn具有比较强的还原性，MnO2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、Zn电极为阴极。A．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； B．放电时，负极的电极反应为 Zn－e－＝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；C．放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－，C正确；D．放电时，Zn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＋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0.020mol，但是正极上还有生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D不正确；综上所述，本题选C。 8．C。解析：由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、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；正极上发生I＋2e－===3I－，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为3I－－2e－===I。A．标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N提供孤电子对、Zn2＋提供空轨道形成的配位键，A正确；B．由以上分析可知，该电池总反应为Zn＋IZn2＋＋3I－，B正确；C．充电时，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；D．放电时，负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01 mol)，理论上转移0.02 mol电子，D正确；综上所述，本题选C。 9．C。解析：放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极： 定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动 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＋＋CO2＋2e－===MgC2O4 充电 MgC2O4－2e－===CO2↑＋Mg2＋ A．根据以上分析，放电时正极反应式为Mg2＋＋CO2＋2e－===MgC2O4、负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应：2CO2＋Mg===MgC2O4，故A正确；B．充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，故B正确；C．充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg2＋电极，同时Mg2＋向阴极迁移，故C错误；D．根据放电时的电极反应式Mg2＋＋CO2＋2e－===MgC2O4可知，每转移2 mol电子，有2 mol CO2参与反应，因此每转移1 mol电子，理论上可转化1 mol CO2，故D正确；故答案为：C。 10．A。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+透过允许Na+通过的隔膜从右侧进入左侧，则左侧为正极。A．外电路通过1mol电子时，负极有1molNa失电子生成Na+进入右侧溶液，溶液中有1molNa+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2mol×23g/mol=46g，A错误；B．充电时，左侧电极为阳极，Na3V2(PO4)3失电子生成Na3-xV2(PO4)3，则阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3－xe－＝Na3－xV2(PO4)3＋xNa+，B正确 ；C．放电一段时间后，负极产生的Na+的物质的量与负极区通过隔膜进入左极区的Na+的物质的量相同，进入左极区的Na+与参加左侧正极反应的Na+的物质的量相同，所以电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，C正确 ；D．Na能与水反应，所以电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换，D正确 ；故选 A。 11．D。解析：放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，由图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为(CF3SO2)2NLi和LiCl，则左侧电极为正极，右侧电极为负极；A．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(CF3SO2)2NLi，A错误；B．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；C．充电过程中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生Cl2：2Cl－－2e－＝Cl2↑，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：2Li+－2e－＝2Li，则理论上每生成1 mol Cl2，同时生成2 mol Li，C错误；D．由分析，放电过程中，正极氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为(CF3SO2)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＋N2＋4CF3SO2Cl===2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl，D正确；故选D。 12．B。解析：该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。A项，放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；B项，储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；C项，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；D项，充电时，总反应为PbSO4＋SO＋2Fe2+===Pb＋2Fe3+，D错误；故选B。 13．A。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。A项，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；B项，放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为ab，B正确；C项，由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na＋＋S8＋2e－Na2Sx，C正确；D项，炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；故选A。 14．C。解析：由题中信息可知，该电池中Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O＝ZnxV2O5·nH2O。A项，由题信息可知，放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A说法正确；B项，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Zn2+由负极向正极迁移，B说法正确；C项，电池在放电时的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O＝ZnxV2O5•nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5•nH2O＝xZn＋V2O5＋nH2O，C说法不正确；D项，充电阳极上ZnxV2O5•nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5•nH2O－2xe－＝xZn＋V2O5＋nH2O，D说法正确；故选C 15．B。解析：放电时，电极材料转化为，电极反应 －2ne－=== ＋2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：MnO2＋4H+＋2e－===Mn2＋＋2H2O，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③为碱性溶液是电极，①为酸性溶液是二氧化锰电极。A．充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确；B．充电时，外电源的正极连接a电极相连，电极失去电子，电极反应为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H+，B错误；C．放电时，①区溶液中多余的SO向②区迁移，C正确；D．放电时，a电极的电极反应式为MnO2＋4H+＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D正确；故选：B。 16．D。解析：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。A．AlnCl的结构为，所以含4n个Al－Cl键，A正确；B．由AlnCl的结构可知同时连接2个Al原子的Cl原子有(n－1)个，B正确；C．由总反应可知充电时，再生1 mol Al单质需由铝离子得到电子生成，所以至少转移3 mol电子，C正确； D．由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n值大的AlnCl浓度越高，D错误； 故选D。 17．C。解析：充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋=== 2Li＋＋O2)，则充电时总反应为Li2O2===2Li＋O2，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2，A正确；B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；D．放电时总反应为2Li＋O2===Li2O2，正极反应为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D正确；答案选C。 18．C。解析：A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；C．放电时负极反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；D．充电时阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g·mol－1×2 mol＝46 g，故D错误；答案选C。 19．A。解析：放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na+，正极反应：Cl2＋2e－＝2Cl－，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑，由此解析。A． 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na+，故A正确；B． 放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；C． 放电时每转移1 mol电子，正极：Cl2＋2e－＝2Cl－，理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，故C错误；D． 充电过程中，阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，故D错误；故选A。 20．A。解析：由图可知，化学自充电时，消耗O2，该反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，c(OH－)增大，故A正确；化学自充电时，无需外接电源即能实现化学自充电，该过程不是电能转化为化学能，故B错误；由图可知，化学自充电时，锌电极作阴极，该电极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C错误；放电时，1 mol转化为，消耗2 mol K＋，外电路通过0.02 mol电子时，正极物质增加0.02 mol K＋，增加的质量为0.02 mol×39 g·mol－1 ＝0.78 g，故D错误。 1 学科网（北京）股份有限公司 $