第02讲 原电池 化学电源（专项训练）（上海专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 以原电池工作原理为核心，构建从基础概念到新型电池应用的递进式训练体系，强化化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|15题（含原电池判断、电极反应书写等）|选择为主，填空为辅|从构成条件到工作原理，再到速率影响、金属活动性比较的应用逻辑| |重难·创新演练|12题（含传感器、废水处理等情境）|综合填空，不定项选择|结合实际情境，深化离子交换膜、能量转化等复杂问题分析| |真题·实战演练|9题（2024-2026高考真题）|高考典型题型|对接高考命题趋势，聚焦新型电池、电化学计算等高频考点|

第02讲 原电池 化学电源（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 原电池的工作原理 考向02 原电池原理的应用 考向03 化学电源 考向04 新型化学电池 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 原电池的工作原理 1．【原电池的判断】电池种类丰富，发展飞速，应用广泛，为我们的生产和生活带来了非常大的便利。 (1)理论上不能设计为原电池的化学反应是_____。 A． B． C． D． 2．【原电池的构成条件】（24-25高三上·上海·阶段检测）下图为两种原电池。Ⅱ中各组物质中，能构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是 选项 a电极 X溶液 Y溶液 A Fe 硫酸铜 氯化铁 B Zn 氯化铁 硫酸铜 C Pt 硫酸铜 氯化铁 D C 氯化铁 硫酸铜 3．【原电池的分析】（不定项）锌—空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力源，该电池放电时Zn转化为ZnO，该电池工作时下列说法正确的是 A．该电池正极的电极反应为 B．该原电池中，电子由石墨电极经电解质溶液流入锌电极 C．该电池放电时向锌电极移动 D．该原电池工作一段时间后，电解质溶液的pH值变大 4．【原电池的工作原理】（不定项）（24-25高三上·上海·阶段检测）使用电化学方法能够对进行吸收。利用活泼金属与二氧化碳的反应，能够构建金属-电池，其中一种电池的模型如下图所示：(图中是固体) 下列有关该原电池的说法中，正确的是_______。(不定项) A．该原电池工作时，电子由正极向负极移动 B．在该原电池中，b电极作为正极 C．原电池工作时，正离子向正极方向移动 D．原电池工作时，b电极发生氧化反应 5．【电极反应式的书写和原电池的计算】（24-25高三上·上海·阶段检测）使用电化学方法能够对进行吸收。利用活泼金属与二氧化碳的反应，能够构建金属-电池，其中一种电池的模型如下图所示：(图中是固体) (1)写出该原电池的正极反应式：_______。 (2)原电池中每转移电子，能够吸收_______。 考向02 原电池原理的应用 6．【加快化学反应速率】浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 A．加入适量的的硫酸 B．加入适量蒸馏水 C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液 7．【金属活动性比较】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。a、b相连时，a为负极；c、d相连时电流方向为d→c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极发生氧化反应。四种金属的还原性由强到弱的顺序为 A． B． C． D． 8．【原电池的设计】在科技节活动中，某学习小组以和为电极材料，制作了如图所示的柠檬水果电池，下列说法正确的是   A．铁片作负极，发生还原反应 B．铜片上的电极反应为 C．电子由铜片经导线流向铁片 D．水果种类会影响LED灯的亮度 考向03 化学电源 9．【一次电池】锂铁一次电池可为智能门锁、医疗器械等供电，其总反应为。以下说法正确的是 A．将电能转化为化学能 B．锂作负极 C．电解质溶液可使用稀硫酸 D．电子由电极流出，经电解质溶液流回电极 10．【二次电池】铅酸蓄电池电压稳定、使用方便、安全可靠以及价格低廉，因此在生产、生活中使用广泛。铅酸蓄电池放电时的电极总反应为。下列说法正确的是( ) A．电池工作时，正极发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，电解质溶液的减小 C．电池工作时，电极质量增大 D．电池工作时，电子由板通过导线流向板 11．【燃料电池】（25-26高三上·上海·期中）一种以为燃料的电池装置如图所示。电极与电解质溶液充分接触，以空气中的氧气(体积分数为20%)作为氧化剂，KOH溶液作为电解质。 (1)负极的电极反应式为___________。 (2)图中离子交换膜的类型为___________交换膜。 A．正离子                B．负离子                C．质子 12．【燃料电池的分析和电极反应式的书写】燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点。燃料电池的介质有多种形式，如酸性溶液、碱性溶液、熔融氧化物和熔融碳酸盐等。甲烷碱性燃料电池（乙图）和熔融碳酸盐燃料电池（丙图）工作原理分别如图所示： (1)在乙图中，b为______极（填“正”或“负”），a电极反应式为______。 (2)在丙图中，d电极反应式为______。 考向04 新型化学电池 13．【结合新型高能量密度电池考查原电池】研究人员利用AgCl、Sb材料制成新型高能量密度电池，反应原理是，其放电过程示意图如下。下列说法错误的是 A．N极材料是，是电池的负极 B．溶液中的有利于增加溶液的导电性 C．正极的电极反应式为 D．当电路中有1mol 通过，理论上M极质量增加108g 14．【结合新型可充电电池考查原电池】（24-25高三上·上海嘉定·阶段检测）一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量，下列叙述错误的是 A．放电时，电流由电极经外电路流向电极 B．充电时，从极区通过阳膜进入极区 C．放电时，减少，溶液中增加离子 D．充电时，电极反应式为： 15．【考查可充电电池的工作原理】（不定项）（24-25高三下·上海虹口·期中）电池结构如图所示。电池中间是聚合物的隔膜，在充电和放电过程中只让通过。反应原理为：。下列关于电池说法正确的是 A．放电时，M电极为电池的正极 B．放电时，N电极发生氧化反应 C．充电时，阳极的电极反应式： D．充电时，外电路中每通过电子，M电极质量增加 重难·创新演练 1．【科学发明与原电池结合】（25-26高三·上海·三轮复习）某研究团队设计了一种可穿戴汗液传感器用于检测汗液中的葡萄糖浓度，该传感器同时集成了供电与检测两个模块。如图是供电模块工作原理(其中GOD为电极表面修饰的葡萄糖氧化酶)。下列说法错误的是 A．使用高活性GOD，可提高酶促反应速率，减弱电信号强度 B．利用纳米材料修饰电极表面可提供更多的活性位点，有利于提高传感器的灵敏度 C．供电模块负极反应：C6H12O6-2e-+H2O=C6H12O7+2H+ D．供电模块中1×10-6 mmolC6H12O6被氧化，正极消耗1.12×10-5 mLO2(标准状况) 2．电化学传感器是将环境中浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示。已知在测定含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为22.4 L(标准状况)，某电极增重了1.6 g。下列说法错误的是 A．甲电极的电极反应为 B．乙电极的电势高于甲电极的电势 C．反应过程中转移的物质的量为0.2 mol D．待测气体中氧气的体积分数为 3．【考查新型化学电池】（2026·上海·一模）近期，清华大学段吴泓副教授课题组首次利用糠醛创制了一种如图a所示的新型可充放电的“生物质电池”，该电池在充放电过程中可生产高附加值化学品糠醇和糠酸，其原理可用图b表示。下列说法正确的是___________。 A．该装置在生成糠醇时将化学能转化为电能 B．放电时电极A发生还原反应 C．充电时电极B附近碱性增强 D．若使用铅蓄电池为其充电，当糠醛转化时，电极增重64 g 4．【结合燃料电池的制作考查化学能与电能的相互转化】（25-26高三上·上海·期中）某学习小组自制氢氧燃料电池如下：用支管U形管、石墨碳棒(经表面预处理)、低压直流电源、硫酸、橡胶塞和导线按下图连接装置，合上、断开，调整直流电源电压为24V，通电30s左右后停止通电。再合上、断开。 (1)合上、断开时，U形管右边石墨电极为___________。 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 (2)自制燃料电池的整个过程中涉及的能量转化形式为___________。 A．电能→化学能→电能                B．化学能→电能→化学能 (3)燃料电池工作时正极的电极反应式为___________。 (4)石墨碳棒，经表面预处理，使其表面粗糙多孔的目的是___________。 (5)若将硫酸替换为KOH溶液重复上述过程，发生变化的是___________。 A．反应的总反应            B．负极的电极反应            C．电子转移方向 5．（25-26高三·上海·三轮复习）某种过渡金属硫化物光催化分解水制的原理如图。 已知：可见光在催化剂表面可产生电子和带正电荷的空穴。 (1)发生的电极反应式为__________________。 (2)在反应过程中体现了________(填“氧化性”或“还原性”)。 6．【原电池与物质的转化结合】（2025·上海浦东新·一模）我国科学家利用光电催化技术实现了室温下完全分解制取硫单质，装置如下图。 (1)整个装置中的能量转化形式是光能转化为_________和_______。 (2)该装置工作时Y极的电极反应是___________；C室中发生的离子反应为___________。 (3)下列有关该装置的说法错误的是___________。 A．得到两种有用的化工原料 B．Y电极不能用铜棒作电极 C．A室需要持续补充稀硫酸 D．用溶液检验过滤后的液体中是否含有 7．氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料，利用的燃烧反应()能设计成燃料电池，其工作原理如图所示。电极为___________(选填“正”或“负”)极；电极的电极反应式为___________；当正负极共消耗(标准状况)气体时，通过负载的电子数为________个。 8．（2026·上海徐汇·一模）(1)某钠氧电池的总反应为，电解质为聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。下列有关说法中正确的是___________。（不定项） A．放电时，正极的电极反应为： B．偏氟乙烯与六氟丙烯互为同系物 C．电解质中的键有利于的迁移 D．每消耗，外电路中转移个电子 (2)目前钠氧电池主要依靠纯氧而不是空气来进行反应，解释可能的原因___________。 9．【电化学原理在废水废渣处理中的应用】（25-26高三上·上海·阶段检测）工业废水和废渣中会产生含硫(-2价)污染物，需经处理后排放。 I．废气处理 (1)我国固体氧化物电池技术研发取得新突破。利用该科技实现了H2S废气资源回收，并得到单质硫的原理如图所示。下列说法正确的是_______。 A．电极a上的电极反应： B．电路中每流过电子，正极消耗 C．电极b为电池负极 D．该装置实现了电能向化学能的转化 (2)某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(主要成分为)，其工作原理如图。下列说法正确的是_______。（不定项） 已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低。 A．外电路的电流方向：碳棒b→碳棒a B．碳棒b存在电极反应： C．工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率也降低 D．每处理，理论上需要光合菌生产(标准状况下) 10．（25-26高三上·上海·期中）高能锂电池(如图所示)采用LiPF6作电解质，电池工作时在两极间迁移，原理可以表示为：。 (1)电池工作时，b极反应式为_______。 (2)对该电池充电时，a极应_______。 A．连电源负极　　　　　B．连电源正极 (3)用同族元素As代替P得到的也可用作锂电池电解质。研究发现，在相同条件下，在中迁移速率较中更快，可能的原因是_______。 11．【离子交换膜的在电化学装置中的作用】（2026高三·上海·专题练习）碱性混合多硫化物—空气液流电池具有成本低、性能稳定等优点，其工作原理如图所示。 注：a．阳离子交换膜、b．阴离子交换膜 (1)充电时，A极的电极反应式为___________。 (2)放电时，每消耗，Ⅲ室溶液的质量减少___________g。 A．18 B．23 C．36 D．68 12．【新型化学电池+离子液体】（25-26高三下·上海·阶段检测）《自然》杂志报道了一种可在1分钟内完成充放电的超快铝离子电池。该电池以金属铝、石墨(用表示)作为电极，用和有机正离子构成的离子液体作为离子导体，其放电时的工作原理如图所示。 (1)该电池放电时，负极反应式为___________。 (2)下列关于该电池说法错误的是___________。 A．放电时，铝电极质量减少27 g，则石墨电极质量减少507 g B．充电时，阳极电极反应式为 C．充电时，电流由铝电极经离子液体流向石墨电极 D．该铝离子电池主要依靠在两电极之间的来回移动而实现充放电循环 真题·实战演练 1．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）化学助力人工智能的发展，下列说法正确的是 A．锂离子电池可将化学能转化为电能 B．氮化镓（）半导体属于有机材料 C．光导纤维纤芯的主要成分是单晶硅 D．数据中心冷却系统冷却液的汽化涉及化学键断裂 2．（2026·江西·高考真题）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 3．（2026·湖南·高考真题）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 4．（2026·云南·高考真题）一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法正确的是 A．充电时，模式Ⅱ的反应为 B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成 C．放电时，体系中的向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 5．（2026·贵州·高考真题）储能技术是新能源产业发展的重要支撑。一种基于TEMPO衍生物作为正极储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图。 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．充电时，电子从电源的负极流向a极，由b极流向电源的正极 C．放电时，正极反应为 D．放电时，外电路转移2 mol电子，理论上负极区溶液质量减少71 g 6．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）某科研团队利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简单处理可恢复。下列说法正确的是 A．膜为阳离子交换膜 B．当气体通入左室开始工作时，电极a为正极 C．理论上，电路中通过的与消耗的物质的量之比为 D．电池总反应为 7．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于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．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 8．（2024·全国甲卷·高考真题）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．充电时，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，电极质量减少，电极生成了 9．（2024·新课标卷·高考真题）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 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18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原电池 化学电源（专项训练） 参考答案 模拟·基础演练 1．B 2．C 3．AC 4．BC。 5．(1) (2)0.75 6．C 7．A 8．D 9．B 10．C 11．(1) (2)B 12．(1)正 (2) 13．D 14．C 15．CD 重难·创新演练 1．A 2．A 3．D 4．(1)D (2)A (3)O2+4e-+4H+=2H2O (4)增大固体表面积，有利于气体吸附在电极表面，提高燃料电池的放电效率 (5)B 5．(1) (2)氧化性 6．(1)电能 化学能 (2) (3)C 7．正 8．(1)CD (2)空气中的CO2、H2O会与钠或NaO2反应，导致电池电极材料变质，反应副产物增多，降低电池性能和寿命，同时空气中氧气浓度低于纯氧，会降低电池效率 9．(1)B (2)BC 10．(1) (2)A (3)As的原子半径大于P，的体积更大，对Li+的束缚作用更弱，Li+迁移时受到的空间阻碍更小，迁移速率更快 11．(1) (2)C 12．(1) (2)C 真题·实战演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A D B D B D D C C 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原电池 化学电源（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 原电池的工作原理 考向02 原电池原理的应用 考向03 化学电源 考向04 新型化学电池 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 原电池的工作原理 1．【原电池的判断】电池种类丰富，发展飞速，应用广泛，为我们的生产和生活带来了非常大的便利。 (1)理论上不能设计为原电池的化学反应是_____。 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】（1）A．属于氧化还原反应，可设计成原电池； B．不是氧化还原反应，不能设计成原电池； C．属于氧化还原反应，可设计成原电池； D．属于氧化还原反应，可设计成原电池； 答案选B。 2．【原电池的构成条件】（24-25高三上·上海·阶段检测）下图为两种原电池。Ⅱ中各组物质中，能构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是 选项 a电极 X溶液 Y溶液 A Fe 硫酸铜 氯化铁 B Zn 氯化铁 硫酸铜 C Pt 硫酸铜 氯化铁 D C 氯化铁 硫酸铜 【答案】C 【分析】Ⅰ中铁离子得到电子发生还原反应、铜失去电子发生氧化反应从而构成原电池，总反应为；对于双液原电池(Ⅱ)，负极(Cu)对应电解质溶液为负极金属对应阳离子的盐（硫酸铜）溶液；正极可选用比负极活泼性弱的金属(Pt)或导电非金属(C)，正极对应的电解质溶液为与负极发生氧化还原反应的电解质（氯化铁）溶液。 【解析】A．根据分析，a极选用Fe，其活泼性强于Cu，不符合题意，故A项错误； B．根据分析，a极选用Zn，其活泼性强于Cu，且X溶液应为含Cu2+的盐溶液，故B项错误； C．根据分析，a极选用Pt，其活泼性弱于Cu，且电解质溶液均符合要求，故C项正确； D．a极选用碳棒符合题意，X、Y电解质溶液应分别为CuSO4、FeCl3溶液，故D项错误。 故选C。 3．【原电池的分析】（不定项）锌—空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力源，该电池放电时Zn转化为ZnO，该电池工作时下列说法正确的是 A．该电池正极的电极反应为 B．该原电池中，电子由石墨电极经电解质溶液流入锌电极 C．该电池放电时向锌电极移动 D．该原电池工作一段时间后，电解质溶液的pH值变大 【答案】AC 【分析】该原电池为Zn-石墨-KOH原电池，放电时Zn发生氧化反应生成氧化锌，失去电子作负极，空气中的氧气得到电子发生还原反应，石墨为正极。 【解析】A．该电池放电时，正极反应为O2+4e-+H2O=4OH-，选项A正确； B．电池工作时，电子从Zn电极经过导线流向石墨电极，不经过溶液，选项B错误； C．根据原电池中阴离子定向移动到负极，因此该电池放电时OH-向Zn电极移动，选项C正确； D．该电池的总反应原理为，可知反应前后电解质溶液的pH不变，选项D错误； 答案选AC。 4．【原电池的工作原理】（不定项）（24-25高三上·上海·阶段检测）使用电化学方法能够对进行吸收。利用活泼金属与二氧化碳的反应，能够构建金属-电池，其中一种电池的模型如下图所示：(图中是固体) 下列有关该原电池的说法中，正确的是_______。(不定项) A．该原电池工作时，电子由正极向负极移动 B．在该原电池中，b电极作为正极 C．原电池工作时，正离子向正极方向移动 D．原电池工作时，b电极发生氧化反应 【答案】BC 【解析】(1)A．原电池工作时，电子由负极向正极转移，故A错误； B．由分析可知，b电极为原电池的正极，故B正确； C．原电池工作时，依据异性相吸原理可知，阳离子一定向正极方向移动，故C正确； D．由分析可知，b电极为正极，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳和碳酸锂，故D错误； 故选BC。 5．【电极反应式的书写和原电池的计算】（24-25高三上·上海·阶段检测）使用电化学方法能够对进行吸收。利用活泼金属与二氧化碳的反应，能够构建金属-电池，其中一种电池的模型如下图所示：(图中是固体) (1)写出该原电池的正极反应式：_______。 (2)原电池中每转移电子，能够吸收_______。 【答案】(1) (2)0.75 【解析】(1)b电极为正极，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳和碳酸锂，电极反应式为：。 (2)b电极的电极反应式为：，则原电池中转移1mol电子时，能够吸收二氧化碳的物质的量1mol×=0.75mol。 考向02 原电池原理的应用 6．【加快化学反应速率】浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 A．加入适量的的硫酸 B．加入适量蒸馏水 C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液 【答案】C 【解析】A．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量的的硫酸，增大氢离子的浓度，反应速率加快，也增大了氢离子的物质的量，生成氢气的总量增大，故A不选； B．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量蒸馏水，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故B不选； C．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入数滴硫酸铜溶液，Zn和Cu2+反应置换出Cu，构成Cu、Zn原电池，加快反应速率，且没有改变氢离子的物质的量，不影响生成的氢气的总量，故C选； D．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量的硫酸钠溶液，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故D不选； 故选C。 7．【金属活动性比较】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。a、b相连时，a为负极；c、d相连时电流方向为d→c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极发生氧化反应。四种金属的还原性由强到弱的顺序为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】在原电池中一般较活泼的金属一极为负极，较不活泼的一极为正极，故把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池，a、b相连时，a为负极，可知活泼性a＞b；c、d相连时电流方向为d→c即d为正极，c为负极，故活泼性为c＞d；a、c相连时c极上产生大量气泡，即c电极上发生还原反应：2H++2e-=H2↑，即c为正极，则a为负极，即活泼性a＞c；b、d相连时，d极发生氧化反应，则d为负极，b为正极，故活泼性d＞b，故四种金属的还原性由强到弱的顺序为，故答案为：A。 8．【原电池的设计】在科技节活动中，某学习小组以和为电极材料，制作了如图所示的柠檬水果电池，下列说法正确的是   A．铁片作负极，发生还原反应 B．铜片上的电极反应为 C．电子由铜片经导线流向铁片 D．水果种类会影响LED灯的亮度 【答案】D 【分析】铁的活泼性强于铜，则水果电池中铁为负极，铜为正极。 【解析】A．铁的活泼性强于铜，则水果电池中铁为负极，Fe失去电子生成Fe2+，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，发生氧化反应，故A错误； B．铁的活泼性强于铜，则水果电池中铁为负极，铜为正极，H+在正极得到电子生成H2，电极反应为2H++2e-=H2↑，故B错误； C．铁的活泼性强于铜，则水果电池中铁为负极，铜为正极，电子由铁片经导线流向铜片，故C错误； D．水果种类不同，水果中所含电解质的种类及浓度不同，导电能力不同，会影响LED灯的亮度，故D正确； 故选D。 考向03 化学电源 9．【一次电池】锂铁一次电池可为智能门锁、医疗器械等供电，其总反应为。以下说法正确的是 A．将电能转化为化学能 B．锂作负极 C．电解质溶液可使用稀硫酸 D．电子由电极流出，经电解质溶液流回电极 【答案】B 【解析】A．原电池工作时将化学能转化为电能，而非电能转化为化学能，A错误； B．Li在反应中被氧化，作为负极，B正确； C．Li会与稀硫酸反应，导致电池无法工作，C错误； D．电子通过外电路流动，不能经过电解质溶液，D错误； 故答案选B。 10．【二次电池】铅酸蓄电池电压稳定、使用方便、安全可靠以及价格低廉，因此在生产、生活中使用广泛。铅酸蓄电池放电时的电极总反应为。下列说法正确的是( ) A．电池工作时，正极发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，电解质溶液的减小 C．电池工作时，电极质量增大 D．电池工作时，电子由板通过导线流向板 【答案】C 【解析】A．原电池工作时，负极发生失电子的氧化反应，A错误； B．根据反应，反应过程中消耗硫酸，溶液酸性减弱，pH增大，B错误； C．Pb作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式：，电极质量增大，C正确； D．电池工作时，负极失电子，电子经过外电路导线流向正极，即电子由板通过导线流向板，D错误； 答案选C。 11．【燃料电池】（25-26高三上·上海·期中）一种以为燃料的电池装置如图所示。电极与电解质溶液充分接触，以空气中的氧气(体积分数为20%)作为氧化剂，KOH溶液作为电解质。 (1)负极的电极反应式为___________。 (2)图中离子交换膜的类型为___________交换膜。 A．正离子                B．负离子                C．质子 【答案】(1) (2)B 【分析】根据图示，左侧通入 ，生成 ，说明 在负极被氧化；右侧通入空气， 在正极被还原。电解质是 溶液，属于碱性环境。 【解析】（1）在负极， 失去电子被氧化为 ，根据得失电子守恒和电荷守恒配平负极的电极反应式为：。 （2）在正极， 被还原为 ：，负极消耗了 ，而正极生成了 ，为了维持电荷平衡， 需要从正极区域迁移到负极区域。这说明离子交换膜必须允许 通过，即负离子交换膜，故选B。 12．【燃料电池的分析和电极反应式的书写】燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点。燃料电池的介质有多种形式，如酸性溶液、碱性溶液、熔融氧化物和熔融碳酸盐等。甲烷碱性燃料电池（乙图）和熔融碳酸盐燃料电池（丙图）工作原理分别如图所示： (1)在乙图中，b为______极（填“正”或“负”），a电极反应式为______。 (2)在丙图中，d电极反应式为______。 【答案】(1)正 (2) 【解析】(1)碱性甲烷燃料电池中，左边通入甲烷，甲烷失去电子发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根离子和水，作负极，b为正极，a极的电极反应式为； (2)在丙图中，d电极氧气得到电子发生还原反应转化为碳酸根离子，电极反应式为。 考向04 新型化学电池 13．【结合新型高能量密度电池考查原电池】研究人员利用AgCl、Sb材料制成新型高能量密度电池，反应原理是，其放电过程示意图如下。下列说法错误的是 A．N极材料是，是电池的负极 B．溶液中的有利于增加溶液的导电性 C．正极的电极反应式为 D．当电路中有1mol 通过，理论上M极质量增加108g 【答案】D 【分析】根据原电池总反应可知：化合价升高，失电子，为负极材料，中化合价降低，为正极材料，根据图中电子流向可判断N极材料是。 【解析】A．由总反应可知，元素化合价从0价升高到+3价，发生氧化反应，为负极，电子从负极流出，根据图中电子流向可判断N极材料是，是电池的负极，A正确； B．在溶液中电离出和，可增加溶液中离子浓度，从而增强溶液导电性，B正确； C．正极发生还原反应，中得电子生成，电极反应式为，C正确； D．M极为正极，电极反应为，每转移1mol ，消耗1mol （143.5g），生成1mol （108g），电极质量变化为，质量减少35.5g，而非增加108g，D错误； 故答案选D。 14．【结合新型可充电电池考查原电池】（24-25高三上·上海嘉定·阶段检测）一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量，下列叙述错误的是 A．放电时，电流由电极经外电路流向电极 B．充电时，从极区通过阳膜进入极区 C．放电时，减少，溶液中增加离子 D．充电时，电极反应式为： 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，电极a是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为，电极b是正极，I2Br—在正极得到电子发生还原反应生成碘离子和溴离子，电极反应式为；充电时负极a与直流电源的负极相连做阳极，正极b做阴极。 【解析】A．由分析可知，电极a是原电池的负极，电极b是正极，则电流由a电极经外电路流向b电极，故A正确； B．由分析可知，充电时负极a与直流电源的负极相连做阴极，正极b做阳极，则锌离子通过阳离子交换膜由阳极区通过阳膜进入阴极区，故B正确； C．由分析可知，放电时，电极a是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为，电极b是正极，I2Br—离子在正极得到电子发生还原反应生成碘离子和溴离子，电极反应式为，则负极减少0.65g锌时，溶液中增加0.01mol锌离子、0.02mol溴离子和0.01mol碘离子，消耗0.01molI2Br—离子，则溶液中增加离子的物质的量为0.03mol，故C错误； D．由分析可知，充电时负极a与直流电源的负极相连做阳极，电极反应式为，故D正确； 故选C。 15．【考查可充电电池的工作原理】（不定项）（24-25高三下·上海虹口·期中）电池结构如图所示。电池中间是聚合物的隔膜，在充电和放电过程中只让通过。反应原理为：。下列关于电池说法正确的是 A．放电时，M电极为电池的正极 B．放电时，N电极发生氧化反应 C．充电时，阳极的电极反应式： D．充电时，外电路中每通过电子，M电极质量增加 【答案】CD 【分析】放电时，M电极发生反应LixCn-xe-=xLi++Cn；N电极Li1-xFePO4+xe-+xLi+= LiFePO4。 【解析】A．放电时，M电极发生反应LixCn-xe-=xLi++Cn ，M电极为电池的负极，故A错误； B．放电时，N电极Li1-xFePO4+xe-+xLi+= LiFePO4，Fe元素化合价降低，N电极发生还原反应，故B错误； C．充电时，N是阳极，阳极的电极反应式为，故C正确； D．充电时，M电极发生反应xLi++Cn+xe-=LixCn，外电路中每通过电子，M电极结合0.1molLi，质量增加，故D正确； 选CD。 重难·创新演练 1．【科学发明与原电池结合】（25-26高三·上海·三轮复习）某研究团队设计了一种可穿戴汗液传感器用于检测汗液中的葡萄糖浓度，该传感器同时集成了供电与检测两个模块。如图是供电模块工作原理(其中GOD为电极表面修饰的葡萄糖氧化酶)。下列说法错误的是 A．使用高活性GOD，可提高酶促反应速率，减弱电信号强度 B．利用纳米材料修饰电极表面可提供更多的活性位点，有利于提高传感器的灵敏度 C．供电模块负极反应：C6H12O6-2e-+H2O=C6H12O7+2H+ D．供电模块中1×10-6 mmolC6H12O6被氧化，正极消耗1.12×10-5 mLO2(标准状况) 【答案】A 【解析】A．使用高活性GOD能降低反应所需的活化能，使更多普通分子转化为活化分子，可提高酶促反应速率，增强电信号强度，A错误； B．纳米材料具有较大的表面积，用来修饰电极表面，可提供更多的活性位点，有利于提高传感器的灵敏度，B正确； C．葡萄糖在反应中失电子作负极，电极反应式为，C正确； D．被氧化，转移电子，1个分子转移4个电子，依据电子守恒可得正极消耗标况下的体积为，D正确； 故选A。 2．电化学传感器是将环境中浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示。已知在测定含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为22.4 L(标准状况)，某电极增重了1.6 g。下列说法错误的是 A．甲电极的电极反应为 B．乙电极的电势高于甲电极的电势 C．反应过程中转移的物质的量为0.2 mol D．待测气体中氧气的体积分数为 【答案】A 【解析】A．根据装置图分析可知，该装置为原电池，通入氧气的一极为正极，乙电极即Pt电极为正极，甲电极Pb为负极，则甲电极反应为，A错误； B．乙为正极，甲为负极，乙电极的电势高于甲电极的电势，B正确； C．Pb电极为负极，电极反应为，转移2 mol 电子时，结合2 mol 氢氧根离子，电极质量增重16 g，该电极增重的质量为1.6 g，则反应过程中转移OH-的物质的量为0.2 mol，C正确； D．根据选项C的分析可知，转移电子物质的量为0.2 mol，正极电极方程式为O2+2H2O+4e-＝4OH-，标准状况下消耗氧气的体积为，故氧气的体积分数为，D正确； 故答案选A。 3．【考查新型化学电池】（2026·上海·一模）近期，清华大学段吴泓副教授课题组首次利用糠醛创制了一种如图a所示的新型可充放电的“生物质电池”，该电池在充放电过程中可生产高附加值化学品糠醇和糠酸，其原理可用图b表示。下列说法正确的是___________。 A．该装置在生成糠醇时将化学能转化为电能 B．放电时电极A发生还原反应 C．充电时电极B附近碱性增强 D．若使用铅蓄电池为其充电，当糠醛转化时，电极增重64 g 【答案】D 【解析】A．根据分析，充电时：A（阴极）电极糠醛转化为糠醇（发生还原反应），将电能转化为化学能，A错误； B．放电时电极A(负极)发生氧化反应，B错误； C．充电时B为阳极，电极反应为：，电极B附近碱性减弱，C错误； D．当糠醛转化时，转移2 mol e-，铅蓄电池中1 mol PbO2转化为PbSO4，增重64 g，D正确； 故选D。 4．【结合燃料电池的制作考查化学能与电能的相互转化】（25-26高三上·上海·期中）某学习小组自制氢氧燃料电池如下：用支管U形管、石墨碳棒(经表面预处理)、低压直流电源、硫酸、橡胶塞和导线按下图连接装置，合上、断开，调整直流电源电压为24V，通电30s左右后停止通电。再合上、断开。 (1)合上、断开时，U形管右边石墨电极为___________。 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 (2)自制燃料电池的整个过程中涉及的能量转化形式为___________。 A．电能→化学能→电能                B．化学能→电能→化学能 (3)燃料电池工作时正极的电极反应式为___________。 (4)石墨碳棒，经表面预处理，使其表面粗糙多孔的目的是___________。 (5)若将硫酸替换为KOH溶液重复上述过程，发生变化的是___________。 A．反应的总反应            B．负极的电极反应            C．电子转移方向 【答案】(1)D (2)A (3)O2+4e-+4H+=2H2O (4)增大固体表面积，有利于气体吸附在电极表面，提高燃料电池的放电效率 (5)B 【分析】由图可知，合上K1、断开K2时，该装置为电能转化为化学能的电解池，左边石墨电极为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，右边石墨电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气；再合上K2、断开K1时，该装置为化学能转化为电能的燃料电池，左边石墨电极为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，右边石墨电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子。 【解析】（1）由分析可知，合上K1、断开K2时，该装置为电能转化为化学能的电解池，右边石墨电极为电解池的阴极，故选D； （2）由分析可知，合上K1、断开K2时，该装置为电能转化为化学能的电解池，再合上K2、断开K1时，该装置为化学能转化为电能的燃料电池，则自制燃料电池的整个过程中涉及的能量转化形式为：电能→化学能→电能 ，故选A； （3）由分析可知，燃料电池工作时，左边石墨电极为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O； （4）石墨碳棒，经表面预处理，使其表面粗糙多孔可以增大固体表面积，有利于电解生成的氢气和氧气吸附在电极表面，提高燃料电池工作时的放电效率； （5）将硫酸溶液换为氢氧化钾溶液时，合上K1、断开K2时，该装置还是电能转化为化学能的电解池，左边石墨电极为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，右边石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电解的总反应还是水电解生成氢气和氧气；再合上K2、断开K1时，该装置还是化学能转化为电能的燃料电池，左边石墨电极为燃料电池的正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，右边石墨电极为负极，碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，总反应还是氢气和氧气反应生成水； A．由分析可知，将硫酸溶液换为氢氧化钾溶液时，电解的总反应不变，都是水电解生成氢气和氧气；燃料电池的总反应也不变，都是氢气和氧气反应生成水，则反应的总反应不变，A不符合题意； B．由分析可知，将硫酸溶液换为氢氧化钾溶液时，负极的电极反应由氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子变为碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，总反应还是氢气和氧气反应生成水，则负极的电极反应会发生变化，B符合题意； C．由分析可知，将硫酸溶液换为氢氧化钾溶液时，电解池的阳极、阴极没有发生变化，电子转移方向不变；燃料电池的正负极没有发生变化，电子转移方向不变，所以电子转移方向没有发生变化，C不符合题意； 故选B。 5．（25-26高三·上海·三轮复习）某种过渡金属硫化物光催化分解水制的原理如图。 已知：可见光在催化剂表面可产生电子和带正电荷的空穴。 (1)发生的电极反应式为__________________。 (2)在反应过程中体现了________(填“氧化性”或“还原性”)。 【答案】(1) (2)氧化性 【解析】（1）由图可知，当光催化分解水时，光能转化为电能，最后以化学能存储起来，在光催化分解水的过程中，H2O转化为H2，发生得电子反应，电极反应式为。 （2）图中乙醇生成乙醛发生氧化反应，故体现氧化性。 6．【原电池与物质的转化结合】（2025·上海浦东新·一模）我国科学家利用光电催化技术实现了室温下完全分解制取硫单质，装置如下图。 (1)整个装置中的能量转化形式是光能转化为_________和_______。 (2)该装置工作时Y极的电极反应是___________；C室中发生的离子反应为___________。 (3)下列有关该装置的说法错误的是___________。 A．得到两种有用的化工原料 B．Y电极不能用铜棒作电极 C．A室需要持续补充稀硫酸 D．用溶液检验过滤后的液体中是否含有 【答案】(1)电能 化学能 (2) (3)C 【解析】(1)根据图示，在光照条件下产生电流，发生了化学变化，整个装置中的能量转化形式是光能转化为电能和化学能； (2)该装置工作时Y极的电极反应是：； C室中，B室流来的铁离子和通入的硫化氢发生反应，离子反应方程式为：； (3)A.通过电化学反应和氧化还原反得到氢气和硫两种有用的化工原料，正确； B. 铁离子的氧化性可以氧化铜，Y电极不能用铜棒作电极，正确； C.B室的氢离子可以通过质子交换膜进入A，A室不需要持续补充稀硫酸，C错误； D. 用溶液检验过滤后的液体中是否含有，正确； 答案选C。 7．氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料，利用的燃烧反应()能设计成燃料电池，其工作原理如图所示。电极为___________(选填“正”或“负”)极；电极的电极反应式为___________；当正负极共消耗(标准状况)气体时，通过负载的电子数为________个。 【答案】正 【解析】电极b氧气得电子被还原，是正极，则电极a为负极，氨气失电子被氧化为氮气，电极反应方程为：；4NH3~12e-~3O2，当正负极总共消耗气体时，转移电子数为。 8．（2026·上海徐汇·一模）(1)某钠氧电池的总反应为，电解质为聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。下列有关说法中正确的是___________。（不定项） A．放电时，正极的电极反应为： B．偏氟乙烯与六氟丙烯互为同系物 C．电解质中的键有利于的迁移 D．每消耗，外电路中转移个电子 (2)目前钠氧电池主要依靠纯氧而不是空气来进行反应，解释可能的原因___________。 【答案】(1)CD (2)空气中的CO2、H2O会与钠或NaO2反应，导致电池电极材料变质，反应副产物增多，降低电池性能和寿命，同时空气中氧气浓度低于纯氧，会降低电池效率 【解析】（1）A．由电池总反应可知，放电时正极氧气参与反应，电极反应式为（或）；A错误； B．结构相似，分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机物互为同系物；偏氟乙烯(CF2=CH2)与六氟丙烯相差4个F，2个H，不互为同系物，B错误； C．氟元素的电负性很强，F−C键极性很强，氟原子带部分负电荷，可以与钠离子相互作用，使钠离子在电解质中更容易迁移，C正确； D．据A项分析，每消耗1 mol氧气转移1 mol电子，则每消耗32 g O2（1 mol），外电路中转移1 mol电子，数目为NA，D正确； 答案为CD； （2）空气中的CO2、H2O会与钠或NaO2反应，导致电池电极材料变质，反应副产物增多，降低电池性能和寿命，同时空气中氧气浓度低于纯氧，会降低电池效率，所以钠氧电池主要依靠纯氧而不是空气来进行反应。 9．【电化学原理在废水废渣处理中的应用】（25-26高三上·上海·阶段检测）工业废水和废渣中会产生含硫(-2价)污染物，需经处理后排放。 I．废气处理 (1)我国固体氧化物电池技术研发取得新突破。利用该科技实现了H2S废气资源回收，并得到单质硫的原理如图所示。下列说法正确的是_______。 A．电极a上的电极反应： B．电路中每流过电子，正极消耗 C．电极b为电池负极 D．该装置实现了电能向化学能的转化 (2)某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(主要成分为)，其工作原理如图。下列说法正确的是_______。（不定项） 已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低。 A．外电路的电流方向：碳棒b→碳棒a B．碳棒b存在电极反应： C．工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率也降低 D．每处理，理论上需要光合菌生产(标准状况下) 【答案】(1)B (2)BC 【解析】（1）由图可知，该装置为化学能转化为电能的原电池，电极a为负极，氧离子作用下硫化氢在负极失去电子发生氧化反应生成S2和水，电极b为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子； A．由分析可知，电极a为负极，氧离子作用下硫化氢在负极失去电子发生氧化反应生成S2和水，电极反应式为，A错误； B．由分析可知，电极b为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为，则电路中每流过4 mol电子时，正极消耗氧气的物质的量为1mol，B正确； C．由分析可知，电极b为正极，C错误； D．由分析可知，该装置为化学能转化为电能的原电池，D错误； 故选B； （2）由图可知，碳棒a为原电池的正极，光合菌作用下，二氧化碳光照条件下转化为氧气，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极b为负极，氧硫化菌作用下二硫化亚铁在负极失去电子发生氧化反应生成硫单质，而后氧硫化菌做催化剂，硫在水分子作用下失去电子生成硫酸根和氢离子，则电池工作一段时间后，溶液酸性增强； A．由分析可知，碳棒a为原电池的正极，电极b为负极，则外电路的电流方向：碳棒a→碳棒b，A错误； B．由分析可知，电极b为负极，负极上存在氧硫化菌做催化剂，硫在水分子作用下失去电子生成硫酸根和氢离子的反应，电极反应式为：，B正确； C．由题给信息可知，随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低，由分析可知，电池工作一段时间后，溶液酸性增强，则硫氧化菌活性降低，导致电池效率也降低，C正确； D．由图可知，二硫化铁最终转化为硫酸亚铁，转化过程中失去电子的物质的量为14mol，则由得失电子数目守恒可知，理论上需要光合菌生产标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol=78.4L，D错误； 故选BC。 10．（25-26高三上·上海·期中）高能锂电池(如图所示)采用LiPF6作电解质，电池工作时在两极间迁移，原理可以表示为：。 (1)电池工作时，b极反应式为_______。 (2)对该电池充电时，a极应_______。 A．连电源负极　　　　　B．连电源正极 (3)用同族元素As代替P得到的也可用作锂电池电解质。研究发现，在相同条件下，在中迁移速率较中更快，可能的原因是_______。 【答案】(1) (2)A (3)As的原子半径大于P，的体积更大，对Li+的束缚作用更弱，Li+迁移时受到的空间阻碍更小，迁移速率更快 【解析】（1）高能锂电池工作原理：，锂元素化合价升高失电子，则a为负极；铁元素化合价降低得电子，则b为正极；正极反应式为：； （2）a为负极，该电池充电时a应连接电源的负极；故选A； （3）As的原子半径大于P，的体积更大，对Li+的束缚作用更弱，Li+迁移时受到的空间阻碍更小，故迁移速率更快。 11．【离子交换膜的在电化学装置中的作用】（2026高三·上海·专题练习）碱性混合多硫化物—空气液流电池具有成本低、性能稳定等优点，其工作原理如图所示。 注：a．阳离子交换膜、b．阴离子交换膜 (1)充电时，A极的电极反应式为___________。 (2)放电时，每消耗，Ⅲ室溶液的质量减少___________g。 A．18 B．23 C．36 D．68 【答案】(1) (2)C 【解析】（1）由图可知，放电时，电极A上转化为失电子发生氧化反应，故A为负极，B为正极，充电时为阴极，得电子被还原为，电极反应式为：； （2）放电时，极为正极， 反应，电极反应为，转移电子，膜b为阴离子交换膜，生成的移出Ⅲ室；进入Ⅲ室的质量为，移出的质量为，因此Ⅲ室质量减少，故答案选C。 12．【新型化学电池+离子液体】（25-26高三下·上海·阶段检测）《自然》杂志报道了一种可在1分钟内完成充放电的超快铝离子电池。该电池以金属铝、石墨(用表示)作为电极，用和有机正离子构成的离子液体作为离子导体，其放电时的工作原理如图所示。 (1)该电池放电时，负极反应式为___________。 (2)下列关于该电池说法错误的是___________。 A．放电时，铝电极质量减少27 g，则石墨电极质量减少507 g B．充电时，阳极电极反应式为 C．充电时，电流由铝电极经离子液体流向石墨电极 D．该铝离子电池主要依靠在两电极之间的来回移动而实现充放电循环 【答案】(1) (2)C 【解析】(1)放电时为负极，失电子，结合生成，电极反应式为：。 (2)A．放电时负极（Al）电极反应为：，消耗；正极（石墨）电极反应为：，减少27 g（1 mol）转移3 mol电子，每摩尔电子对应石墨电极释放，质量减少，A正确； B．充电时阳极（石墨）发生氧化反应，失去电子，电极反应式为：，B正确； C．充电时石墨为阳极接电源正极，为阴极接电源负极，电流在电解质（离子液体）中从石墨电极流向铝电极，C错误； D．放电时负极（Al）电极反应为：，消耗；正极（石墨）电极反应为：，生成，放电时从正极（石墨电极）向负极（铝电极）移动。充电时阳极（石墨电极）电极反应为：，消耗； 阴极（铝电极）电极反应式为：，生成，充电时从阴极（铝电极）向阳极（石墨电极）移动，故该电池充放电过程依靠在两电极之间迁移循环，D正确； 故选C。 真题·实战演练 1．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）化学助力人工智能的发展，下列说法正确的是 A．锂离子电池可将化学能转化为电能 B．氮化镓（）半导体属于有机材料 C．光导纤维纤芯的主要成分是单晶硅 D．数据中心冷却系统冷却液的汽化涉及化学键断裂 【答案】A 【解析】A．锂离子电池属于原电池装置，工作时可将化学能转化为电能，A正确； B．氮化镓（GaN）属于新型无机非金属材料，不是有机材料，B错误； C．光导纤维纤芯的主要成分是二氧化硅，单晶硅是芯片的主要成分，C错误； D．冷却液汽化属于物理变化，仅克服分子间作用力，不涉及化学键断裂，D错误； 故选A。 2．（2026·江西·高考真题）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 【答案】D 【分析】该装置为阴离子交换膜电解池，右侧通入与生成，氮元素化合价从0降低至-3，发生得电子的还原反应，因此右侧电极为阴极，连接电源负极b，阴极反应为；左侧电极为阳极，连接电源正极a，在阳极失电子发生氧化反应，阳极反应为，总电解反应为； 【解析】A．阳极是失去电子生成氧气，正确电极反应式为，A错误； B．右侧转化为，N元素化合价降低发生得电子的还原反应，故右侧为阴极，b为电源负极，a为电源正极，外电路电子只能在导线中移动，路径为b流向阴极、阳极流向a，不存在b直接流向a的路径，B错误； C．根据总反应，生成消耗，则生成 仅消耗，C错误； D．电解池通用规律为阴离子向阳极移动，阳极在装置左侧，体系中迁移的阴离子可穿过阴离子交换膜，因此从阴极区向阳极区移动，D正确； 故选D。 3．（2026·湖南·高考真题）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 【答案】B 【解析】A．石墨具有良好的导电性，添加到电极材料中可增强电极的导电性，A正确； B．题干明确难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的，正极反应物是固体，正极反应应为，B错误； C．原电池放电时，阳离子向正极移动，因此从负极向正极移动，C正确； D．负极反应为，2.1g 的物质的量为，理论上外电路中通过，D正确； 故选B。 4．（2026·云南·高考真题）一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法正确的是 A．充电时，模式Ⅱ的反应为 B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成 C．放电时，体系中的向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 【答案】D 【分析】中S元素为+6价，由此可知模式I放电过程中石墨电极上S元素化合价降低，发生还原反应，为正极，锂电极为负极，充电过程中石墨电极为阳极，锂电极为阴极。 【解析】A．充电时，模式II阴极上LiCl得到电子生成Li，阳极上Li2S2O4失去电子生成，根据守恒关系可知模式II的反应为，A项错误； B．模式I充电时总反应为，充电过程中Li元素化合价降低，S元素及部分Cl元素化合价升高，因此外电路通过1mol电子，石墨阳极上最多生成0.25mol Cl2，B项错误； C．放电时，Li+移向正极，即石墨电极，C项错误； D．放电时，模式I的总反应与转移电子关系为，模式II的总反应与转移电子关系为，由此可知分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ，D项正确； 故答案为D。 5．（2026·贵州·高考真题）储能技术是新能源产业发展的重要支撑。一种基于TEMPO衍生物作为正极储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图。 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．充电时，电子从电源的负极流向a极，由b极流向电源的正极 C．放电时，正极反应为 D．放电时，外电路转移2 mol电子，理论上负极区溶液质量减少71 g 【答案】B 【分析】放电时，a是负极，电极反应：，b是正极，电极反应：，充电时，a是阴极，b是阳极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【解析】A．充电时电极a连接电源负极，为阴极，得电子发生还原反应，A错误； B．充电时电子仅在外电路移动，由电源负极流向阴极a，再由阳极b流向电源正极，B正确； C．放电时正极发生得电子的还原反应，正确反应为，选项给出的是失电子的氧化反应，C错误； D．放电时阴离子向负极移动，转移2 mol电子时，有2 mol 进入负极区，负极区溶液质量增加71 g，而非减少，D错误； 故选B。 6．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）某科研团队利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简单处理可恢复。下列说法正确的是 A．膜为阳离子交换膜 B．当气体通入左室开始工作时，电极a为正极 C．理论上，电路中通过的与消耗的物质的量之比为 D．电池总反应为 【答案】D 【分析】根据题干“工作时，反应的S和物质的量相等”，结合化合价变化可得电子守恒的电极反应：左室电极a为正极，电极反应：；右室电极b为负极：电极反应，，加热时释放，据此解答。 【解析】A．反应后左室消耗，剩余多余的；右室生成带正电的，正电荷多余。需要（阴离子）从左室迁移到右室平衡电荷，因此膜为阴离子交换膜；若为阳离子交换膜，向左侧移动，无法实现该电池的功能，A错误 B．放电完成后，电极a的S完全转化为，电极b的完全转化为S；加热右室电解液，分解放出，将通入左室后重新开始工作时，电极a现在为，发生失电子的氧化反应，为负极，B错误； C．根据负极反应，转移时，消耗，因此电路中通过的与消耗的物质的量之比为，不是，C错误； D．将正负极反应相加，消去两边均有的S、和电子，得到总反应： ，化简得，D正确； 故选D。 7．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于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．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 【答案】D 【分析】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，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。 【解析】A．放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以向b极迁移，A正确； B．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； C．a电极是负极，电极反应式为，C正确； D．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； 答案选D。 8．（2024·全国甲卷·高考真题）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．充电时，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，电极质量减少，电极生成了 【答案】C 【分析】Zn具有比较强的还原性，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，所以电极为正极，Zn电极为负极，则充电时电极为阳极、Zn电极为阴极。 【解析】A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即向阴极方向迁移，A不正确； B．放电时，负极的电极反应为，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．放电时电极为正极，正极上检测到和少量，则正极上主要发生的电极反应是，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，由正极的主要反应可知，若正极上只有生成，则生成的物质的量为0.020mol，但是正极上还有生成，因此，的物质的量小于0.020mol，D不正确； 综上所述，本题选C。 9．（2024·新课标卷·高考真题）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 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18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 【答案】C 【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。 【解析】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确； B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确； C．根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，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； D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。 综上所述，本题选C。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $