题型十八　原电池原理及应用【题型突破】-2026届高三化学二轮复习●精讲精练（新高考通用）

题型十八　原电池原理及应用 【考情分析●明考向】 考点频次总结 2026命题预测 考点 2025年 2024年 2023年 属于高考化学高频考点，选择题与非选择题均有考查，分值2-15分。2026年将延续 “情境化+电化学综合” 的命题趋势，选择题侧重新型电池的工作原理及能量转化效率分析；非选择题将深度结合新能源技术、环境治理等情境，考查原电池装置设计、电极反应式书写、电池性能评价及电化学计算，突出对电化学原理应用与解决实际问题能力的考查。 原电池原理及应用 全国甲卷T10，6 分； 全国乙卷T10，6 分； 新课标卷T11，6 分； 山东卷 T11，2 分； 广东卷 T11，2 分； 湖南卷 T11，3 分； 江苏卷 T11，2 分 新课标卷T11，6 分； 山东卷 T11，2 分； 广东卷 T11，2 分； 湖南卷 T11，3 分； 江苏卷 T11，2 分； 北京卷 T11，3 分 新课标Ⅰ卷T10，6 分； 新课标Ⅱ卷T11，6 分； 山东卷 T11，2 分； 广东卷 T11，2 分； 湖南卷 T11，3 分； 江苏卷 T11，2 分 【核心梳理●明考点】 1．原电池基础模型 2．二次电池思维模型 3．各类电池示例 (1)新型一次电池 电池类型 反应式 Mg-H2O2 电池 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2+＋2H2O 正极 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 负极 Mg－2e－===Mg2+ 钠硫电池 总反应：2Na＋xS===Na2Sx 正极 xS＋ 负极 Na－e－===Na＋ (2)燃料电池(以甲醇-O2 燃料电池为例) 电池类型 反应式 酸性介质，如稀硫酸 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 正极 O2＋6e－＋6H＋===3H2O 碱性介质，如KOH 溶液 负极 CH3OH－6e－＋＋6H2O 正极 O2＋6e－＋3H2O===6OH－ 熔融盐介质，如熔融K2CO3 负极 CH3OH－6e－＋===4CO2↑＋2H2O 正极 固体导电介质，如高温下能传导O2- 的固体 负极 CH3OH－6e－＋3O2-===CO2↑＋2H2O 正极 (3)新型可充电电池 类型 反应式 高铁 电池 总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 正极：＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 阳极：Fe(OH)3＋5OH－－＋4H2O 阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 锂离 子电 池 总反应：Li1－xCoO2＋LixC6＋C6(x<1) 正极： 负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6 阳极：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 阴极：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 钠硫 蓄电 池 总反应：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr 正极：NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr 负极：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋ 阳极：3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋ 阴极：Na2S4＋2Na＋＋2e－===2Na2S2 全钒液 流电池 总反应：＋2H＋＋V2+V3+＋VO2+＋H2O 正极：＋2H＋＋e－===VO2+＋H2O 负极：V2+－e－===V3+ 阳极：VO2+＋H2O－＋2H＋ 阴极：V3+＋e－===V2+ 【真题再现●明方向】 1．(2025·江苏卷，8)以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是(　　) A．电极a上发生氧化反应生成O2 B．H＋通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，H2SO4溶液的pH不变 D．外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2 【答案】A　 【解析】光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应；电极b上电子流入，发生还原反应。 电极 反应类型 电极反应式 电极a 氧化反应 2H2O－4e－===O2↑＋ 4H＋(A正确) 电极b 还原反应 2H＋＋2e－===H2↑ 电极a上生成H＋，电极b上消耗H＋，H＋通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解过程中，H2SO4溶液中H2O减少，H2SO4溶液浓度增大，pH减小，C错误；生成1 mol H2，转移2 mol电子，外电路通过0.01 mol电子时，电极b上生成0.005 mol H2，D错误。 2．(2025·黑吉辽内蒙古卷，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 【答案】D　 【解析】根据题意及装置图可知，a极为负极，电极反应为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，b极为正极，电极反应为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3。放电时阳离子(Na＋)向正极(b极)迁移，A正确；该电池负极消耗Cl－、正极消耗Na＋，所以可用于海水脱盐，B正确；由以上分析可知，C正确；由原电池电极反应可知还原性：Cu2O>Na3Ti2(PO4)3，而将b极换为Ag/AgCl电极后b极仍增重，则此时b极电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，所以该电极作为负极，则还原性：Ag>Cu2O，综合可知还原性：Ag>Cu2O>Na3Ti2(PO4)3，若以Ag/AgCl电极代替a极，则a极电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl、b极电极反应式为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3，电池不会失去储氯能力，D错误。 3．(2025·安徽卷，13)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】充电时为电解池，惰性电极上Li＋得电子生成Li并沉积在惰性电极上，储氢容器内的H2在气体扩散电极上失电子转化为H＋，进一步结合电解质溶液中的生成H3PO4，Li＋通过固体电解质向惰性电极(阴极)移动(C正确)；放电时为原电池，惰性电极为负极，Li失电子生成Li＋并通过固体电解质向左侧迁移，正极(气体扩散电极)H3PO4中H＋得电子生成H2，据此分析。 定位 电极 电极反应式 充电 (电解池) 惰性电极(阴极) Li＋＋e－===Li 气体扩散电极(阳极) H2－2e－＋===2H3PO4 放电 (原电池) 惰性电极(负极) Li－e－===Li＋ 气体扩散电极(正极) 2H3PO4＋＋H2↑ 总反应：2Li＋2H3PO42LiH2PO4＋H2↑(B错误) 放电时，电解质溶液中H3PO4转化为并结合迁移过来的Li＋生成LiH2PO4，由得失电子守恒知，失去的n(H＋)＝得到的n(Li＋)，则电解质溶液质量增加，A错误；溶液体积未知，无法计算浓度变化，D错误。 4．(2025·广东卷，14)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】根据题给已知信息可知，放电时，电极Ⅱ上MnO2减少，说明电极Ⅱ上MnO2得电子发生还原反应转化为Mn2+进入溶液中，故电极Ⅱ作正极，电极反应式为MnO2＋2e－＋2H2O===Mn2+＋4OH－，放电时电极Ⅰ为负极，电极反应式为MnS－2e－===S＋Mn2+。结合上述分析可知，充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；结合放电时电极Ⅱ上的反应可知，Ⅱ极室溶液中c(OH－)增大，溶液pH升高，B错误；结合上述分析可知，C正确；充电时，电极Ⅰ的电极反应式为S＋Mn2+＋2e－===MnS，16 g S的物质的量为0.5 mol，完全反应可转移1 mol电子，结合题干信息可知，16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h，D正确。 5．(2025·重庆卷，10)下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图，有关说法正确的是(　　) A．放电时，M为正极 B．放电时，N的电极反应为：Ag－e－＋Cl－===AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag，同时消耗4 mol Sb4O5Cl2 D．充电时，M极的电极反应为：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O 【答案】D　 【解析】由图可知，放电时，N电极上AgCl→Ag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－12e－＋2Cl－＋5H2O===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。由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误；由分析可知，放电时，N电极反应为：AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B错误；由分析可知，建立电子转移关系式：Sb4O5Cl2～12e－～12Ag，由此可知，充电时消耗4 mol Ag，同时消耗 mol Sb4O5Cl2，C错误；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。 6．(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，b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 【答案】C　 【解析】根据电池中所含物质知，能形成的自发氧化还原反应只有Fe＋2Fe3+===3Fe2+，因此氧化剂Fe3+所在电极区的b电极为正极，电极材料为石墨，则a电极为负极，电极材料为负载Fe的石墨。隔膜需防止右侧的Fe3+进入左侧与Fe直接反应，应使用阴离子交换膜，A错误；由上述分析知，B错误；充电时，阴极反应为Fe2+＋2e－===Fe，阳极反应为Fe2+－e－===Fe3+，两极反应均消耗Fe2+，故隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小，C正确；根据放电的总反应知，Fe3+每减少1 mol，Fe2+总量相应增加1.5 mol，D错误。 【限时训练】 (建议用时：45分钟　满分：33分) 选择题：每小题3分，共33分。 1．(2025·北京房山区一模)我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是(　　) A．硫单质是金属晶体 B．放电过程锂电极发生氧化反应 C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料 D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高 【答案】A　 【解析】S是非金属元素，S单质属于分子晶体(如S8等)，A错误；该电池中，Li作负极，发生氧化反应，B正确；聚丙烯是由丙烯发生加聚反应得到的，属于有机高分子材料，C正确；Li失去1 mol电子消耗的质量为7 g，而Na失去相同物质的量的电子需要23 g，故锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高，D正确。 2．(2025·苏州一模)以LiAlCl4为离子导体的铝—磷酸铁锂电池，该电池放电时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法不正确的是(　　) A．化学能转化为电能 B．电极Al作负极 C．Li＋透过离子交换膜从右向左迁移 D．正极的电极反应：Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋===LiFePO4 【答案】D　 【解析】结合题意，铝失去电子形成铝离子，铝离子结合形成，同时锂离子向左移动，嵌入Li1－xFePO4中形成LiFePO4，则铝电极为负极，左侧电极为正极。该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，A正确；电极Al作负极，B正确；Li＋透过离子交换膜从右向左迁移，C正确； 正极发生还原反应，电极反应为：，D错误。 3．(2025·北京东城区一模)一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的CO2。如图所示，在薄膜a侧通入空气，b侧通入氢气，充分反应后在b侧得到高浓度的CO2。下列分析正确的是(　　) A．a侧CO2在薄膜表面发生还原反应 B．电子和在薄膜中移动方向相同 C．理论上b侧每消耗1 mol H2同时生成2 mol CO2 D．总反应中元素的化合价均未发生变化 【答案】C　 【解析】该分离装置本质上是氢氧燃料电池，a为正极，氧气被还原，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＋，b为负极，氢气被氧化，电极反应式为H2－2e－＋===2H2O＋2CO2。CO2在a侧与膜中水作用只是形成的酸碱平衡过程，并不发生得电子的还原反应，A错误；H2在b侧被氧化生成水，则电子应从b侧流向a侧；而则是由a侧向b侧迁移，二者方向相反，B错误；由b极电极反应式可知，每消耗1 mol H2，转移2 mol电子，生成2 mol CO2，C正确；由以上分析可知，氢氧燃料电池的总反应为氧化还原反应，D错误。 4．(2025·眉山东坡区一模)一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．a极发生还原反应 B．该装置将电能转化为化学能 C．电池内发生的反应有4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O D．当有32 g N2H4反应时，消耗22.4 L O2 【答案】C　 【解析】由图可知，该装置为化学能转化为电能的燃料电池，a为原电池的负极，肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和氢离子，电极反应式为N2H4－4e－===N2↑＋4H＋，b为正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe3+＋e－===Fe2+，放电生成的亚铁离子在酸性条件下与氧气反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O。a为原电池的负极，发生氧化反应，A错误；该装置为化学能转化为电能的燃料电池，B错误；由上述分析知，C正确；未指明是否处于标准状况条件下，无法计算32 g肼反应时消耗氧气的体积，D错误。 5．(2025·浙江1月选考，12)一种可充放电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 D．充电时，锂电极接电源负极 【答案】C　 【解析】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，Li＋优先于K＋通过固态电解质膜，A、B正确；放电时，1 mol O2得2 mol e－转化为，1 mol O2得4 mol e－转化为O2-，随温度升高Q增大，因此随温度升高正极区转化为O2-，C错误；充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确。 6．(2025·内江三模)板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)被设计为高性能电催化剂，可将5-羟甲基糠醛(，HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(，FDCA)，装置如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．Ni@C能降低负极反应的活化能 B．可用铜电极替代石墨电极 C．a极反应为HMF＋2H2O－6e－===FDCA＋6H＋ D．收集22.4 L(标准状况)气体X时，有2 mol质子从质子交换膜右侧向左侧迁移 【答案】D　 【解析】依题，HMF在a极发生氧化反应生成FDCA，故a极为负极，b极为正极。Ni@C作催化剂，能降低负极反应的活化能，加快反应速率，A正确；正极发生还原反应，故可将石墨换成能导电的Cu电极，B正确；HMF在a极发生氧化反应生成FDCA，结合得失电子守恒可知电极反应为HMF＋2H2O－6e－===FDCA＋6H＋，C正确；原电池中，阳离子移向正极，故质子从质子交换膜左侧向右侧迁移，D错误。 7．(2025·潍坊调研)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是(　　) A．放电时，a极产物X中的CO2均由CO放电产生 B．b极上电极反应式为O2＋CO2＋ C．电池放电时，b极电极电势高于a极 D．电池隔膜为阳离子交换膜 【答案】C　 【解析】a极上CO和H2转化为CO2、H2O，a极为负极，电极反应式为H2＋－2e－===H2O＋CO2、CO＋－2e－===2CO2；b极上O2得电子与CO2结合生成，b极为正极；结合上述分析可知，放电时，a极产物X中的CO2可由CO、H2放电产生，A错误；b极上的电极反应式为O2＋4e－＋，B错误；电池放电时，b极(正极)电势高于a极(负极)，C正确；由以上分析可知，正极产生，负极消耗，则该电池隔膜允许通过，为阴离子交换膜，D错误。 8．(2025·四川八市一模)过氧化氢溶液为氧化性消毒剂，能发挥抗菌作用。我国一科研团队用如图装置制取H2O2(已知：H2O2＋＋H2O，电极上都覆盖有催化剂)。下列说法正确的是(　　) A.电极a是负极，发生还原反应 B．A膜是阴离子交换膜，B膜是阳离子交换膜 C．电极b的电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．电解质中发生的反应为：＋OH－＋2H＋===H2O2＋H2O 【答案】D　 【解析】该装置为原电池，利用原电池原理制取H2O2，电极a通入H2，电极b通入O2，最终得到H2O2，H2在a电极发生氧化反应，则a极是负极，b极是正极。电极a是负极，发生氧化反应，A错误；该装置用于制取H2O2，电极a生成H＋，阳离子向正极移动，透过A膜，电极b生成和OH－，阴离子向负极移动，透过B膜，二者结合生成H2O2，所以A膜、B膜分别为阳离子、阴离子交换膜，B错误；电极b通入O2，发生还原反应，电极反应为：O2＋H2O＋＋OH－，C错误；由题图可知，电解质中、OH－和H＋作用生成H2O2，发生反应为：＋OH－＋2H＋===H2O2＋H2O，D正确。 9．(2025·福州质检)中科院福建物构所制备了一种新型的铋基有机复合框架电池用其作电极能大大提高放电效率，电池结构如图所示。 已知：双极膜能在直流电场的作用下，将膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并移向两极。下列说法错误的是(　　) A．锌片为负极 B．放电时，Bi-ZMOF电极上发生的反应：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH C．该电池工作时，锌片上每消耗6.5 g锌，双极膜内将解离0.4 mol H2O D．铋基有机复合框架在电池中主要起吸附CO2、催化CO2转化为HCOOH的作用 【答案】C　 【解析】放电时，锌片上Zn转化为，电极反应式为Zn－2e－＋，Zn的化合价由0升高为＋2，发生氧化反应，为负极，A正确；放电时，Bi-ZMOF电极上CO2转化为HCOOH，发生还原反应，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，B正确；该电池工作时，锌片上每消耗6.5 g(0.1 mol)锌，转移0.2 mol电子，双极膜内将解离0.2 mol H2O，C错误；由题图可知，铋基有机复合框架在电池中主要起吸附CO2、催化CO2转化为HCOOH的作用，D正确。 10．(2025·六安三模)一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．连接负载时，电极A为正极 B．连接负载时，电极A的反应方程式为 C．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80 g D．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 【答案】B　 【解析】该电池为碱性多硫化物—空气液流二次电池，所以放电时通入空气的一极为正极，即电极B为正极，电极A为负极，充电时电极B为阳极，电极A为阴极。连接负载时为原电池，电极B为正极，A错误；连接负载时为原电池，电极A为负极，发生氧化反应，电极反应为 －，B正确；连接电源时为电解池，电极B反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电极A反应为，不产生NaOH，C错误；放电时，正极发生还原反应，反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正极区氢氧根离子向左侧移动，膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧移动，膜a为阳离子交换膜，D错误。 11．(2025·泰州中学一模)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，Pt电极是正极 B．图2中，A为H＋和e－，B为NH3OH＋ C．电池工作时，每消耗2.24 L NO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3 g D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降 【答案】C　 【解析】由图可知，Pt电极上H2→H＋，发生的是氧化反应，Pt电极作负极，电极反应式：H2－2e－===2H＋；含Fe的催化电极为正极，其电极反应为：NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋。Pt电极作负极，A错误；NH2OH具有类似NH3的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步反应为：NH2OH＋H＋===NH3OH＋，图2中，A为H＋，B为NH3OH＋，B错误；含Fe的催化电极的电极反应为：NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋可知，4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的，3个是右侧溶液迁移过来的；标况下消耗2.24 L NO的物质的量n＝＝0.1 mol，则左室溶液增加的质量为0.1 mol NO和0.3 mol H＋的质量，即增加质量为3.3 g，C正确；负极电极反应式：H2－2e－===2H＋，生成的H＋通过质子交换膜进入正极区，负极区pH不变，正极电极反应为：NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋，消耗4 mol H＋时，只有3 mol H＋从负极区进入正极区，正极区H＋浓度减小，pH增大，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型十八　原电池原理及应用 【考情分析●明考向】 考点频次总结 2026命题预测 考点 2025年 2024年 2023年 属于高考化学高频考点，选择题与非选择题均有考查，分值2-15分。2026年将延续 “情境化+电化学综合” 的命题趋势，选择题侧重新型电池的工作原理及能量转化效率分析；非选择题将深度结合新能源技术、环境治理等情境，考查原电池装置设计、电极反应式书写、电池性能评价及电化学计算，突出对电化学原理应用与解决实际问题能力的考查。 原电池原理及应用 全国甲卷T10，6 分； 全国乙卷T10，6 分； 新课标卷T11，6 分； 山东卷 T11，2 分； 广东卷 T11，2 分； 湖南卷 T11，3 分； 江苏卷 T11，2 分 新课标卷T11，6 分； 山东卷 T11，2 分； 广东卷 T11，2 分； 湖南卷 T11，3 分； 江苏卷 T11，2 分； 北京卷 T11，3 分 新课标Ⅰ卷T10，6 分； 新课标Ⅱ卷T11，6 分； 山东卷 T11，2 分； 广东卷 T11，2 分； 湖南卷 T11，3 分； 江苏卷 T11，2 分 【核心梳理●明考点】 1．原电池基础模型 2．二次电池思维模型 3．各类电池示例 (1)新型一次电池 电池类型 反应式 Mg-H2O2 电池 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2+＋2H2O 正极 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 负极 Mg－2e－===Mg2+ 钠硫电池 总反应：2Na＋xS===Na2Sx 正极 xS＋ 负极 Na－e－===Na＋ (2)燃料电池(以甲醇-O2 燃料电池为例) 电池类型 反应式 酸性介质，如稀硫酸 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 正极 O2＋6e－＋6H＋===3H2O 碱性介质，如KOH 溶液 负极 CH3OH－6e－＋＋6H2O 正极 O2＋6e－＋3H2O===6OH－ 熔融盐介质，如熔融K2CO3 负极 CH3OH－6e－＋===4CO2↑＋2H2O 正极 固体导电介质，如高温下能传导O2- 的固体 负极 CH3OH－6e－＋3O2-===CO2↑＋2H2O 正极 (3)新型可充电电池 类型 反应式 高铁 电池 总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 正极：＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 阳极：Fe(OH)3＋5OH－－＋4H2O 阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 锂离 子电 池 总反应：Li1－xCoO2＋LixC6＋C6(x<1) 正极： 负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6 阳极：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 阴极：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 钠硫 蓄电 池 总反应：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr 正极：NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr 负极：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋ 阳极：3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋ 阴极：Na2S4＋2Na＋＋2e－===2Na2S2 全钒液 流电池 总反应：＋2H＋＋V2+V3+＋VO2+＋H2O 正极：＋2H＋＋e－===VO2+＋H2O 负极：V2+－e－===V3+ 阳极：VO2+＋H2O－＋2H＋ 阴极：V3+＋e－===V2+ 【真题再现●明方向】 1．(2025·江苏卷，8)以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是(　　) A．电极a上发生氧化反应生成O2 B．H＋通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，H2SO4溶液的pH不变 D．外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2 2．(2025·黑吉辽内蒙古卷，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 3．(2025·安徽卷，13)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，14)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 5．(2025·重庆卷，10)下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图，有关说法正确的是(　　) A．放电时，M为正极 B．放电时，N的电极反应为：Ag－e－＋Cl－===AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag，同时消耗4 mol Sb4O5Cl2 D．充电时，M极的电极反应为：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O 6．(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，b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 【限时训练】 (建议用时：45分钟　满分：33分) 选择题：每小题3分，共33分。 1．(2025·北京房山区一模)我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是(　　) A．硫单质是金属晶体 B．放电过程锂电极发生氧化反应 C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料 D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高 2．(2025·苏州一模)以LiAlCl4为离子导体的铝—磷酸铁锂电池，该电池放电时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法不正确的是(　　) A．化学能转化为电能 B．电极Al作负极 C．Li＋透过离子交换膜从右向左迁移 D．正极的电极反应：Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋===LiFePO4 3．(2025·北京东城区一模)一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的CO2。如图所示，在薄膜a侧通入空气，b侧通入氢气，充分反应后在b侧得到高浓度的CO2。下列分析正确的是(　　) A．a侧CO2在薄膜表面发生还原反应 B．电子和在薄膜中移动方向相同 C．理论上b侧每消耗1 mol H2同时生成2 mol CO2 D．总反应中元素的化合价均未发生变化 4．(2025·眉山东坡区一模)一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．a极发生还原反应 B．该装置将电能转化为化学能 C．电池内发生的反应有4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O D．当有32 g N2H4反应时，消耗22.4 L O2 5．(2025·浙江1月选考，12)一种可充放电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 D．充电时，锂电极接电源负极 6．(2025·内江三模)板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)被设计为高性能电催化剂，可将5-羟甲基糠醛(，HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(，FDCA)，装置如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．Ni@C能降低负极反应的活化能 B．可用铜电极替代石墨电极 C．a极反应为HMF＋2H2O－6e－===FDCA＋6H＋ D．收集22.4 L(标准状况)气体X时，有2 mol质子从质子交换膜右侧向左侧迁移 7．(2025·潍坊调研)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是(　　) A．放电时，a极产物X中的CO2均由CO放电产生 B．b极上电极反应式为O2＋CO2＋ C．电池放电时，b极电极电势高于a极 D．电池隔膜为阳离子交换膜 8．(2025·四川八市一模)过氧化氢溶液为氧化性消毒剂，能发挥抗菌作用。我国一科研团队用如图装置制取H2O2(已知：H2O2＋＋H2O，电极上都覆盖有催化剂)。下列说法正确的是(　　) A.电极a是负极，发生还原反应 B．A膜是阴离子交换膜，B膜是阳离子交换膜 C．电极b的电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．电解质中发生的反应为：＋OH－＋2H＋===H2O2＋H2O 9．(2025·福州质检)中科院福建物构所制备了一种新型的铋基有机复合框架电池用其作电极能大大提高放电效率，电池结构如图所示。 已知：双极膜能在直流电场的作用下，将膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并移向两极。下列说法错误的是(　　) A．锌片为负极 B．放电时，Bi-ZMOF电极上发生的反应：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH C．该电池工作时，锌片上每消耗6.5 g锌，双极膜内将解离0.4 mol H2O D．铋基有机复合框架在电池中主要起吸附CO2、催化CO2转化为HCOOH的作用 10．(2025·六安三模)一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．连接负载时，电极A为正极 B．连接负载时，电极A的反应方程式为 C．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80 g D．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 11．(2025·泰州中学一模)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，Pt电极是正极 B．图2中，A为H＋和e－，B为NH3OH＋ C．电池工作时，每消耗2.24 L NO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3 g D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降 学科网（北京）股份有限公司 $