第02讲 原电池、化学电源（专项训练）（全国通用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦原电池原理及化学电源应用，按考向分层设计，覆盖基础到创新题型，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| |----|-----------|----------|----------| |基础演练|22题（7考向）|原电池构成/原理辨析、电极反应判断|从原电池工作原理到原理应用，构建“概念-推导-应用”逻辑链| |重难创新|12题（新型电池）|多液/液流电池分析、电极反应书写|结合新型电池（镍离子/固态电池等），深化科学探究与模型认知| |真题实战|12题（近年高考题）|高考真题再现，综合应用考查|对接高考命题趋势，强化科学态度与责任，提升解题迁移能力|

函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 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 2 3 4 5 6 8 9 10 D C C A B A D D A 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B C B D B D 2 22 B 重难·创新演练 1 2 4 5 6 8 9 10 D D C C B C B A D 11 12 D C 真题实战演练 2 3 又 5 6 8 9 10 A C D C A D B C B 11 12 C 112 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 2/2 第02讲 原电池、化学电源(专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考查原电池工作原理 考查原电池原理的应用 考查一次电池的工作原理及应用 考查可充电电池的工作原理及应用 考查燃料电池的工作原理及应用 考查多液电池的工作原理及应用 考向07 考查液流循环电池的工作原理及应用 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查原电池工作原理 1．若将反应：Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑设计成原电池(如右图)，则下列说法不正确的是( ) A．该装置实现了化学能转化为电能 B．b 极表面发生了还原反应 C．c 溶液可以是ZnSO4 溶液 D．盐桥中的Cl-移向右边烧杯 2．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(　　) A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极 B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子 3．铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是( ) A．原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu B．电池工作时，导线中电子流向为Zn→Cu C．正极反应为Zn-2e-=Zn2+，发生还原反应 D．电池工作时，盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动 考查原电池原理的应用 4．把铁条放入盛有过量稀硫酸的试管中，下列改变不能加快氢气产生速率的是( ) A．改铁条为镁条 B．滴加少量CuSO4溶液 C．改稀硫酸为98%的硫酸 D．升高溶液的温度 5．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　　) A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N 6．【标准电动势】通过测定下图电池的标准电动势(V)，可计算电池总反应的平衡常数。已知：，该电池z=1；盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。下列说法错误的是( ) A．正极反应为AgCl+e-=Ag+Cl- B．反应后，右侧烧杯中c(AgNO3)增大 C．每转移1mole-，两个电极的质量共减少143.5g D．若，Ag+(aq)+ Cl-(aq)AgCl(s)的平衡常数为 考查一次电池的工作原理及应用 7．根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法正确的是( ) A．锌筒质量逐渐减小 B．该电池可以反复充放电 C．石墨棒作负极 D．电流从锌筒通过导线流向石墨棒 8．碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电时发生反应：Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是( ) A．Zn发生还原反应 B．正极发生反应 C．电池工作时向正极方向移动 D．理论上，每转移0.1mol电子，有8.8gMnOOH生成 9．一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应被可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2+氧化、自身被还原为SO42-。下列关于该电池的说法正确的是( ) A．电池放电时将电能转化为化学能 B．放电时Li+由正极区移向负极区 C．放电时的负极反应为 D．氧化SO42-罐中反应的离子方程式为2Fe2++ S2O82-=2Fe3++2 SO42- 考查可充电电池的工作原理及应用 10．(2026·云南昭通高三联考)铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，放电时的总反应为Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O，电池构造示意图如图所示。下列有关说法错误的是( ) A．充电时，阳极发生还原反应 B．放电时，H+向正极移动 C．电池放电时，Pb和PbO2电极的质量均增大 D．若用直流电源充电时，电池的负极与电源的负极相连 11．【镍离子电池】(2026·吉林长春高三模拟)某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3，关于该电池说法错误的是( ) A．该电池在首次充电中，V元素化合价升高 B．Na3V2(PO4)3电极的电势高于Ni@C电极 C．该电解液一定是有机溶剂 D．放电时，正极的电极反应式为：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3 12．【固态电池】(2026·陕西榆林高三模拟)固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。一种固态锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，电极B为LiCoO2薄膜，集流体起导电作用，电池总反应可表示为。下列说法错误的是( ) A．充电时，集流体与外接电源的负极相连 B．放电时，电极B的电极反应为Li1- xCoO2+ xLi++xe-= LiCoO2 C．放电时，外电路通过1mol电子时，LiPON薄膜电解质损失1molLi+ D．该固态电池不能使用饱和氯化锂水溶液作电解质 考查燃料电池的工作原理及应用 13．乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为2CH2CH2+O22CH3CHO。下列有关说法正确的是(　　) A．a电极发生还原反应 B．放电时，每转移2 mol电子，理论上需要消耗28 g乙烯 C．b极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH- D．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b 14．一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为BH＋2O2===BO＋2H2O。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．电子由Pt电极经外电路、石墨电极、NaOH溶液回到Pt电极 B．负极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O C．OH－透过阴离子交换膜向石墨电极迁移 D．外电路通过0.4 mol电子时，有2.24 L O2在石墨电极上参与反应 15．【瓦斯报警器】在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极a的电势比多孔电极b高 B．O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol 考查多液电池的工作原理及应用 16．(2026·广东中山高三模拟)我国科研工作者研发了一种光电催化系统，其工作原理如图所示。工作时，光催化Fe2O3电极产生电子和空穴；H2O在双极膜界面处解离成H＋和OH-，有利于电极反应顺利进行。下列说法不正确的是( ) A．双极膜中靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜 B．电路中每转移2mol电子，左室消耗2molOH- C．GDE电极发生的反应为O2＋2H＋＋2e-=H2O2 D．空穴和电子的产生驱动了脱硫与H2O2制备反应的发生 17．(2026·山东日照高三联考)铜—硫可充电电池放电过程如图所示。下列说法正确的是( ) A．放电时，电极a为负极 B．离子交换膜可以是阳离子交换膜 C．若x=1，则充电时阳极反应为8CuS-16e-=S8+8Cu2+ D．放电时，隔膜两侧的铜离子和锌离子浓度均减小 18．(2026·湖北孝感三模)以二羟基苯醌为电极材料的新型水性可充电空气电池具有很广的应用前景。已知在酸性电解质中放电过程的物质转化如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，b电极发生还原反应 B．放电时，氢离子通过阳离子交换膜向电极移动 C．充电时，电路中有电子通过，电极产生0.05 mol气体 D．充电时的a电极反应为：-2e-=+2H+ 19．(2026·河南南阳三模)研究人员开发了一种高效催化剂用于高效光电化学水分解，其工作原理是光照射催化剂表面产生电子和“空穴()”，然后，电子和“空穴”启动电解水的反应，如图所示。下列叙述正确的是( ) A．a极发生氧化反应，b极为阳极 B．a极总反应式为4OH-+4h+=O2↑＋2H2O C．每生成1molH2，溶液中增加OH- D．电子由b极经外电路流向a极 考向07 考查液流循环电池的工作原理及应用 20．【蓄电系统】下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的工作示意图： 左右两侧为电解质储罐，中间为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池之间循环。电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过。放电前被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。则下列说法正确的是( ) A．右储罐中的电解质为NaBr/NaBr3 B．充电过程中Na+通过膜从右向左流动 C．电池充电时，阳极的电极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4 D．电池放电时，右侧储罐中如果液体流速下降，可能会有其他多硫离子如S32-生成 21．【钒液流电池】(2026·浙江嘉兴市高三教学测试)液流电池是电化学储能领域的研究热点之一，一种钒液流电池的结构及其充电时的工作原理如图所示，其电解液存储在储液罐中，使用时将电解液分别泵入阴极室和阳极室中。下列说法不正确的是( ) A．a为正极 B．放电时，VO2+-e-+H2O=VO2++2H+ C．充电时，每生成1 molVO2+，有从左室向右室迁移 D．充电时，具有较高能量的产物被泵回储液罐，将能量储存起来 22．【钱铁液流电池】(2026·浙江省七校联盟高三一模)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，下列说法不正确的是( ) A．隔膜应该为阴离子交换膜 B．b极电解材料应该为石墨电极 C．充电时，隔膜两侧溶液浓度均增加 D．充电时，a与外接电源的负极相连 重难·创新演练 1．【二次水系电池】(2026·河北邢台三模)某科研团队开发了一种含有I-和) Br-的高浓度异卤电解质的二次水系电池，为高能量密度水系电池的设计提供了新思路。电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．放电时，电极 X 为正极，发生还原反应 B．充电时，溶液中 由左向右移动 C．充电时，电极 X 质量增加 D．放电时，电极 Y 的反应有：I2 +2Br--2e- =2IBr 2．(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模) CO2和SO2协同电解水制氢技术装置如下图所示，CO2和SO2被NaOH溶液吸收形成吸收液，通过电解在左池重新生成NaOH溶液及在右池回收CO2，实现烟气的脱硫脱碳。下列说法正确的是( ) A．电极B与电源负极相连 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．可将右池中硫酸溶液换成盐酸 D．阳极区可能还存在电极反应：SO32--+H2O-2e-= SO42--＋2H＋ 3．(2026·陕西渭南一模)我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的Zn-NH3电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，OH-从右向左通过阴离子交换膜 B．充电时，阴极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-= Zn+4OH- C．复合石墨电极表面，放电时析氢，充电时氨氧化 D．充电时，每生成3 mol Zn，阳极室溶液质量减小28 g 4．【大气固碳电池】(2026·江苏南京高三模拟)一种电化学“大气固碳”电池工作原理如图所示。该电池充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3发生氧化，释放出CO2和O2。下列说法不正确的是( ) A．放电时电极A是负极 B．该电池不可选用含水电解液 C．充电时阳极发生的反应为： D．该电池每放、充各4 mol电子一次，理论上能固定1 molCO2 5．【锂电池】(2026·江西新余考前高三模拟)一种锂离子电池总反应方程式：，电极材料分别为嵌锂石墨，钴酸锂(LiCoO2)。某时段的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．图示中的电池处于充电状态 B．放电时，嵌锂石墨作正极 C．充电时，阴极发生的反应为xLi＋+Cy+xe-=LixCy D．充电时，钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目 6．(2026·湖北武汉高三模拟)我国科学家设计了以金属 和负载金属 的碳纳米管为电极，以无水含锂有机物为电解质的可充电锂电池体系。如图所示，该体系通过电池放电生成 催化界面，实现了在常温常压条件下低能耗合成氨。 下列说法错误的是( ) A．放电时，Li++e-+Ru=LiRu ，将Li附着在Ru表面 B．延长放电时间，能生成更多Li，增加LiRu催化剂活性 C．N≡N键能大，不易解离为N原子，LiRu催化剂能降低N2解离时的活化能 D．充电时，需要额外消耗少量电能以除去催化剂表面吸附的杂质并恢复到初始放电状态 7．【钾离子电池】(2026·山西晋城三模)我国研究人员制备了一种全新的高稳定性水系钾离子电池，其放电原理如图甲所示(已知)，右侧电极材料的晶胞结构如图乙所示，其中K+嵌在部分小立方体的中心。下列叙述正确的是( ) A．放电时，KxPTCDI为正极 B．充电时，阳极的电极反应为KxPTCDI - xe- = PTCDI + xK+ C．当右侧电极材料中K+嵌入率为25%时，n(Fe2+)：n(Fe3+)=1：3 D．充电时，当右侧电极材料中K+嵌入率由80%下降到30%时，电路中通过的电子数为NA 8．【有机软包电池】(2026·湖北十堰高三模拟)天津大学科研团队设计出一种有机软包电池，其电极在弯折拉伸下仍保持完整，放电时，Pt/C电极发生的反应为H2－2e-=2H＋下列说法错误的是( ) A．充电时，电子由1，2-NQ极经外电路流向Pt/C极 B．放电时，每转移2mole-，Pt/C电极消耗H222.4 L C．放电时，H+通过隔膜由左向右迁移 D．放电时，1，2-NQ电极发生还原反应 9．【镍离子电池】(2026·陕西渭南三模)某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3。关于该电池说法错误的是( ) A．该电池在首次充电中，V元素化合价不变 B．充电时，Ni@C电极的电极反应式为：Ni2++2e-=Ni C．充电时，电解液中的阳离子向阴极移动 D．放电时，正极的电极反应式为：NaV2(PO4)3+ Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3 10．(2026·安徽合肥高三模拟)我国科学家研发PBFDO(聚苯并二呋喃酮)有机高分子正极材料，应用于有机锂离子电池，图甲为电池示意图，图乙为放电时PBDFO电极工作原理示意图。下列说法错误的是( ) A．放电时，外电路电子流入PBFDO共轭骨架，形成负电荷中心，吸引定向迁移 B．充电时，阴极反应：Li++e-=Li C．放电时，外电路每通过1mol电子，正极质量增加7g D．PBFDO分子间氢键网络促进电子链间跃迁，使材料具有高导电性 11．【钠离子电池】(2026·山东济南高三模拟)某新型钠离子二次电池电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基以增强电化学活性，充电时工作原理如图所示。已知：电荷量电流时间；；单个电子的电荷量。下列说法错误的是( ) A．充电时，电极质量减小 B．充电一段时间，电解质溶液中Na＋浓度基本保持不变 C．放电时，电极B电极反应为NaxCy－xe-=xNa＋+Cy D．放电时，以3.2A恒定电流工作14分钟，电极质量减少0.92g，化学能转化为电能的转化率为30% 12．【新型储能电池】(2026·浙江杭州高三模拟)新型储能电池是新能源领域的研究热点，一种基于Na-CO2电池的新型电化学装置(可用于电网储能)，其工作原理如图所示，电极材料为多孔Na电极、多孔碳电极，电解质为熔融NaCl-AlCl3(不参与电极反应)，电池总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。 下列说法错误的是( ) A．放电时，多孔Na电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Na-e-=Na+ B．放电时，多孔碳电极为正极，CO2在该电极上发生还原反应，且有C生成 C．充电时，外接电源的正极接多孔Na电极，该电极发生Na+得电子的还原反应 真题·实战演练 1．(2025·海南卷，1，2分)我国发电量及用电规模久居世界第一。以下不属于绿电的是( ) A．火力发电 B．光伏发电 C．水力发电 D．风力发电 2．(2025·安徽卷，13，3分)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1mol电子，c(H＋)降低1mol·L-1 3．(2024·北京卷，3，3分)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。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，NH4+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＋ 4．(2024·江苏卷，8，3分)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1mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×10-23 5．(2024·广西卷，9，3分)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 6．(2024·福建卷，9，4分)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)NLi，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1molCl2，需消耗2molLi D．放电时总反应：6Li+N2+4CF3SO2Cl=2(CF3SO2)NLi+4LiCl 7．(2024·江西卷，11，3分)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NO3-+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 8．(2024·安徽卷，11，3分)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：I3-+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·全国新课标卷，12，6分)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Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a 10．(2024·江西卷，11，3分)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NO3-+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 11．(2024·全国甲卷，12，6分)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=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0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH 12．(2024·河北卷，13，3分)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()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Mg+2CO2= 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1mol电子，理论上可转化1mol CO2 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 考查原电池工作原理 考查原电池原理的应用 考查一次电池的工作原理及应用 考查可充电电池的工作原理及应用 考查燃料电池的工作原理及应用 考查多液电池的工作原理及应用 考向07 考查液流循环电池的工作原理及应用 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查原电池工作原理 1．若将反应：Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑设计成原电池(如右图)，则下列说法不正确的是( ) A．该装置实现了化学能转化为电能 B．b 极表面发生了还原反应 C．c 溶液可以是ZnSO4 溶液 D．盐桥中的Cl-移向右边烧杯 【答案】D 【解析】A项，形成原电池，是化学能变成电能，正确，不选A；B项，根据电子移动方向确定，说明a为负极，b为正极，发生还原反应，正确，不选B；C项，锌做原电池的负极，所以c为硫酸锌，正确，不选C；D项，盐桥中氯离子向负极移动，即向左侧烧杯移动，错误，选D。 2．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(　　) A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极 B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子 【答案】C 【解析】该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，电极Ⅱ为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是连接内电路，平衡电荷。 3．铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是( ) A．原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu B．电池工作时，导线中电子流向为Zn→Cu C．正极反应为Zn-2e-=Zn2+，发生还原反应 D．电池工作时，盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动 【答案】C 【解析】在原电池中，若两金属做电极，一般活泼金属做负极，不活泼金属做正极。Ⅰ和Ⅱ两个原电池装置中，都是锌做负极，铜做正极。A项，原电池Ⅰ和Ⅱ中，Zn为负极，Cu为正极，CuSO4为电解质溶液，工作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故A正确；B项，在原电池中，负极锌失去电子，经外电路流向正极铜，故B正确；C项，正极反应为Cu2++2e-=Cu，发生还原反应，故C错误；D项，在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，装置Ⅱ中，右侧烧杯中的铜为正极，左侧烧杯中的锌为负极，所以盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动，故D正确；故选C。 考查原电池原理的应用 4．把铁条放入盛有过量稀硫酸的试管中，下列改变不能加快氢气产生速率的是( ) A．改铁条为镁条 B．滴加少量CuSO4溶液 C．改稀硫酸为98%的硫酸 D．升高溶液的温度 【答案】C 【解析】A项，镁比铁更活泼，与稀硫酸反应速率更快，能加快氢气产生速率，A正确；B．滴加少量CuSO4，Fe与CuSO4反应生成Cu，Fe、Cu和稀硫酸构成原电池，加快反应速率，B正确；C．常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，无法产生氢气，C错误；D．升高溶液温度，反应速率加快，D正确；故答案选C。 5．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　　) A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N 【答案】A 【解析】由①知，金属活动性：M＞N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：P＞M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N＞E。综合可知，金属活动性：P>M>N>E，A正确。 6．【标准电动势】通过测定下图电池的标准电动势(V)，可计算电池总反应的平衡常数。已知：，该电池z=1；盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。下列说法错误的是( ) A．正极反应为AgCl+e-=Ag+Cl- B．反应后，右侧烧杯中c(AgNO3)增大 C．每转移1mole-，两个电极的质量共减少143.5g D．若，Ag+(aq)+ Cl-(aq)AgCl(s)的平衡常数为 【答案】B 【解析】原电池Ag电极为负极，发生反应：Ag-e-=Ag+，电极做正极，电极反应为：AgCl+e-=Ag+ Cl-。原电池反应过程中Cl-向右侧烧杯迁移，K+向左侧迁移。A项，正极反应为AgCl+e-=Ag+ Cl-，负极反应为Ag-e-=Ag+，A正确；B项，原电池反应过程中Cl-向右侧烧杯迁移，与2H2O-4e- =O2↑＋4H＋生成AgCl沉淀，右侧烧杯中AgNO3浓度保持不变，B错误；C项，正极反应为AgCl+e-=Ag+ Cl-，负极反应为Ag-e-=Ag+，每转移1mole-时，负极质量减少108g，正极质量减少35.5g，两极共减少143.5g，C正确；D项，z=1，代入，，这是电池总反应AgCl(s) Ag+(aq)+ Cl-(aq)的平衡常数，则Ag+(aq)+ Cl-(aq)AgCl(s)平衡常数，D正确；故选B。 考查一次电池的工作原理及应用 7．根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法正确的是( ) A．锌筒质量逐渐减小 B．该电池可以反复充放电 C．石墨棒作负极 D．电流从锌筒通过导线流向石墨棒 【答案】A 【解析】图示的电池为锌锰电池，锌筒作为电池的负极，其电极反应式为Zn－2e-=Zn2＋，碳棒为电池的正极，其反应的电极方程式为2NH4＋＋2e-= NH 3↑+ H2↑。A项，根据电池反应，锌筒作为电池负极逐渐被反应，锌筒质量逐渐减小，A正确；B项，该电池为一次电池，放电后不能重复充电，B错误；C项，石墨棒作为正极，体系中NH4＋在此电极上放电，C错误；D项，电池中锌失去电子后通过导线转移到石墨棒上，电流方向为石墨到锌筒，D错误；故选A。 8．碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电时发生反应：Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是( ) A．Zn发生还原反应 B．正极发生反应 C．电池工作时向正极方向移动 D．理论上，每转移0.1mol电子，有8.8gMnOOH生成 【答案】D 【解析】碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH，负极为锌失电子，发生氧化反应，正极为二氧化锰，发生还原反应，电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，据此分析。A项，负极是金属锌，失电子，发生氧化反应，故A错误；B．正极上得电子，发生还原反应，所以正极的电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，故B错误；C．电池工作时，阴离子向负极移动，则OH-通过向负极移动，故C错误；D．反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价，则每转移0.1mol电子，有0.1mol×88g/mol=8.8gMnOOH生成，故D正确；故选D。 9．一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应被可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2+氧化、自身被还原为SO42-。下列关于该电池的说法正确的是( ) A．电池放电时将电能转化为化学能 B．放电时Li+由正极区移向负极区 C．放电时的负极反应为 D．氧化SO42-罐中反应的离子方程式为2Fe2++ S2O82-=2Fe3++2 SO42- 【答案】D 【解析】A项，原电池是将化学能转化为电能的装置， 放电时将化学能转化为电能，A错误；B项，放电时原电池内部阳离子向正极移动，B错误；C项，放电时的负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Li-e-=Li+，C错误；D项，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为SO42-，反应的离子方程式为：2Fe2++ S2O82-=2Fe3++2 SO42-，D正确；故选D。 考查可充电电池的工作原理及应用 10．(2026·云南昭通高三联考)铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，放电时的总反应为Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O，电池构造示意图如图所示。下列有关说法错误的是( ) A．充电时，阳极发生还原反应 B．放电时，H+向正极移动 C．电池放电时，Pb和PbO2电极的质量均增大 D．若用直流电源充电时，电池的负极与电源的负极相连 【答案】A 【解析】铅酸蓄电池放电时总反应为Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O，单质铅作负极，铅失电子发生氧化反应，负极电极反应式为Pb+SO42--2e-=PbSO4；二氧化铅为正极，PbO2得电子发生还原反应，正极电极反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O；充电时该装置变为电解池，原铅负极对应阴极发生还原反应PbSO4+2e-=Pb+SO42-，原二氧化铅正极对应阳极发生氧化反应PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-。A项，充电时，阳极失电子发生氧化反应，A错误；B项，放电时，阳离子向正极移动，B正确；C项，Pb和PbO2放电时都生成PbSO4沉积在电极上，则电极质量均增大，C正确；D项，充电时电池的负极发生还原反应，需与直流电源的负极相连，D正确；故选A。 11．【镍离子电池】(2026·吉林长春高三模拟)某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3，关于该电池说法错误的是( ) A．该电池在首次充电中，V元素化合价升高 B．Na3V2(PO4)3电极的电势高于Ni@C电极 C．该电解液一定是有机溶剂 D．放电时，正极的电极反应式为：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3 【答案】C 【解析】由题可知，首次充电时，含V基质脱出Na+，化合价升高，作阳极，Ni@C为阴极；放电时含V基质得电子，作正极，Ni@C失电子作负极。A项，首次充电时，Na3V2(PO4)3脱出2个Na+，变为NaV2(PO4)3，脱出2个单位正电荷后，V元素总化合价升高2价，因此V元素化合价升高，A 正确；B项，充电时，Na3V2(PO4)3电极作阳极，Ni@C失电子作阴极，阳极的电势高于阴极，B正确；C项，该电池含Ni2+相关组分，若用水溶液作为电解质，充电过程可能发生水的电解副反应，影响Ni2+的嵌入，因此通常选用有机溶剂作为电解液。但“一定”为有机溶剂的说法过于绝对，存在特殊水系耐腐蚀体系，C错误；D项，由分析知，放电时右侧为正极，得电子，电极方程式为：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3，D正确；故选C。 12．【固态电池】(2026·陕西榆林高三模拟)固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。一种固态锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，电极B为LiCoO2薄膜，集流体起导电作用，电池总反应可表示为。下列说法错误的是( ) A．充电时，集流体与外接电源的负极相连 B．放电时，电极B的电极反应为Li1- xCoO2+ xLi++xe-= LiCoO2 C．放电时，外电路通过1mol电子时，LiPON薄膜电解质损失1molLi+ D．该固态电池不能使用饱和氯化锂水溶液作电解质 【答案】C 【解析】根据总反应判断电极性质：放电(原电池)时，LixSi转化为Si，失电子，因此电极A为负极，电极B为正极；充电时，原负极作阴极，原正极作阳极。A项，充电时，电极A(原负极)作阴极，阴极需要与外接电源的负极相连，因此集流体A接外接电源负极，A正确；B项，放电时电极B为正极，Li1- xCoO2得电子结合Li＋生成LiCoO2，电极反应为Li1- xCoO2+ xLi++xe-= LiCoO2，B正确；C项，放电时，Li＋只在LiPON电解质中定向迁移，负极生成1molLi＋，正极消耗1molLi＋，电解质中Li＋的总物质的量不变，不会损失Li＋，C错误；D项，电池含活泼锂，锂能与水反应，因此不能使用氯化锂水溶液作电解质，D正确；故选C。 考查燃料电池的工作原理及应用 13．乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为2CH2CH2+O22CH3CHO。下列有关说法正确的是(　　) A．a电极发生还原反应 B．放电时，每转移2 mol电子，理论上需要消耗28 g乙烯 C．b极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH- D．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b 【答案】B 【解析】由题图可知，a电极通入乙烯，为负极，放电时乙烯发生氧化反应生成乙醛，A项错误；电解质溶液显酸性，b电极通入氧气，放电后生成水，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，C项错误；放电时电子从负极通过外电路向正极移动，D项错误。 14．一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为BH＋2O2===BO＋2H2O。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．电子由Pt电极经外电路、石墨电极、NaOH溶液回到Pt电极 B．负极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O C．OH－透过阴离子交换膜向石墨电极迁移 D．外电路通过0.4 mol电子时，有2.24 L O2在石墨电极上参与反应 【答案】B 【解析】在外电路中，电子由负极Pt电极经导线流向正极石墨电极，而在内电路中离子定向移动，电子不能进入到电解质溶液中，A错误；依据装置图可知Pt电极为负极，负极上BH失去电子被氧化变为BO，由于电解质溶液显碱性，含有大量的OH－，故负极的电极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，B正确；溶液中的阴离子OH－应该向正电荷较多的负极(Pt)迁移，C错误；没有指明反应条件是否是“标准状况”，因此不能进行有关计算，D错误。 15．【瓦斯报警器】在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极a的电势比多孔电极b高 B．O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol 【答案】C 【解析】已知图示为CH4燃料电池，通入甲烷即多孔电极a为负极，电极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，通入空气即O2的一极多孔电极b为正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-。A项，由分析可知，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，故多孔电极a的电势比多孔电极b低，A错误；B项，由分析可知，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，则O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极b经导线流向多孔电极a，B错误；C项，由分析可知，多孔电极a为负极，发生氧化反应，该电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，C正确；D项，由分析可知，负极电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，则标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为=0.02mol，D错误；故选C。 考查多液电池的工作原理及应用 16．(2026·广东中山高三模拟)我国科研工作者研发了一种光电催化系统，其工作原理如图所示。工作时，光催化Fe2O3电极产生电子和空穴；H2O在双极膜界面处解离成H＋和OH-，有利于电极反应顺利进行。下列说法不正确的是( ) A．双极膜中靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜 B．电路中每转移2mol电子，左室消耗2molOH- C．GDE电极发生的反应为O2＋2H＋＋2e-=H2O2 D．空穴和电子的产生驱动了脱硫与H2O2制备反应的发生 【答案】B 【解析】Fe2O3电极：光催化产生电子和空穴，电子通过外电路流向GDE电极，因此为阳极。左室中SO32-被氧化为SO42-，结合碱性环境和双极膜提供的OH-，阳极反应为：SO32--2e-+2OH-=SO42-+H2O。GDE电极：作为阴极，O2得到电子生成H2O2，结合右侧酸性环境，阴极反应为：O2＋2H＋＋2e-=H2O2。A项，双极膜解离出的OH-需要移向阳极(Fe2O3电极)参与反应，阴膜允许阴离子(OH-)通过，因此靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜，A正确；B项，阳极反应中消耗的OH-由双极膜解离提供，并非左室原有NaOH溶液中的OH-；双极膜会持续解离补充到左室，左室的总量并未减少。因此“左室消耗2 mol”的说法错误，B不正确；C项，GDE电极为阴极，O2在酸性环境中得到电子生成H2O2，反应式O2＋2H＋＋2e-=H2O2满足电子守恒与电荷守恒，C正确；D项，光催化产生的电子流向阴极，驱动H2O2的制备反应；空穴在阳极驱动脱硫反应(SO32-氧化为SO42-)，因此空穴和电子的产生是两个反应的驱动力，D正确；故选B。 17．(2026·山东日照高三联考)铜—硫可充电电池放电过程如图所示。下列说法正确的是( ) A．放电时，电极a为负极 B．离子交换膜可以是阳离子交换膜 C．若x=1，则充电时阳极反应为8CuS-16e-=S8+8Cu2+ D．放电时，隔膜两侧的铜离子和锌离子浓度均减小 【答案】C 【解析】由图可知，放电时，电极a表面S8反应生成CuSx，S元素化合价降低，得到电子，发生还原反应xS8+8Cu2++16e-=8CuSx，为正极，则Zn电极为负极，失去电子，发生还原反应Zn-2e-=Zn2＋。A项，由分析知，电极a为正极，A错误；B项，放电时，正极区消耗铜离子，负极区生成锌离子，为维持电荷守恒，且保证两极区电解质不变，硫酸根离子从正极区迁移到负极区，所以离子交换膜为阴离子交换膜，B错误；C项，充电时，原正极(电极a)变为阳极，CuSx失电子发生氧化反应生成S8，若x=1，反应方程式为：8CuS-16e-=S8+8Cu2+，C正确；D项，放电时，b电极发生反应：Zn-2e-=Zn2＋，锌离子浓度增大， D错误；故选C。 18．(2026·湖北孝感三模)以二羟基苯醌为电极材料的新型水性可充电空气电池具有很广的应用前景。已知在酸性电解质中放电过程的物质转化如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，b电极发生还原反应 B．放电时，氢离子通过阳离子交换膜向电极移动 C．充电时，电路中有电子通过，电极产生0.05 mol气体 D．充电时的a电极反应为：-2e-=+2H+ 【答案】D 【解析】a电极上四羟基苯转化为二羟基苯醌，发生失电子的氧化反应，因此a为负极；b电极上O2得电子转化为H2O，发生还原反应，因此b为正极。A项，放电时b为正极，O2得电子发生还原反应，A正确；B项，原电池中阳离子向正极移动，因此H+通过阳离子交换膜向正极b移动，B正确；C项，充电时，b为电解池的阳极，电极反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，转移0.2mol电子时，生成O2的物质的量为，C正确；D项，充电时，a为电解池的阴极，阴极发生得电子的还原反应，电极反应应为二羟基苯醌得电子生成四羟基苯，其电极方程式为+2H++2e-=，D错误；故选D。 19．(2026·河南南阳三模)研究人员开发了一种高效催化剂用于高效光电化学水分解，其工作原理是光照射催化剂表面产生电子和“空穴()”，然后，电子和“空穴”启动电解水的反应，如图所示。下列叙述正确的是( ) A．a极发生氧化反应，b极为阳极 B．a极总反应式为4OH-+4h+=O2↑＋2H2O C．每生成1molH2，溶液中增加OH- D．电子由b极经外电路流向a极 【答案】B 【解析】根据装置中物质转化的化合价变化，a极上OH-转化为O2，O元素化合价升高，发生氧化反应，故a极为阳极；b极上H2O转化为H2，H元素化合价降低，发生还原反应，故b极为阴极。a极电极反应为4OH-+4h+=O2↑＋2H2O，b极电极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，总反应为2H2O=2H2↑+O2↑，电子由a极经外电路流向b极。A项，a极发生氧化反应正确，但b极H元素化合价降低发生还原反应，为阴极，A错误； B项，a极上OH-与空穴h+反应生成O2和H2O，配平电极反应式为4OH-+4h+=O2↑＋2H2O，B正确；C项，总反应为水分解生成氢气和氧气，溶液中OH-总量不变，每生成1molH2，b极生成的同时a极消耗，溶液中OH-物质的量不变，C错误；D项，电子由阳极a经外电路流向阴极b，D错误；故选 B。 考向07 考查液流循环电池的工作原理及应用 20．【蓄电系统】下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的工作示意图： 左右两侧为电解质储罐，中间为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池之间循环。电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过。放电前被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。则下列说法正确的是( ) A．右储罐中的电解质为NaBr/NaBr3 B．充电过程中Na+通过膜从右向左流动 C．电池充电时，阳极的电极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4 D．电池放电时，右侧储罐中如果液体流速下降，可能会有其他多硫离子如S32-生成 【答案】D 【解析】由电子流向，放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2(右罐)和NaBr3(左罐)，则Na2S2在负极失电子，NaBr3在正极得电子。放电时为原电池反应：负极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4，正极反应为NaBr3+2Na++2e-=3NaBr；充电时，阴极为负极的逆反应，阳极为正极的逆反应。A项，由分析可知，右储罐中的电解质为为Na2S2/Na2S4，A错误；B项，充电时右侧为阴极，左侧为阳极，充电过程中Na+通过膜从左向右流动，B错误；C项，电池充电时，阳极的电极反应与正极的反应相反，电极反应为：3NaBr-2e-=NaBr3+2Na+，C错误；D项，右侧储罐中如果液体流速下降，失电子速率减慢，可能会有其他多硫离子如S32-生成，D正确；故选D。 21．【钒液流电池】(2026·浙江嘉兴市高三教学测试)液流电池是电化学储能领域的研究热点之一，一种钒液流电池的结构及其充电时的工作原理如图所示，其电解液存储在储液罐中，使用时将电解液分别泵入阴极室和阳极室中。下列说法不正确的是( ) A．a为正极 B．放电时，VO2+-e-+H2O=VO2++2H+ C．充电时，每生成1 molVO2+，有从左室向右室迁移 D．充电时，具有较高能量的产物被泵回储液罐，将能量储存起来 【答案】B 【解析】充电时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，由图可知，充电时，与a电极相连的电极上VO2+→VO2+，发生失电子的氧化反应，与b电极相连的电极上V3+→V2+，发生得电子的还原反应，则a为正极，b为负极，左侧为阳极，右侧为阴极。A项，由分析可知，a为正极，A正确；B项，由分析可知，a为正极，则放电时VO2+得电子生成VO2+，电极反应式为VO2++e-+2H+=VO2++H2O，B错误；C项，充电时，左侧电极的电极反应式为VO2+-e-+H2O=VO2++2H+，每生成1 molVO2+，转移1 mol电子，同时生成2 molH+，其中1 molH+会通过质子交换膜从左室(阳极室)向右室(阴极室)迁移，C正确；D项，充电时，VO2+和V2+是具有较高能量的产物，被泵回储液罐储存能量，D正确；故选B。 22．【钱铁液流电池】(2026·浙江省七校联盟高三一模)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，下列说法不正确的是( ) A．隔膜应该为阴离子交换膜 B．b极电解材料应该为石墨电极 C．充电时，隔膜两侧溶液浓度均增加 D．充电时，a与外接电源的负极相连 【答案】C 【解析】全铁液流电池原理为2Fe3++Fe=3Fe2+，a极发生Fe-2e-=Fe2+，为负载铁的石墨电极作负极，b极发生Fe3++e-=Fe2+，发生还原反应，b为石墨电极，作正极。A项，放电时，为平衡电荷，阴离子从b极区(正极)移向a极区(负极)，故隔膜为阴离子交换膜，该膜也能阻止b极区的Fe3+与a极的Fe直接反应，A正确；B项，b极为装置正极，发生Fe3++e-=Fe2+反应，电极仅起导电作用，故应为惰性的石墨电极，B正确； C项，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+-e-=Fe3+，两极的Fe2+均减少，C错误； D项，放电时，a极负载铁的石墨电极作负极，则充电时，a与外接电源的负极相连，D正确；故选C。 重难·创新演练 1．【二次水系电池】(2026·河北邢台三模)某科研团队开发了一种含有I-和) Br-的高浓度异卤电解质的二次水系电池，为高能量密度水系电池的设计提供了新思路。电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．放电时，电极 X 为正极，发生还原反应 B．充电时，溶液中 由左向右移动 C．充电时，电极 X 质量增加 D．放电时，电极 Y 的反应有：I2 +2Br--2e- =2IBr 【答案】C 【解析】该二次水系电池放电为原电池、充电为电解池，中间是质子交换膜(只允许H+穿过)； 放电时：X极Cd失电子生成Cd2+(负极，氧化)，Y极含碘、溴的物种得电子被还原(正极，还原)，H+从负极X透过质子膜移向正极Y； 充电时：X接电源负极作阴极，Cd2+得电子析出Cd；Y接电源正极作阳极，卤化物失电子被氧化，H+从阳极Y移向阴极X。A项，放电X极Cd2+失电子，发生氧化反应，X是负极，A错误；B项，充电是电解池，H+(阳离子)向阴极(X，左侧)移动，即H+由右→左迁移，B错误；C项，充电X为阴极：Cd2++2e-=Cd，Cd单质沉积在电极X，电极质量增大，C正确；D项，放电Y是正极，发生得电子的还原反应(方程式左侧应加e-)；I2 +2Br--2e- =2IBr是失电子氧化，为充电时Y极阳极反应，D错误；故选C。 2．(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模) CO2和SO2协同电解水制氢技术装置如下图所示，CO2和SO2被NaOH溶液吸收形成吸收液，通过电解在左池重新生成NaOH溶液及在右池回收CO2，实现烟气的脱硫脱碳。下列说法正确的是( ) A．电极B与电源负极相连 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．可将右池中硫酸溶液换成盐酸 D．阳极区可能还存在电极反应：SO32--+H2O-2e-= SO42--＋2H＋ 【答案】D 【解析】CO2和SO2被NaOH吸收后形成的吸收液的主要成分为Na2CO3、Na2SO3等，而该电解池基于电解水制氢技术，且在电解池左池重新生成NaOH溶液，在右池回收CO2，即CO32--需穿过离子交换膜进入右池，发生反应CO32--+2H+ ═H2O + CO2↑回收CO2，因此电极A为阴极，发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，重新生成NaOH溶液；电极B为阳极，发生的电极反应式为H2O-4e-=O2↑＋4H＋，补充消耗的H+。A项，电极B为电解池的阳极，应与电源的正极相连，A错误；B项，CO32--需穿过离子交换膜进入右池从而回收CO2，因此离子交换膜为阴离子交换膜，B错误；C项，若将右池中的硫酸换成盐酸，则在电极B上Cl-会优先放电生成Cl2，导致H+得不到补充且会造成环境污染，C错误；D项，SO32--也会穿过阴离子交换膜进入阳极区，从而在电极B上被氧化生成SO42--，电极反应式为SO32--+H2O-2e-= SO42--＋2H＋，D正确；故选D。 3．(2026·陕西渭南一模)我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的Zn-NH3电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，OH-从右向左通过阴离子交换膜 B．充电时，阴极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-= Zn+4OH- C．复合石墨电极表面，放电时析氢，充电时氨氧化 D．充电时，每生成3 mol Zn，阳极室溶液质量减小28 g 【答案】D 【解析】由题图可知，充电时，Zn为阴极，发生反应：[Zn(OH)4]2-+2e-= Zn+4OH-，复合石墨为阳极，发生反应；放电时，复合石墨为正极，发生反应：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，Zn为负极，发生反应： Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- 。A项，放电时左室Zn是负极，右室复合石墨是正极，阴离子向负极移动，故OH-从右向左通过阴离子交换膜，A正确；B项，由分析可知，充电时，Zn为阴极，发生反应：[Zn(OH)4]2-+2e-= Zn+4OH-，B正确；C项，由分析可知，复合石墨电极表面，放电时析氢，充电时氨氧化，C正确；D项，充电时，每生成3 mol Zn，转移电子6 mol，阳极生成1 mol氮气，同时有6 mol OH-透过阴离子交换膜移向阳极室，故阳极室增加的质量为，D错误；故选D。 4．【大气固碳电池】(2026·江苏南京高三模拟)一种电化学“大气固碳”电池工作原理如图所示。该电池充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3发生氧化，释放出CO2和O2。下列说法不正确的是( ) A．放电时电极A是负极 B．该电池不可选用含水电解液 C．充电时阳极发生的反应为： D．该电池每放、充各4 mol电子一次，理论上能固定1 molCO2 【答案】C 【解析】放电时，阳离子Li+从电极A移向电极B，电极A是负极，电极B是正极；充电时，电极A是阴极，电极B是阳极。A项，放电时，阳离子Li+从电极A移向电极B，原电池阳离子移向正极，电极A是负极，A正确；B项，Li是活泼碱金属，可与水剧烈反应，电解液不能含水，B正确；C项，充电时，只有Li2CO3发生氧化，释放出CO2和O2，C不参加反应，发生的反应应该为：，C不正确；D项，放电时的总反应为：3CO2+4Li=2Li2CO3+C，每转移4 mol电子，固定3 molCO2；充电时的总反应为：，每转移4 mol电子，释放2 molCO2；所以该电池每放、充各4 mol电子一次，理论上能固定1 molCO2，D正确；故选C。 5．【锂电池】(2026·江西新余考前高三模拟)一种锂离子电池总反应方程式：，电极材料分别为嵌锂石墨，钴酸锂(LiCoO2)。某时段的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．图示中的电池处于充电状态 B．放电时，嵌锂石墨作正极 C．充电时，阴极发生的反应为xLi＋+Cy+xe-=LixCy D．充电时，钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目 【答案】C 【解析】锂离子二次电池的工作原理，总反应为 。放电时为原电池，LixCy发生失电子的氧化反应作负极，负极反应为 LixCy－xe-=xLi＋+Cy；Li1-xCoO2 发生得电子的还原反应作正极，正极反应为 Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2。充电时为电解池，负极对应阴极、正极对应阳极，阴极发生还原反应、阳极发生氧化反应，Li+ 由阳极向阴极迁移。A项，放电时原电池中Li+由负极LixCy移向正极 Li1-xCoO2，充电时电解池中Li+ 由阳极LiCoO2移向阴极Cy。图示中Li+从LixCy一侧迁移至 Li1-xCoO2 一侧，对应放电状态，A错误；B项，放电时LixCy中Li元素失电子发生氧化反应，反应为 LixCy－xe-=xLi＋+Cy，嵌锂石墨作负极，B错误；C项，充电时该装置为电解池，阴极发生还原反应，Cy 结合Li+生成LixCy，电极反应为xLi＋+Cy+xe-=LixCy ，C正确；D项，充电时阳极反应为 LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+，Co元素失去电子的数目与脱出的Li+数目相等，D错误；故选C。 6．(2026·湖北武汉高三模拟)我国科学家设计了以金属 和负载金属 的碳纳米管为电极，以无水含锂有机物为电解质的可充电锂电池体系。如图所示，该体系通过电池放电生成 催化界面，实现了在常温常压条件下低能耗合成氨。 下列说法错误的是( ) A．放电时，Li++e-+Ru=LiRu ，将Li附着在Ru表面 B．延长放电时间，能生成更多Li，增加LiRu催化剂活性 C．N≡N键能大，不易解离为N原子，LiRu催化剂能降低N2解离时的活化能 D．充电时，需要额外消耗少量电能以除去催化剂表面吸附的杂质并恢复到初始放电状态 【答案】B 【解析】该可充电锂电池放电时，金属Li电极作负极，Li失电子生成Li+，Li+迁移至Ru正极表面发生Li++e-+Ru=LiRu反应，生成的LiRu作为催化界面，吸附N2、H2并断裂N≡N键，常温常压下催化二者合成NH3；充电时外接电源，将放电生成的LiNH2、LiRu等产物还原复原为Li电极与Ru电极，过程中需额外耗电脱除催化剂表面吸附杂质，恢复初始放电状态。A项，放电时Li为负极，失电子生成Li+后移向正极(Ru电极)，发生反应Li++e-+Ru=LiRu ，使Li附着在Ru表面，A正确；B项，放电过程中Li作为负极被氧化消耗，不会生成更多Li，且催化剂活性由其本身性质决定，延长放电时间无法增加LiRu的活性，B错误；C项，N≡N 键能大，断裂难度高，催化剂的作用是降低反应活化能，因此LiRu可以降低N2解离时的活化能，C正确；D项，充电时需要将放电过程生成的产物重新转化为初始电极物质，同时除去催化剂表面吸附的杂质，因此需要消耗少量电能恢复到初始放电状态，D正确；故选B。 7．【钾离子电池】(2026·山西晋城三模)我国研究人员制备了一种全新的高稳定性水系钾离子电池，其放电原理如图甲所示(已知)，右侧电极材料的晶胞结构如图乙所示，其中K+嵌在部分小立方体的中心。下列叙述正确的是( ) A．放电时，KxPTCDI为正极 B．充电时，阳极的电极反应为KxPTCDI - xe- = PTCDI + xK+ C．当右侧电极材料中K+嵌入率为25%时，n(Fe2+)：n(Fe3+)=1：3 D．充电时，当右侧电极材料中K+嵌入率由80%下降到30%时，电路中通过的电子数为NA 【答案】C 【解析】放电为原电池，阳离子K+向正极迁移，图中K+从左KxPTCDI移向右KyFe2(CN)6，因此：负极(左)：KxPTCDI，放电失电子，脱嵌K+，反应：KxPTCDI - xe- = PTCDI + xK+；正极(右)：KyFe2(CN)6，放电得电子，嵌入K+，Fe3+被还原为Fe2+； 充电是放电逆过程：左电极变阴极、右电极变阳极。A项，放电时K+向右侧KyFe2(CN)6移动，阳离子移向正极，说明右侧是正极，左侧KxPTCDI是负极；A错误；B项，充电电极对应：放电负极KxPTCDI → 充电阴极；放电正极KyFe2(CN)6→充电阳极；反应归属：KxPTCDI - xe- = PTCDI + xK+ 是放电负极的氧化反应，不是充电阳极反应；充电阴极真实反应(左电极)：PTCDI + xK+ + xe- = KxPTCDI(得电子，还原)；B错误；C项，图乙是晶胞，Fe位点标号1、2各4个，共8个Fe原子；8个Fe对应4组Fe2单元(电极材料最简单元Fe2(CN)6)；K+嵌在小立方体中心，总可嵌入位点共8个；嵌入率25%，则晶胞内K+数量：8×25% = 2；4组Fe2对应2个K+，则1组Fe2单元中y==0.5；设1个Fe2单元中：Fe2+物质的量为a，Fe3+为b，则a+b=2； CN-共6个，每个-1，总负电荷-6；晶体整体电中性： y×(+1) + 2a + 3b + 6×(-1) = 0；代入y=0.5、b=2-a：0.5 + 2a + 3(2-a) -6 = 0，0.5 - a = 0a=0.5，b=1.5；n(Fe2+)：n(Fe3+)=0.5：1.5=1：3；C正确；D项，充电时右侧为阳极，发生脱嵌K+：每脱出1 mol K+，电路转移1 mol电子；嵌入率变化：80%-30%=50%，仅代表脱出一半可嵌入位点的K+；题干未给出电极材料、晶胞或Fe2单元的物质的量，无法确定脱出K+的物质的量，因此不能判定转移电子数为NA；D错误；故选C。 8．【有机软包电池】(2026·湖北十堰高三模拟)天津大学科研团队设计出一种有机软包电池，其电极在弯折拉伸下仍保持完整，放电时，Pt/C电极发生的反应为H2－2e-=2H＋下列说法错误的是( ) A．充电时，电子由1，2-NQ极经外电路流向Pt/C极 B．放电时，每转移2mole-，Pt/C电极消耗H222.4 L C．放电时，H+通过隔膜由左向右迁移 D．放电时，1，2-NQ电极发生还原反应 【答案】B 【解析】首先判断电极：放电时Pt/C电极上H2失电子发生氧化反应，因此Pt/C是原电池负极，右侧1，2-NQ是正极，得电子发生还原反应，逐一分析选项。A项，充电时为电解池，原电池负极Pt/C充电时作阴极，原电池正极1，2-NQ充电时作阳极；电解池中电子由阳极经外电路流向阴极，因此电子由1，2-NQ极经外电路流向Pt/C极，A正确；B项，转移2mole-时，消耗H2的物质的量为1 mol，但题干未说明是标准状况，无法确定氢气体积为22.4 L，B错误；C项，原电池中阳离子向正极迁移，负极Pt/C在左，正极1，2-NQ在右，因此H+通过隔膜由左向右迁移，C正确；D项，放电时1，2-NQ电极为正极，得电子发生还原反应，D正确；故选B。 9．【镍离子电池】(2026·陕西渭南三模)某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3。关于该电池说法错误的是( ) A．该电池在首次充电中，V元素化合价不变 B．充电时，Ni@C电极的电极反应式为：Ni2++2e-=Ni C．充电时，电解液中的阳离子向阴极移动 D．放电时，正极的电极反应式为：NaV2(PO4)3+ Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3 【答案】A 【解析】由电子移动方向可知，放电时，Ni@C电极是原电池的负极，镍在负极失去电子发生氧化反应生成镍离子，电极反应式为：Ni-2e-=Ni2+，右侧电极是正极，镍离子作用下NaV2(PO4)3在正极得到电子发生还原反应生成NaNiV2(PO4)3，电极反应式为：NaV2(PO4)3+ Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3；充电时，与直流电源负极相连的Ni@C电极是电解池的阴极，镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍，电极反应式为：Ni2++2e-=Ni，右侧电极是阳极，NaNiV2(PO4)3在阳极失去电子发生氧化反应生成NaV2(PO4)3和镍离子，电极反应式为：NaNiV2(PO4)3-2e-=NaV2(PO4)3+ Ni2+。A项，由题意可知，首次充电中，形成NaV2(PO4)3基质发生的反应为：Na3V2(PO4)3-2e-= NaV2(PO4)3+2Na+，则反应中钒元素的化合价升高被氧化，A错误；B项，由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的Ni@C电极是电解池的阴极，镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍，电极反应式为：Ni2++2e-=Ni，B正确；C项，充电时，电解液中带正电荷的阳离子会向阴极移动，C正确；D项，由分析可知，放电时，右侧电极是正极，镍离子作用下NaV2(PO4)3在正极得到电子发生还原反应生成NaNiV2(PO4)3，电极反应式为：NaV2(PO4)3+ Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3，D正确；故选A。 10．(2026·安徽合肥高三模拟)我国科学家研发PBFDO(聚苯并二呋喃酮)有机高分子正极材料，应用于有机锂离子电池，图甲为电池示意图，图乙为放电时PBDFO电极工作原理示意图。下列说法错误的是( ) A．放电时，外电路电子流入PBFDO共轭骨架，形成负电荷中心，吸引定向迁移 B．充电时，阴极反应：Li++e-=Li C．放电时，外电路每通过1mol电子，正极质量增加7g D．PBFDO分子间氢键网络促进电子链间跃迁，使材料具有高导电性 【答案】D 【解析】放电时Li电极为负极，Li失电子生成Li+，PBFDO为正极，得电子形成负电荷中心，吸引Li+向正极迁移。充电时装置为电解池，Li电极作阴极，Li+在阴极得电子生成Li。A项，放电时，外电路电子由负极Li流向正极，流入PBFDO共轭骨架后形成负电荷中心，吸引阳离子Li+向正极定向迁移，A正确；B项，充电时为电解池，Li电极作阴极，Li+在阴极得电子生成Li，电极反应为Li++e-=Li，B正确；C项，放电时，正极每得到1mol电子，结合1mol Li+维持电中性，1mol Li+的质量为7g，故外电路每通过1mol电子，正极质量增加7g，C正确；D项，PBFDO结构骨架中并不存在如O-H、N-H这样的强氢键给体，其高导电性于依赖高分子长链内高度离域的共轭π键网络实现，D错误；故选D。 11．【钠离子电池】(2026·山东济南高三模拟)某新型钠离子二次电池电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基以增强电化学活性，充电时工作原理如图所示。已知：电荷量电流时间；；单个电子的电荷量。下列说法错误的是( ) A．充电时，电极质量减小 B．充电一段时间，电解质溶液中Na＋浓度基本保持不变 C．放电时，电极B电极反应为NaxCy－xe-=xNa＋+Cy D．放电时，以3.2A恒定电流工作14分钟，电极质量减少0.92g，化学能转化为电能的转化率为30% 【答案】D 【解析】充电时，电极A接外接电源正极，为阳极；电极B接外接电源负极，为阴极。A项，充电时，电极A(阳极)中的Na＋脱离电极进入电解质，质量减小，A正确；B项，充电时，阳极A每释放xmolNa＋到电解质，阴极B就会结合xmolNa＋，电解质中Na＋总物质的量不变，因此Na＋浓度基本保持不变，B正确；C项，放电时该装置为原电池，充电时B为阴极，因此放电时B为负极，负极发生失电子的氧化反应，电极反应为NaxCy－xe-=xNa＋+Cy，C正确；D项，计算转化率：电极B减少的质量为Na的质量，反应的Na的物质的量：，即总反应转移电子总物质的量为0.04mol实际输出总电荷量：，实际转移电子物质的量： ，D错误；故选D。 12．【新型储能电池】(2026·浙江杭州高三模拟)新型储能电池是新能源领域的研究热点，一种基于Na-CO2电池的新型电化学装置(可用于电网储能)，其工作原理如图所示，电极材料为多孔Na电极、多孔碳电极，电解质为熔融NaCl-AlCl3(不参与电极反应)，电池总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。 下列说法错误的是( ) A．放电时，多孔Na电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Na-e-=Na+ B．放电时，多孔碳电极为正极，CO2在该电极上发生还原反应，且有C生成 C．充电时，外接电源的正极接多孔Na电极，该电极发生Na+得电子的还原反应 D．充电时，电路中每转移4 mol e-，理论上有3 mol CO2生成并放出 【答案】C 【解析】由总反应可知，放电时Na元素化合价从0价升高到+1价，失电子发生氧化反应，故多孔Na电极为负极，多孔碳电极为正极。A项，由分析知，放电时多孔Na电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Na-e-=Na+，A正确；B项，由分析知，放电时多孔碳电极为正极，正极反应式为3CO2+4e-=2CO32-+C，CO2在该电极上发生还原反应，且有C生成，B正确；C项，充电时，原电池的负极(多孔Na电极)变为电解池的阴极，应连接外接电源的负极；原电池的正极(多孔碳电极)变为电解池的阳极，连接外接电源的正极；阴极(多孔Na电极)反应为放电时负极反应的逆反应：Na++e-=Na，发生还原反应，但外接电源正极应接电解池阳极(多孔碳电极)，而非多孔Na电极，C错误；D项，充电总反应为放电总反应的逆反应：，电路中每转移4mole-，理论上生成3 mol CO2并放出，D正确；故选C。 真题·实战演练 1．(2025·海南卷，1，2分)我国发电量及用电规模久居世界第一。以下不属于绿电的是( ) A．火力发电 B．光伏发电 C．水力发电 D．风力发电 【答案】A 【解析】A项，绿电指利用可再生能源(如太阳能、风能、水能等)且无污染的发电方式。火力发电依赖煤炭、石油等化石燃料，燃烧时排放大量CO2及污染物，因此不属于绿电，A符合题意；B项，光能为清洁能源，用其发电符合绿电定义，B不符合题意；C项，水能为清洁能源，用其发电符合绿电定义，C不符合题意；D项，风能为清洁能源，用其发电符合绿电定义，D不符合题意；故选A。 2．(2025·安徽卷，13，3分)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1mol电子，c(H＋)降低1mol·L-1 【答案】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H2PO4-，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-＋2H2PO4-=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-=2H2PO4-+ H2↑。A项，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2mol电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误；B项，放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为2H3PO4+2e-=2H2PO4-+ H2↑，B错误；C项，充电时，Li＋向阴极移动，则Li＋向惰性电极移动，C正确；D项，充电时每转移1mol电子，会有1molH+与H2PO4-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。 3．(2024·北京卷，3，3分)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。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，NH4+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＋ 【答案】D 【解析】A项，酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误；B项，原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误；C项，MnO2发生得电子的还原反应，故C错误；D项，锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应Zn-2e-=Zn2＋，故D正确；故选D。 4．(2024·江苏卷，8，3分)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1mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×10-23 【答案】C 【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-。A项，电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B项，电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，故B错误；C项，环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D项，由电极反应式MnO2+ e-+H2O= MnOOH+OH-可知，反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数为6.02×10-23，故D错误；故选C。 5．(2024·广西卷，9，3分)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 【答案】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项，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项，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项，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项，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。 6．(2024·福建卷，9，4分)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)NLi，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1molCl2，需消耗2molLi D．放电时总反应：6Li+N2+4CF3SO2Cl=2(CF3SO2)NLi+4LiCl 【答案】D 【解析】放电过程中产生(CF3SO2)NLi，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)NLi和LiCl，则左侧电极为正极，右侧电极为负极。A项，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)NLi，A错误；B项，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项，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，则每生成1molCl2，同时生成2mol Li；放电过程中，消耗6molLi，同时生成4mol LiCl，则整个充放电过程来看，理论上每生成1molCl2，需消耗1mol Li，C错误；D项，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)NLi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)NLi+4LiCl，D正确；故选D。 7．(2024·江西卷，11，3分)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NO3-+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，NO3-得到电子生成NH3，电极方程式为：NO3-+6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣。A项，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；B项，CuRu为正极，NO3-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：NO3-+6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，B正确；C项，质子交换膜只允许H+通过，C错误；D项，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：NO3-+6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为8HCHO+ NO3-+7OH-=NH3↑+8HCOO-+4 H2↑+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。 8．(2024·安徽卷，11，3分)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：I3-+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 【答案】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3I3-+2e-=3I-，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为3I--2e-=I3-。A项，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项，该电池总反应为I3-+ZnZn2++3I-，B正确；C项，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项，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0.01mol)，理论上转移0.02 mol电子，D正确；故选C。 9．(2024·全国新课标卷，12，6分)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Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a 【答案】C 【解析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O+2OH--2e-=2CuO+H2O，然后再发生C6H12O6+2CuO= C6H12O7+Cu2O；a电极为正极，发生反应O2+2H2O+4e-=4OH-，在这个过程中发生的总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7。A项，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+2H2O+4e-=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+2OH--2e-=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，A正确；B项，b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O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项，根据反应2C6H12O6+O2=2C6H12O7可知，1mol 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；D项，原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故Na＋迁移方向为b→a，D正确。故选C。 10．(2024·江西卷，11，3分)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NO3-+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，NO3-得到电子生成NH3，电极方程式为：NO3-+6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣。A项，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；B项，CuRu为正极，NO3-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：NO3-+6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，B正确；C项，质子交换膜只允许H+通过，C错误；D项，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：NO3-+6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为8HCHO+ NO3-+7OH-=NH3↑+8HCOO-+4 H2↑+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。 11．(2024·全国甲卷，12，6分)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=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0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH 【答案】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项，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项，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；C项，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项，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ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D不正确；故选C。 12．(2024·河北卷，13，3分)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()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Mg+2CO2= 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1mol电子，理论上可转化1mol CO2 【答案】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： 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↑ A项，放电时正极反应式为Mg2++2CO2+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：Mg+2CO2= MgC2O4，A正确；B项，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，B正确；C项，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；D项，根据放电时的电极反应式Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4可知，每转移2mol电子，有2mol CO2参与反应，因此每转移1mol电子，理论上可转化1mol CO2，D正确；故选C。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $