第02讲 原电池、化学电源（培优专项训练）（全国通用）2027年高考化学一轮复习高效培优系列

**基本信息** 以“真题感知-进阶演练-拔高预测”为框架，构建“原理-应用-计算”三维训练体系，提炼“三步判断”“逆向推理”等可迁移解题方法，强化原电池核心素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题·命题感知|4题|“三步判断”电极/离子移动/反应；催化机理循环图信息提取|原电池工作原理→真题情境应用（医疗/储能/环保）| |进阶·强化演练|16题（4考向）|可充电电池“放电-充电”逆向推理；离子膜类型判断（电荷守恒）；新型电池情境分析|原理拓展→可充电电池/离子膜/新型电池→计算（电子守恒）| |拔高·模拟预测|20题|复杂体系电极反应书写；跨模块综合计算（质量变化/离子迁移）|综合应用→前沿电池技术（光催化/浓差电池）→核心素养融合（科学态度与责任）|

第02讲 原电池、化学电源 目 录 真题·命题感知 进阶·强化演练 考向01 可充电电池 考向02 离子分离膜的应用 考向03 新型电池 考向04 原电池的有关计算 拔高·模拟预测 真题·命题感知 1.（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 【分析】该扣式电池中，活泼金属作负极，作正极，以此解答。 【解析】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；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；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；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。 命题情境 本题以心脏起搏器的扣式电池为情境，紧密联系生命健康与化学电源。心脏起搏器是植入体内的精密医疗设备，要求电池必须具备体积小、容量高、放电电压平稳、自放电率低、生物相容性好等特点。该扣式电池以金属锂为负极，具有极高的比能量；以Ag2CrO4为正极活性物质，放电电压平台稳定。电解质采用LiClO4的有机溶液，避免了水体系中锂的剧烈反应，同时也保证了电池在体温环境下的离子导电性。这种电池体系是“化学能为生命续航”的典型实例，充分体现了电化学知识在现代医学工程中的关键支撑作用，引导学生关注化学与生命科学的交叉前沿。 解题方法 解答本题的关键是紧扣原电池的工作原理进行“三步判断”。第一步，判断电极：活泼金属Li必然失电子，作负极；则Ag2CrO4为正极。第二步，判断离子移动：原电池中阳离子（Li+）移向正极。第三步，判断电极反应：书写正极反应时，务必注意题干信息“Ag2CrO4难溶于该溶剂”，说明电解质中无自由的Ag+，正极反应物是固体Ag2CrO4，不能拆成Ag+，因此正极反应为Ag2CrO4+2e-=2Ag+CrO4²-，这是易错点。对于计算，找准负极材料Li与电子的计量关系（Li-e-=Li+），进行简单计算即可。 2.（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】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；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；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；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。 命题情境 本题以水系有机液流电池为背景，聚焦新能源产业中的大规模储能技术。风能、太阳能发电具有间歇性和不稳定性，需要配套储能系统来实现“削峰填谷”。传统液流电池（如全钒液流）存在成本高、能量密度低等问题，而基于TEMPO衍生物的水系有机液流电池，利用有机分子的可逆氧化还原反应进行储能，具有原料丰富、结构可调、安全环保等优势，是储能领域的研究热点。本题选取的[Tmap-TEMPO]/Btma-Vi氧化还原对，代表了新型有机电极材料的发展方向，旨在引导学生关注化学在“双碳”战略中的核心作用，激发对新能源材料研究的兴趣。 解题方法 解答此类液流电池题，要学会“放电→充电”的逆向推理。首先，根据放电时离子的迁移方向（阴离子Cl-移向a极）判断a为负极，b为正极。其次，写出放电时的两极反应：负极发生氧化反应（Btma-Vi²+失电子），正极发生还原反应（[Tmap-TEMPO]²+得电子）。充电时，只需将放电反应反过来写，即阳极（原正极）失电子发生氧化反应，阴极（原负极）得电子发生还原反应。特别注意电子流动方向只在外电路，电解液中是离子导电。对于溶液质量变化，要结合离子迁移来分析：阴离子移向负极，会使负极区溶液质量增加而非减少，这是常见陷阱。 3.（2025·江西·高考真题）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极 【答案】C 【分析】由图可知，Zn电极失去电子生成Zn2+，该原电池中左侧电极为负极，右侧电极为正极。 【解析】CuHCF的化学式为Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O，设该化合物中Cu、Fe元素的化合价分别为x、y，根据化合物中元素正负化合价的代数和为0可知，x=0.67(6-y)，当x=+1时，y=+4.5（不合适，舍去）；当x=+2时，y=+3，以此得出铁的化合价为+3，A正确；Zn电极为负极，反应为Zn - 2e- = Zn2+，负极区正电荷增加。从电池去除工业污水中的重金属离子目标考虑，若锌离子能够从左室通过交换膜到右室，则污水中存在的重金属锌离子无法除去，因此交换膜只允许溶液中的硫酸根离子通过，是一种阴离子交换膜，B正确；Ni2+在正极得到电子生成Ni，Ni被CuHCF电极吸附，洗脱目的是利用H2O2的氧化性去除电极吸附的Ni，C错误；电解Zn2+溶液时，阴极反应为Zn2+ + 2e- = Zn，可得到Zn单质再生负极，D正确；故选C。 命题情境 本题以去除工业污水中重金属离子的新型电池为情境，体现了“以废治废”的环保理念。工业废水中常含有Ni²⁺、Cu²⁺等重金属离子，若直接排放会严重污染土壤和水体，并通过食物链危害人体健康。传统处理方法如化学沉淀、吸附等存在二次污染或成本高的问题。本题设计的电池装置，将重金属离子的去除与原电池的放电过程巧妙结合：在负极Zn溶解产生电子的同时，正极Ni²+得电子被还原为Ni单质而富集，实现了“产电”与“治污”的协同。CuHCF（铜基普鲁士蓝）作为离子筛材料，其开放的框架结构可选择性地嵌入/脱出金属离子，这是环境电化学领域的前沿方向。 解题方法 本题涉及原电池原理与材料结构的综合判断。技巧一：根据负极材料（Zn）判断负极反应为Zn-2e-=Zn²+，负极区正电荷增多，为维持电中性，阴离子（SO4²-）需要通过交换膜进入负极区，故交换膜为阴离子交换膜。技巧二：对于复杂化合物（如CuHCF）中元素的化合价，可设未知数列方程求解，利用整体化合价代数和为零的原则。技巧三：区分“吸附”与“洗脱”——正极上Ni²⁺得电子生成Ni单质被电极吸附，洗脱时利用H2O2的氧化性使Ni重新变为离子进入溶液，实现电极再生，这是一个完整的“吸附-脱附”循环。 4.（2025·广东·高考真题）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【答案】C 【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：。 【解析】由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误；图a中，ⅰ到ⅱ过程为获得第一个电子的过程，根据题中信息，获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误；氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：，同时，反应负极每失去1个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确；由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误；故选C。 命题情境 本题以氢氧燃料电池的催化机理为情境，揭示了电化学反应中“微观过程决定宏观性能”的规律。燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的装置，其核心是电极表面的催化剂。Pt基催化剂是经典的氧还原催化剂，但Pt储量稀少、价格昂贵，限制了燃料电池的大规模商业化。本题通过展示催化循环示意图（图a和图c），让学生直观地看到O2在催化剂表面逐步获得电子的过程，其中“O2获得第一个电子”是速率控制步骤（最慢）。这种从分子层面解析反应路径的视角，体现了化学研究的精细化趋势，也引导学生理解催化剂设计的关键在于降低决速步的活化能。 解题方法 解答催化机理题的关键是“从循环图中提取有效信息”。首先，观察循环图中物质的变化：图a中O2→中间体→H2O，是得电子的还原过程，发生在正极；图c中H2→中间体→H+，是失电子的氧化过程，发生在负极。其次，根据题眼“O2获得第一个电子的过程最慢”判断，该步骤活化能最高（活化能越高，反应速率越慢），而非最低。对于溶液质量变化，要结合质子交换膜的特征：负极反应生成H+，同时等量的H+通过膜迁移到正极，负极区溶液中溶质和溶剂的总质量不变。催化循环次数方面，要比较两个循环的电子转移数是否相同。 进阶·强化演练 考向01 可充电电池 1.（2026·湖北十堰·模拟预测）某团队研究发现三价水系(酸性电解质溶液)铟(Ar=115)金属电池的比容量大，循环寿命长。其工作原理如图，已知MnOOH(羟基氧化锰)难溶于水。下列说法错误的是 A．充电时，H+移向电极甲 B．放电时，电路中每转移3 mol电子，电极甲质量变化3 g C．放电时，总反应为In+3MnO2+3H+=3MnOOH+In3+ D．充电时，阳极反应为MnOOH-e-=MnO2+H+ 【答案】B 【分析】由题干图示信息可知，放电时，甲电极为负极，电极反应为：In-3e-=In3+，电极乙为正极，电极反应为：MnO2+e-+H+=MnOOH，充电时电极甲接电源负极是阴极，电极乙接电源正极是阳极，据此分析解题。 【解析】充电时电极甲为阴极，阳离子向阴极移动，故移向电极甲，A正确；放电时电极甲为负极，电极反应为，每转移3mol电子，溶解1mol，电极甲质量减少，不是3g，B错误；放电时负极反应为，正极反应为，正负极反应相加可得总反应，C正确；充电时阳极发生氧化反应，为放电正极反应的逆过程，反应为，D正确；故选B。 2.（2026·安徽芜湖·一模）科学家近年发明了一种新型水介质电池。电极为金属锌和选择性催化材料，电池工作时双极隔膜中的水解离为和并分别向两极移动，电池工作原理和某电极反应的催化机理如图所示。下列说法正确的是 A．生成反应的 B．无论是催化剂还是，的选择性均优于 C．放电时，每溶解，若正极区只生成，则溶液增重 D．充电时，阳极的电极反应式为 【答案】C 【解析】 CO2生成HCOOH时，生成物HCOOH的相对能量为0.38 eV，反应物CO2为 0 eV，因此，A错误；已知催化剂的选择性：反应的活化能越低，反应越容易进行，产物越容易生成，对于催化剂Sn和s-Snli，生成HCOOH的活化能远低于生成CO的活化能，因此 HCOOH的选择性优于CO， B错误；放电时为原电池，Zn作负极，发生氧化反应：Zn-2e-+4OH- = [Zn(OH)4] 2-，正极CO2被还原为HCOOH，反应为：CO2+2H++2e- = HCOOH，根据电子守恒：溶解6.5 g Zn（0.1 mol）时，转移0.2 mol电子，生成0.1 mol HCOOH，其质量为4.6 g，因此溶液增重4.6 g， C正确；结合装置图的充电过程箭头，充电时阳极发生的反应是H2O失去电子生成O2，电极反应式应为：2H2O-4e- = O2↑+4H+，D错误；故选C。 3.（2026·广东佛山·二模）锂-空气可充电电池具有超高比容量。该电池放电过程如下图所示，其中固体电解质允许Li+通过。下列说法不正确的是 A．充电时Ⅱ接电源正极 B．放电时的正极反应为： C．固体电解质中混有水容易对负极造成腐蚀 D．充电时，每转移1mol电子，理论上阴极材料增重7g 【答案】B 【分析】由图可知，放电时，Li作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，氧气所在电极为正极，充电时，Li作阴极，氧气所在电极为阳极，据此作答。 【解析】充电时氧气所在电极为阳极，Ⅱ接电源正极，故A正确；放电时锂和氧气反应生成Li2O2，正极反应为：，故B错误；Li可以和水反应，固体电解质中混有水容易对负极造成腐蚀，故C正确；充电时，Li作阴极，与外接电源的负极相连，发生反应为Li++e-=Li，充电时，每转移1mol电子，生成1molLi，理论上阴极材料增重7g，故D正确；故选B。 4.（2026·山西朔州·二模）光照条件下，电极M(石墨烯产生电子和空穴，充电过程还兼具制备的作用，充电、放电过程中物质的转化关系如图；双极膜界面内水分子解离为，，移向电池两侧电解质中。下列说法错误的是 A．放电时，电极M电势高于电极N B．放电时，双极膜内穿过双极膜移向乙池 C．充电时阴极反应： D．充电时，每生成1.3 g Zn，理论上外电路中转移0.04 mol电子 【答案】B 【分析】由“充电过程还兼具制备的作用”可知，充电时，电极M为阳极，N极为阴极；放电时，N极Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，失电子发生氧化反应，则N极为负极，M极为正极。 【解析】放电时，N极为负极，M极为正极，故放电时电极M电势高于电极N，A正确；放电时，作为阳离子的穿过双极膜移向正极，即移向甲池，B错误；充电时阴极得电子还原为Zn，电极反应式为：，C正确；充电时，每生成，理论上转移0.04 mol电子，D正确；故选B。 考向02 离子分离膜的应用 1.（2026·河南新乡·模拟预测）铀是核电站的核心能源材料。科学家研发了一种从含、的废水中提取铀，并同步产电的工艺，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极电势：Fe电极电极 B．移向CCF电极 C．正极的电极反应之一为 D．当电路中转移0.2 mol电子时，负极区生成3.6 g水 【答案】C 【解析】根据装置图可知，CCF电极上得电子转化为，作正极，则Fe电极为负极，正极（CCF电极）电极电势高于负极（Fe电极），A错误；原电池中阴离子移向负极（Fe电极），B错误；CCF电极上发生的电极反应有、，C正确；当电路中转移0.2 mol电子时，通过阴离子交换膜的、所带电荷共为0.2 mol，故通过阴离子交换膜的少于0.2 mol，由可知，生成水的质量小于3.6 g，D错误；故选C。 2.（2026·福建福州·模拟预测）一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是 A．热端电极反应式为： B．图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．移除紫外光后电池电压不变 【答案】C 【分析】由图可知，热端电极失电子，是负极，冷端电极得电子，是正极，电极反应。 【解析】热端电极上转化为，化合价从+2升高为+3，失电子，电极反应应为，A错误；热端电极失电子发生氧化反应，电子在外电路中从热端流向冷端，故箭头a表示电子的移动方向，光阳极发生氧化反应，电子在外电路中从光阳极流向阴极，故箭头b也表示电子的移动方向，B错误；由图可知，（阳离子）穿过离子交换膜，从冷端侧向光阳极侧移动，说明该膜允许阳离子通过，属于阳离子交换膜，C正确；该电池是光诱导增强型热化学电池，紫外光是光阳极反应的能量来源，移除紫外光后，光阳极反应停止，阳离子调控效应消失，电池电压会发生改变，D错误；故选C。 3.（2026·甘肃白银·三模）一种高容量固态电池的结构如图所示，锂离子可自由通过锂离子导体膜。下列说法错误的是 A．充电时，A极为阴极，发生还原反应 B．放电时，从左侧通过导体膜向右侧移动，被B极吸附 C．放电时，左室中电解质的质量会增大 D．为了提高电池效率，可用盐酸做电解液 【答案】D 【分析】放电时金属为负极，失电子发生氧化反应，B极转化为，元素化合价降低，B极为正极，向正极移动，阴离子无法通过锂离子导体膜。充电时A极连接电源负极，为阴极，发生还原反应。为活泼金属，可与盐酸反应，因此不能用盐酸作电解液。 【解析】充电时A极连接电源负极，为阴极，得电子发生还原反应，A正确；放电时为原电池，阳离子向正极移动，B为正极，从左侧通过导体膜向右侧移动，参与正极反应被B极吸附，B正确；放电时左室失电子生成进入电解质，为平衡电荷，等电荷量的从左室迁移到右室，的摩尔质量大于3倍的摩尔质量，因此左室电解质质量增大，C正确；盐酸可与电极发生反应，且会优先得电子生成氢气，降低电池效率，不可用盐酸做电解液，D错误；故选D。 4.（2026·江苏盐城·模拟预测）一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极上发生氧化反应 B．海水中通过离子交换膜移向右室 C．外电路每通过，电极上产生(标况下) D．左室的降低 【答案】C 【分析】电极a区域葡萄糖转化为，碳元素化合价升高，失电子，故电极a为负极，发生氧化反应；电极b区域转化为，氮元素化合价降低，得电子，故电极b为正极。原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。负极反应式为，正极反应式为。 【解析】电极a为负极，失电子发生氧化反应，A正确；阳离子向正极移动，右室电极为正极，故海水中通过离子交换膜移向右室，B正确；根据正极反应式，每生成1mol 转移10mol电子，外电路通过2mol 时，生成的物质的量为，标况下体积为，C错误；左室负极反应生成，氢离子浓度增大，pH降低，D正确；故选C。 考向03 新型电池 1.（2026·海南·模拟预测）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，将其与微生物电解池进行串联，可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下，所用电极均是惰性电极。 下列说法不正确的是 A．电子由R极经导线流向N极 B．交换膜1为阴离子交换膜 C．R极电极反应式： D．一段时间后，T极沉积2.07 gPb，NaCl溶液中减少0.02 molNaCl 【答案】D 【分析】原电池中，M极氧化为，失电子，故M是原电池负极；N极还原为，得电子，故N是原电池正极。电解池中，原电池正极N接R极，故R是电解池阳极；原电池负极M接T极，故T是电解池阴极。 【解析】电子仅在导线中移动，流向为：原电池负极M→电解池阴极T，电解池阳极R→原电池正极N，因此电子由R极经导线流向N极，A正确；原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极；为脱盐，需要从NaCl溶液向负极M侧移动，因此允许通过的交换膜1是阴离子交换膜，B正确；R为阳极，失电子生成，电极反应，原子、电荷、化合价均配平正确，C正确；，T极阴极同时发生两个还原反应：、，生成0.01 mol Pb时，仅Pb就得到0.02 mol电子，加上得电子，总转移电子数大于0.02 mol；原电池中每转移1 mol电子，就有1 mol和1 mol移出NaCl溶液，因此NaCl减少量大于0.02 mol，D错误；故选D。 2.（2026·安徽滁州·模拟预测）利用偏二甲肼燃料电池电解含锰酸性废水可得到，并得到副产物NaOH装置如图所示。下列说法错误的是 A．电势：， B．X极反应： C．膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，c室溶液的pH减小 【答案】B 【分析】在燃料电池中，阴离子向负极移动，所以极为负极，极为正极。电解池中，N极Mn2+失去电子生成MnO2，Mn元素化合价升高，发生氧化反应，N极为阳极，M极为阴极，因此为正极，为负极，所以为阳极，为阴极。 【解析】由分析可知，原电池中，正极电势高于负极，即；电解池中，阳极电势高于阴极，即，A正确；偏二甲肼在负极失电子，结合电解质中的，生成、和，电极反应式为：，B错误；为阴极，电极反应式为，室生成，说明室中的通过膜Ⅰ进入室，所以膜Ⅰ为阳离子交换膜；为阳极，室中失电子生成，电极反应式为，为了维持溶液的电中性， 室中的通过膜Ⅱ进入室，所以膜Ⅱ为阴离子交换膜，C正确；为阳极，发生的反应为，同时室的通过膜Ⅱ进入室，和结合形成盐酸，导致c室溶液中浓度增大，酸性增强，pH值减小，D正确；故选B。 3.（2026·河南南阳·三模）下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备 H2SO4和 NaOH的装置示意图，其中X、Y 均为 Ag/AgCl复合电极，电极a、b均为石墨。下列说法正确的是 A．电极X是负极，电极反应为 B．c为阴离子交换膜，f 处输出产品 NaOH C．电流方向：X→a→b→Y D．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得 98 g H2SO4 【答案】B 【分析】由图可知，X电极中的通过阳离子交换膜进入Y极，则X为浓差电池的负极，银在负极失去电子发生氧化反应生成氯化银，电极反应式为，Y电极为正极，氯化银在负极得到电子发生还原反应生成银和氯离子，电极反应式为；与X电极相连的b电极为电解池的阴极，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，电极反应式为，硫酸钠溶液中的钠离子通过阳离子交换膜d进入阴极室，与Y电极相连的a电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为，硫酸钠溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜c进入阳极室，则阳极室制得硫酸，阴极室制得氢氧化钠。 【解析】 X位于高浓度NaCl侧，会通过阳离子交换膜向低浓度的Y侧迁移，因此X为原电池负极；但X是电极，电极反应为，而非，A错误；原电池中X是负极，Y是正极，X连接电解池的b电极，Y连接电解池的a电极，因此a是电解池阳极，b是电解池阴极：阳极（a室）水放电生成：，中间室的需要进入阳极室与形成，因此c为阴离子交换膜，e处输出；阴极（b室）水放电生成：，中间室的进入阴极室与形成，因此f处输出，B正确；电流方向从原电池正极流向负极，即，选项方向相反，C错误； 浓差电池停止放电时，两侧NaCl浓度相等，总，平衡后浓度，因此转移，对应转移电子；生成需要转移电子，因此实际生成，质量为，D错误；故选B。 4.（2026·江苏苏州·三模）某光电催化反应器如图所示，光解水的同时可由制得异丙醇()。下列说法不正确的是 A．电极A上发生的反应为 B．电子由电极A经过用电器流向电极B C．外电路每通过0.18 mol电子，电极B上产生0.01 mol异丙醇 D．B电极选用高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应 【答案】C 【分析】根据图示，电极A处H2O发生氧化反应生成氧气，A为负极；电极B处发生还原反应生成H2、异丙醇，B为正极。 【解析】电极A上发生氧化反应，电极反应为，A正确；原电池工作时，电子从负极流出，经导线、用电器流向正极，故电子由电极A经过用电器流向电极B，B正确；中C为+4价，中C平均化合价为-2价，可得，由于电极B上除了生成外，还有H+得电子生成H2，所以外电路每通过0.18 mol电子，电极B上产生异丙醇的物质的量小于0.01 mol，C错误；B电极选用高选择性的电化学催化剂加快的生成速率，能有效抑制析氢反应，D正确；故选C。 考向04 原电池的有关计算 1.（2026·河南濮阳·模拟预测）2025年9月，我国科学家成功研制出新型氢负离子()原型电池，其利用的移动来存储和释放能量，过程中有、、等微粒存在，放电时由电极向电极移动。 下列说法错误的是 A．电极的电势高于电极的电势 B．总反应的一定小于0 C．充电时，阴极的电极反应式为 D．放电时，理论上电路中转移时，两极的质量变化差值为4 g 【答案】C 【分析】放电时溶液中阴离子移向负极，由放电时由电极向电极移动可知，放电时电极为负极，电极为正极。由此解题。 【解析】放电时溶液中阴离子移向负极，该电池中由电极移向电极，则电极作负极，电极作正极，正极电势高于负极的电极，A正确；根据“过程中、Al、等微粒存在”可知，放电时总反应为，该反应是自发的，所以<0，B正确；充电时，阴极上发生还原反应：，C错误；放电时，负极反应式为，每转移1 mol电子，负极质量增加1 g；正极反应式为，每转移1 mol电子，正极质量减少1 g，所以理论上，电路中转移2 mol电子时，负极质量增加2 g，两极的质量变化差值为4 g，D正确；故选C。 2.（2026·四川绵阳·一模）Na—Ni/NiCl2二次电池具有高能量密度、长寿命、安全性高的优点，以β﹣氧化铝陶瓷作固体电解质(只允许钠离子通过)，工作原理如图所示。下列说法错误的是 已知：该题环境下，AlCl3易结合Cl﹣生成[AlCl4]﹣。 A．该电池在常温下无法运行 B．充电时电势：a＜b C．放电时，负极电极反应式为Na-e-=Na+ D．放电时，每转移1mole﹣熔融电解质质量增加35.5g 【答案】D 【解析】因为电解质为β﹣氧化铝陶瓷，在常温下不能作为熔融状态让钠离子通过，所以该电池在常温下无法运行，故A正确；放电时，a为负极，b为正极，充电时，a为阴极，b为阳极，根据电解原理，阳极电势高于阴极，所以充电时电势：，故B正确；放电时，负极发生氧化反应，钠失去电子生成钠离子，电极反应式为，故C正确；放电时，负极反应为，生成的通过β - 氧化铝陶瓷进入正极区，正极发生反应：，生成的与结合生成，反应为，同时与结合为。每转移时：有（质量为23 g）进入正极熔融电解质；正极生成（质量为35.5 g）进入电解质，与结合转化为。因此熔融电解质增加的质量为，而非35.5 g。故D错误；故选D。 3.（2026·湖南永州·一模）如图所示为一种基于Li+/Mg2+混合电解液的新型Mg-CoS2可充电电池工作原理示意图。已知CoS2中Co为+2价。下列说法错误的是 A．放电时，电极a的电势低于电极b B．若充电电压为2.0 V，可能会导致电池的比能量下降 C．若将电解质溶液换成NaOH溶液，则该电池不能正常工作 D．若放电时b极有0.2 mol CoS2参与反应，理论上a极质量减少4.8 g 【答案】D 【分析】放电时，Mg失电子生成Mg2+，CoS2在b电极得电子生成Li2S、Co，则a是负极、b是正极； 【解析】放电时，a是负极、b是正极，电极a的电势低于电极b，A正确；若充电电压为2.0 V，CoS2转化为Co3S4，放电时Co3S4不能参与反应，会导致电池的比能量下降，B正确；若将电解质溶液换成NaOH溶液，放电时负极生成氢氧化镁沉淀附着在电极表面，导电能力降低，则该电池不能正常工作，C正确；放电时CoS2在b电极得电子生成Li2S、Co，a电极Mg失电子生成Mg2+，1 mol CoS2转移4 mol电子，若b极有0.2 mol CoS2参与反应，转移0.8 mol电子；理论上a极消耗0.4 mol Mg，a极质量减少9.6 g，D错误；故选D。 4.（2026·山东淄博·三模）新型碱性锡金属液流储能电池装置如图所示。放电时，Sn转化为。 下列说法错误的是 A．膜a为阳离子交换膜 B．放电时，溶液中OH-向Sn电极移动 C．充电时，阴极反应式为+2e-=Sn+3OH- D．理论上，左室有1 mol [Fe(CN)6]3-生成时，Sn电极质量减少59.5 g 【答案】D 【分析】放电时Sn转化为，Sn元素化合价升高，失电子，Sn电极为负极，石墨电极为正极。负极电极反应式为，正极电极反应式为。充电时Sn电极为阴极，石墨电极为阳极，电极反应为放电过程的逆反应，结合电子守恒、离子移动规律判断选项。 【解析】放电时负极消耗，正极反应后负电荷增加，为平衡电荷，通过膜a从右室移向左室，膜a为阳离子交换膜，A正确；放电时阴离子向负极移动，Sn电极为负极，溶液中向Sn电极移动，B正确；充电时阴极发生还原反应，为放电时负极反应的逆过程，反应式为，C正确；左室有1 mol 生成时，发生阳极反应，转移1mol电子，此时Sn电极为阴极，生成Sn，电极质量增加，生成0.5mol Sn，质量增加，并非质量减少，D错误；故选D。 拔高·模拟预测 1.（2026·辽宁沈阳·模拟预测）水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，其中电极含V、C、N元素，电解质溶液中主要存在团簇离子，放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电流从Y极流向X极，再经电解质溶液流向Y极 B．放电时，Y极的电极反应式为 C．充电时，向X极方向移动 D．充电时，电解质溶液中每增加，X极质量增加23 g 【答案】D 【分析】由题意可知，该电池放电时，X极中Mn元素的化合价由+3.4升高到+4，则其为负极，电极反应方程式为：Na0.6MnO2-0.6e-=0.6Na++MnO2，则Y极为正极，电极反应方程式为：，其总反应方程式为：；充电时，X极为阴极，电极反应方程式为：MnO2+0.6e-+0.6Na+=Na0.6MnO2，Y极为阳极，其电极反应方程式为：，总反应方程式为：。 【解析】放电时，电流从正极流向负极，再流回正极，A正确；由分析可知，放电时，Y极的电极反应式为，B正确；充电时，阳离子流向阴极，C正确；由分析可知，充电时，电解质溶液中每增加时转移2mol电子，则根据电极反应方程式，其实际上增加的为2mol Na的质量，质量为46g，D错误；故选D。 2.（2026·重庆垫江·模拟预测）如图所示为一种我国最新研发的无需离子交换膜的新型氯流电池，该电池充分利用了易溶于这一特点，可用作储能设备。其中，该设备充电时电极a的反应式为：。下列说法正确的是 A．充电时电极b与直流电源负极相连 B．充电时每生成11.2L，电极a质量理论上增加23g C．放电时多孔碳电极b的电极反应式为： D．放电时溶液中的浓度减小 【答案】C 【分析】充电时，a极得电子发生还原反应，电极a为阴极；电极b为阳极。 【解析】由分析可知，充电时，a极得电子发生还原反应，电极a为阴极，电极b为阳极，与电源的正极相连，A错误；未指明标准状况，氯气的物质的量无法计算，电极a增加的质量无法计算，B错误；由分析可知，放电时电极b为正极，氯气得到电子发生还原反应生成氯离子，电极反应式为，C正确；放电时电极a为负极，发生氧化反应，溶液中的浓度增大，D错误；故选C。 3.（2026·吉林长春·模拟预测）一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性，该电池工作示意图如下。下列说法正确的是 A．放电时，a电极发生氧化反应 B．放电时，若有生成，理论上需消耗 C．充电时，a室的电极反应为 D．放电时，a极比b极电势低 【答案】B 【分析】由题干和图示信息可知，放电时a电极为正极，MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极反应为；b电极为负极，发生氧化反应，电极反应为，此时阳离子移向正极，阴离子移向负极，则离子交换膜c为阴离子交换膜，则左室的硫酸根离子进入中间K2SO4室，离子交换膜d为阳离子交换膜，右室的K+进入中间K2SO4室，由此作答。 【解析】由分析可知，放电时a为正极，发生还原反应，A错误；由分析可知，生成1 mol对应转移4n mol电子，根据反应，理论上需消耗2n mol MnO2，B正确；由分析可知，放电时a为正极，发生还原反应，则充电时a室发生氧化反应，电极式为，C错误；放电时a电极MnO2得电子被还原为Mn2+，作原电池正极，b电极发生失电子的氧化反应，作原电池负极；原电池中正极电势高于负极，故a极电势高于b极，D错误；故选B。 4.（2026·云南·三模）常温常压下，光催化电极失去电子并产生有强氧化性的空穴，使水和空气产生羟基自由基和超氧离子自由基，能有效去除废水中的丙烯腈，其工作原理如下。已知超氧离子自由基在B极发生的反应为：(未配平)，下列说法错误的是 A．该装置能量转化形式主要为光能→化学能→电能 B．转化为的化学方程式为 C．与丙烯腈反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．若电路中通过电子，则理论上有丙烯腈被处理 【答案】D 【分析】该装置中，在光照条件下电极A表面产生电子（e-）和空穴（h+），A电极表面水分子被空穴(h+)氧化为·OH，作为负极，电极反应式为H2O+h+=H++·OH，电极A中多余的电子沿外电路流入电极B；B电极表面O2得电子被还原为，作为正极，电极反应式为，进一步结合H+生成·OH；·OH在酸性电解质溶液中将丙烯腈氧化为CO2和N2；据此解答。 【解析】该装置能量转化形式主要为光能→化学能→电能，A正确；空穴（h+）有强氧化性，可将水分子氧化为·OH，根据得失电子守恒，反应方程式为H2O+h+=H++·OH，B正确；丙烯腈（）被·OH完全氧化为CO2和N2，根据得失电子守恒配平反应方程式为，丙烯腈（）为还原剂，·OH为氧化剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为15：1，C正确；据分析，电路中通过1 mol电子，正、负极各生成1 mol ·OH，根据C选项中的化学方程式可知，2 mol ·OH可处理 mol丙烯腈，因此电路中通过3 mol电子，可处理 mol丙烯腈，D错误；故选D。 5.（2026·山东日照·模拟预测）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，则充电时阳极反应为 D．放电时，隔膜两侧的铜离子和锌离子浓度均减小 【答案】C 【分析】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，为正极，则Zn电极为负极，失去电子，发生还原反应，据此分析。 【解析】由分析知，电极a为正极，A错误；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；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，反应方程式为：，C正确；放电时，b电极发生反应：，锌离子浓度增大， D错误；故选C。 6.（2026·河南南阳·三模）科学家利用磷盐a、b实现了电化学合成氨，这是人工固氮的一种新方式，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极X的电势高于 Y极 B．Y极的电极反应式为 C．当外电路转移3mol e时，理论上产生22.4 L NH3(标准状况) D．反应②中，磷盐a发生了还原反应 【答案】C 【分析】根据装置中物质转化，Y极上转化为，N元素化合价从0降低为-3，发生得电子的还原反应，确定Y为原电池正极，X为原电池负极。正极电极反应式为，生成的后续反应生成，每生成1mol 对应整个电路转移3mol电子。 【解析】原电池中正极电势高于负极，Y为正极，X为负极，因此电极Y的电势高于X极，A错误；Y极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，选项给出的电极反应式为失电子的氧化反应，B错误；生成1mol 时N元素从0价变为-3价，对应转移3mol电子，因此外电路转移3mol 时，理论上生成1mol ，标准状况下体积为22.4L，C正确；由图可知磷酸盐a转化成磷酸盐b化合价没有发生变化，未发生还原反应，D错误；故选C。 7.（2026·陕西榆林·模拟预测）下图为二次电池的放电过程示意图。 下列叙述正确的是 A．放电时，电子由N极经负载流向M极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，电解质溶液的pH逐渐减小 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【分析】该示意图表示放电过程，N极发生反应，发生反应，为正极；M极发生，发生氧化反应，为负极； 【解析】放电时，N极得到电子，发生还原反应，为正极，电子由M极经负载流向N极，A错误；放电时，N极上反应为，B错误；充电时，M极上转化为，发生的反应为，反应消耗，溶液pH增大，C错误；充电时，M极上反应为，D正确；故选D。 8.（2026·河北邯郸·三模）一种新型二次电池的工作原理如图所示，电极是一种固态有机聚合物，该电池电极在充电过程中产生黄色的离子。下列说法错误的是 A．放电时，极电势比极电势高 B．充电时，与外接电源正极相连 C．若用燃料电池为该电池充电，每消耗标况下，理论上极区质量增加 D．放电时，极电极反应式是   【答案】B 【解析】根据该电池电极M在充电过程中产生黄色的离子，则反应的电极反应式为：，得到M电极在充电时为阳极，放电时为正极，电极反应式为：；则N电极在放电时为负极，电极反应式为：，充电时为阴极，电极反应式为：；根据分析，M电极为正极，N电极为负极，M极电势比N极电势高，A项正确；充电时，N做阴极，与外接电源负极相连，B项错误；根据分析和电子转移守恒可知，当充电时外电路中每转移=1mol电子时，则有1mol会通过透过层从M极区向N极区移动，则N极区的质量会增加7g，C项正确；根据分析，放电时，N极电极反应式为：， D项正确；故选B。 9.（2026·湖北武汉·一模）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)，重金属离子被电极吸附并发生电极反应。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．CuHCF中的铁为+3价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱过程中元素化合价升高 D．溶液可电解再生电池负极 【答案】C 【分析】由题干装置图可知，Zn电极转化为，发生氧化反应，电极反应式为：，该电极为负极；CuHCF为正极，发生还原反应，被电极CuHCF吸附还原为，然后用将Ni重新氧化为实现洗脱。 【解析】根据化合物电中性原则，CuHCF中Cu为+2价，整体为-1价，设Fe化合价为，则，解得，即铁为+3价，A正确；电极为负极，电极反应为，负极区正电荷增加，为避免进入右室污染污水，需通过交换膜进入左室平衡电荷，故交换膜为阴离子交换膜，B正确；洗脱时作为氧化剂，将吸附的0价氧化为，失去的电子全部被中-1价的得到生成，元素化合价不变，C错误；电解溶液时，阴极反应为，可得到单质再生电池负极，D正确；故选C。 10.（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，从框架中脱出并形成基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中很少，只有可以可逆嵌入基质中并形成。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： 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： 【答案】A 【分析】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：；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+。 【解析】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；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；充电时，电解液中带正电荷的阳离子会向阴极移动，C正确；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：，D正确；故选A。 11.（2026·山西忻州·模拟预测）科学家研发了一种Zn-双阴极储能电池，在碱性条件下可同时实现储能与废旧塑料(PET)高值利用，其工作原理示意图及电极电势图如下。下列说法错误的是 A．放电时总反应： B．放电时，阴离子向左移动 C．充电时，阳极电极反应式： D．该电池的理论充电电压高于理论放电电压 【答案】D 【分析】根据图示可知，电键K与2连接，构成原电池，锌电极为负极，负极反应式为 ；通入空气的电极为正极，正极反应式为；电键K与1连接，构成电解池，阴极发生反应、阳极发生反应。 【解析】根据以上分析，放电时负极反应式为、正极反应式为，总反应为，故A正确；锌电极为负极，通入空气的电极为正极，放电时，阴离子向负极移动，所以该电池中阴离子向左移动，故B正确；根据图示，充电时，阳极电极反应式：，故C正确；根据图示，该电池的理论充电电压为0.623V，理论放电电压为1.653V，故D错误；故选D。 12.（2026·四川成都·模拟预测）沉积型铅酸液流储能电池以和Pb为电极，以溶液、甲基磺酸铅溶液作为电解液，其充放电工作原理如图所示。下列说法错误的是 已知：①为强酸；②电流效率是指通过电化学反应生成目标产物的电流利用效率。 A．电极电势：N>M B．放电时，电极N上的电极反应： C．充电时，电极N接电源负极 D．充电时，若电路中通过2 mol电子，电极M上生成196.65 g Pb，则该过程的电流效率为95％ 【答案】C 【分析】在充电时，该装置是电解池，电极N为阳极，失电子发生氧化反应，即，电极M为阴极，得电子发生还原反应，即；放电时，该装置是原电池，电极M为负极，Pb失电子发生氧化反应，即，电极N为正极，二氧化铅得电子发生还原反应，即。 【解析】由分析知，电极N为放电时的正极，充电时的阳极，其电极电势高于M，A正确；由分析可知，放电时是原电池，电极N为正极，二氧化铅得电子发生还原反应，即， B正确；由分析知，充电时是电解池，电极N为阳极，接电源的正极，C错误；充电时是电解池，电极M为阴极，电路中通过2 mol电子，得2 mol电子，理论上生成207 g Pb，实际生成196.65 g Pb，电流效率为％=95％，D正确；故选C。 13.（2026·江西·模拟预测）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 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 【分析】锂离子二次电池的工作原理，总反应为 。放电时为原电池， 发生失电子的氧化反应作负极，负极反应为 ； 发生得电子的还原反应作正极，正极反应为 。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， 由阳极向阴极迁移，据此分析。 【解析】放电时原电池中 由负极 移向正极 ，充电时电解池中 由阳极 移向阴极 。图示中 从 一侧迁移至 一侧，对应放电状态，A错误；放电时 中 元素失电子发生氧化反应，反应为 ，嵌锂石墨作负极，B错误；充电时该装置为电解池，阴极发生还原反应， 结合 生成 ，电极反应为 ，C正确；充电时阳极反应为 ， 元素失去电子的数目与脱出的 数目相等，D错误；故选C。 14.（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 【分析】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电极上得电子转化为，发生还原反应，因此b为正极。 【解析】放电时b为正极，得电子发生还原反应，A正确；原电池中阳离子向正极移动，因此通过阳离子交换膜向正极b移动，B正确；充电时，b为电解池的阳极，电极反应为，转移0.2mol电子时，生成的物质的量为，C正确；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。 15.（2026·江西吉安·模拟预测）钠离子电池因具有充电速度快和低温环境下性能好的优点，已成为储能领域的研究热点。某钠离子电池结构如图所示，充电时，电极A的材料为（普鲁士白，），电极B的材料为（嵌钠硬碳）。下列叙述错误的是 A．钠离子电池的工作原理是的嵌入与脱嵌 B．充电时，正极区的电极反应式为 C．放电时，A极为正极、B极为负极 D．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移时，理论上可获得纯铜 【答案】B 【分析】充电属于电解过程，阳离子移向阴极；充电时嵌入B得到更高含钠量的嵌钠硬碳，因此B是充电的阴极，A是充电的阳极（电池正极区，外接电源正极连接A），据此作答。 【解析】钠离子电池与锂离子电池工作原理类似，依靠在正负极之间的嵌入、脱嵌实现充放电，A正确；充电时正极区（A极，阳极）发生失电子的氧化反应，正确的电极反应为：，选项给出的是放电时A极（正极）的还原反应，B错误；二次电池中，充电的阳极对应放电的正极，充电的阴极对应放电的负极，因此放电时A为正极、B为负极，C正确；电池中迁移，对应转移电子；电解精炼铜的阴极反应为，转移电子生成，质量为，理论上可得到纯铜，D正确；故选B。 16.（2026·重庆·模拟预测）热敏结晶增强液态热化学电池中，胍离子()选择性诱导结晶，冷热端电极产生电势差，从而实现给锂离子电池充电，工作原理如图。锂离子电池反应为 。下列说法错误的是 A．冷端电极电势高于热端电极电势 B．该新型热敏电池放电时，热端的电极反应式为 C．锂离子电池充电过程中，Li+通过LiPON薄膜移向a极 D．对锂离子电池充电时，电路中转移x mol电子，b极生成x mol Li1-xCoO2 【答案】D 【分析】根据锂离子电池反应可知，放电时，Li1-xCoO2发生反应：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，得到电子，即b极作正极，LixSi即a极为负极，充电时，a极为阴极，b极为阳极，冷端电极为正极，热端电极为负极，据此分析解题。 【解析】由分析可知，冷端电极为正极，热端电极为负极，即冷端电极电势高于热端电极电势，A正确；由分析可知，该新型热敏电池放电时，热端电极为负极，发生氧化反应，故热端的电极反应式为，B正确；由分析可知，锂离子电池充电过程中，a极为阴极，b极为阳极，故Li+通过LiPON薄膜移向a极，C正确；对锂离子电池充电时，b电极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+，电路中每转移x mol电子，生成1mol Li1-xCoO2，D错误。 17.（2026·广东揭阳·阶段检测）一种“酸碱混合硝酸”锌电池工作原理如图所示。“双极膜”中间层中的解离为和，并在电场的作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．双极膜中的在电场作用下通过M膜向锌电极移动 B．每生成，双极膜处有8 mol的解离 C．电池工作一段时间后，锌电极区溶液的pH减小 D．当正极区的物质的量减少2 mol时，理论上锌电极的质量会减少65 g 【答案】D 【分析】锌电极在碱性溶液中被氧化，反应为：，锌电极为负极；催化电极在酸性溶液中将还原为，反应为：，催化电极为正极，据此分析。 【解析】锌电极为负极，催化电极为正极，在电场作用下，阴离子向负极移动，因此双极膜中的通过M膜向锌电极移动，A正确；正极反应为，每生成，转移电子。为维持电荷平衡，负极需消耗，双极膜需解离以提供，B正确；负极反应为，锌电极区消耗，虽然双极膜提供的会补充，但反应消耗的多于补充的量，溶液的碱性减弱，pH减小，C正确；由正极反应可知，每生成，正极消耗，转移电子，同时双极膜向正极迁移，此时正极区的净减少量为。此时电路中转移电子，负极消耗，质量减少，D错误；故选D。 18.（2026·湖南长沙·一模）一种新型的热富集铂电极电池利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌()和对苯二酚()的转换。下列说法不正确的是 A．电池右侧电极为热端电极 B．聚合物遇冷膨胀释放的H+向左移动 C．正极电极反应式为 D．该电池将化学能转变为电能，实现可持续放电 【答案】D 【分析】首先看左右两个铂电极上发生的化学变化，对于右侧电极，图中显示对苯二酚转化为对苯醌，失电子发生氧化反应，说明右侧电极为负极。对于左侧电极，图中显示对苯醌转化为对苯二酚，得电子，发生还原反应，说明左侧电极为正极。接着分析聚合物与H+的循环（热驱动过程），中间的聚合物起到了“质子泵”的作用，受温度驱动，对于热区（底部）聚合物遇热收缩吸收H+，为了维持电中性，负极（右侧）氧化产生的H+会被底部的聚合物吸收。这说明电池底部处于热端。对于冷区（顶部）：聚合物遇冷膨胀释放H+，释放出的H+移动到左侧，供给正极还原反应使用。这说明电池顶部处于冷端。 【解析】从图中看，右侧电极主要对应H+被吸收的过程（遇热收缩），且氧化反应通常在热端驱动力更强，因此右侧对应热区，A正确；观察图顶部的箭头，聚合物释放的H+指向左侧的正极电极，用于参加对苯醌的还原反应，B正确；左侧为正极，发生还原反应，对苯醌结合质子和电子生成对苯二酚， C正确；该电池的本质是热机，它消耗的是外界的热能（维持热区和冷区的温差），而不是消耗化学试剂，在整个循环中，对苯醌和对苯二酚，以及H+都在循环使用，没有净的化学消耗。因此，它是将热能转化为电能，而非化学能转化为电能，D错误；故选D。 19.（2026·重庆·三模）在恒温条件下，一种浓差电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．M电极的电势低于N B．气体压强 C．N电极的电极方程式为： D．若外电路中转移2 mol ，则两极气体的质量差将改变32 g 【答案】D 【分析】图中显示，Mg2+离子从M电极区域通过固体电解质移动到N电极区域。在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。因此，N是正极，M是负极。负极（M电极）：发生氧化反应，电极反应式为：，正极（N电极）：发生还原反应，电极反应式为：。 【解析】在原电池中，电子从负极流向正极，正极的电势高于负极。由分析可知，M是负极，N是正极，那么M电极的电势低于N电极，A正确；由分析可知，这是一个浓差电池，其工作原理是利用物质从高浓度区域向低浓度区域的自发转移来产生电能。负极（M）发生氧化反应：，正极（N）发生还原反应：，总反应是S2气体从N电极区域转移到M电极区域。为了使反应自发进行，N电极的S2压强必须高于M电极的S2压强，B正确；由分析可知，N电极是正极，发生还原反应。反应物为S2气体和迁移过来的Mg2+，产物为MgS，N电极的电极方程式为：，C正确；根据电极反应，转移 mol电子，M电极生成 mol S2，N电极消耗 mol S2，M电极气体质量增加 g，N电极气体质量减少 g。两极气体的质量差改变了 g，D错误；故选D。 20.（2026·江西上饶·二模）一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为，电解质为离子液体及少量水，其中的是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有生成。 下列说法正确的是 A．a电极为负极，在该电极上被氧化 B．电极反应式为： C．是电池中唯一的质子源 D．作为质子源的理由是能与反应生成水和 【答案】D 【分析】碳纳米管附近通入二氧化碳而生成甲烷和，碳纳米管b发生还原反应，得到电子，是正极，电极反应：；锌为负极，锌失电子，发生氧化反应。 【解析】根据分析知，a电极为负极，锌被氧化，故A错误；根据分析知，b电极反应式为：，故B错误；由图知，水也是质子源，故C错误；根据左图可知，作为质子源的理由是能提供氢离子使得转化生成水和，故D正确；故选D。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原电池、化学电源 目 录 真题·命题感知 进阶·强化演练 考向01 可充电电池 考向02 离子分离膜的应用 考向03 新型电池 考向04 原电池的有关计算 拔高·模拟预测 真题·命题感知 1.（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 命题情境 本题以心脏起搏器的扣式电池为情境，紧密联系生命健康与化学电源。心脏起搏器是植入体内的精密医疗设备，要求电池必须具备体积小、容量高、放电电压平稳、自放电率低、生物相容性好等特点。该扣式电池以金属锂为负极，具有极高的比能量；以Ag2CrO4为正极活性物质，放电电压平台稳定。电解质采用LiClO4的有机溶液，避免了水体系中锂的剧烈反应，同时也保证了电池在体温环境下的离子导电性。这种电池体系是“化学能为生命续航”的典型实例，充分体现了电化学知识在现代医学工程中的关键支撑作用，引导学生关注化学与生命科学的交叉前沿。 解题方法 解答本题的关键是紧扣原电池的工作原理进行“三步判断”。第一步，判断电极：活泼金属Li必然失电子，作负极；则Ag2CrO4为正极。第二步，判断离子移动：原电池中阳离子（Li+）移向正极。第三步，判断电极反应：书写正极反应时，务必注意题干信息“Ag2CrO4难溶于该溶剂”，说明电解质中无自由的Ag+，正极反应物是固体Ag2CrO4，不能拆成Ag+，因此正极反应为Ag2CrO4+2e-=2Ag+CrO4²-，这是易错点。对于计算，找准负极材料Li与电子的计量关系（Li-e-=Li+），进行简单计算即可。 2.（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 命题情境 本题以水系有机液流电池为背景，聚焦新能源产业中的大规模储能技术。风能、太阳能发电具有间歇性和不稳定性，需要配套储能系统来实现“削峰填谷”。传统液流电池（如全钒液流）存在成本高、能量密度低等问题，而基于TEMPO衍生物的水系有机液流电池，利用有机分子的可逆氧化还原反应进行储能，具有原料丰富、结构可调、安全环保等优势，是储能领域的研究热点。本题选取的[Tmap-TEMPO]/Btma-Vi氧化还原对，代表了新型有机电极材料的发展方向，旨在引导学生关注化学在“双碳”战略中的核心作用，激发对新能源材料研究的兴趣。 解题方法 解答此类液流电池题，要学会“放电→充电”的逆向推理。首先，根据放电时离子的迁移方向（阴离子Cl-移向a极）判断a为负极，b为正极。其次，写出放电时的两极反应：负极发生氧化反应（Btma-Vi²+失电子），正极发生还原反应（[Tmap-TEMPO]²+得电子）。充电时，只需将放电反应反过来写，即阳极（原正极）失电子发生氧化反应，阴极（原负极）得电子发生还原反应。特别注意电子流动方向只在外电路，电解液中是离子导电。对于溶液质量变化，要结合离子迁移来分析：阴离子移向负极，会使负极区溶液质量增加而非减少，这是常见陷阱。 3.（2025·江西·高考真题）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极 命题情境 本题以去除工业污水中重金属离子的新型电池为情境，体现了“以废治废”的环保理念。工业废水中常含有Ni²⁺、Cu²⁺等重金属离子，若直接排放会严重污染土壤和水体，并通过食物链危害人体健康。传统处理方法如化学沉淀、吸附等存在二次污染或成本高的问题。本题设计的电池装置，将重金属离子的去除与原电池的放电过程巧妙结合：在负极Zn溶解产生电子的同时，正极Ni²+得电子被还原为Ni单质而富集，实现了“产电”与“治污”的协同。CuHCF（铜基普鲁士蓝）作为离子筛材料，其开放的框架结构可选择性地嵌入/脱出金属离子，这是环境电化学领域的前沿方向。 解题方法 本题涉及原电池原理与材料结构的综合判断。技巧一：根据负极材料（Zn）判断负极反应为Zn-2e-=Zn²+，负极区正电荷增多，为维持电中性，阴离子（SO4²-）需要通过交换膜进入负极区，故交换膜为阴离子交换膜。技巧二：对于复杂化合物（如CuHCF）中元素的化合价，可设未知数列方程求解，利用整体化合价代数和为零的原则。技巧三：区分“吸附”与“洗脱”——正极上Ni²⁺得电子生成Ni单质被电极吸附，洗脱时利用H2O2的氧化性使Ni重新变为离子进入溶液，实现电极再生，这是一个完整的“吸附-脱附”循环。 4.（2025·广东·高考真题）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 命题情境 本题以氢氧燃料电池的催化机理为情境，揭示了电化学反应中“微观过程决定宏观性能”的规律。燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的装置，其核心是电极表面的催化剂。Pt基催化剂是经典的氧还原催化剂，但Pt储量稀少、价格昂贵，限制了燃料电池的大规模商业化。本题通过展示催化循环示意图（图a和图c），让学生直观地看到O2在催化剂表面逐步获得电子的过程，其中“O2获得第一个电子”是速率控制步骤（最慢）。这种从分子层面解析反应路径的视角，体现了化学研究的精细化趋势，也引导学生理解催化剂设计的关键在于降低决速步的活化能。 解题方法 解答催化机理题的关键是“从循环图中提取有效信息”。首先，观察循环图中物质的变化：图a中O2→中间体→H2O，是得电子的还原过程，发生在正极；图c中H2→中间体→H+，是失电子的氧化过程，发生在负极。其次，根据题眼“O2获得第一个电子的过程最慢”判断，该步骤活化能最高（活化能越高，反应速率越慢），而非最低。对于溶液质量变化，要结合质子交换膜的特征：负极反应生成H+，同时等量的H+通过膜迁移到正极，负极区溶液中溶质和溶剂的总质量不变。催化循环次数方面，要比较两个循环的电子转移数是否相同。 进阶·强化演练 考向01 可充电电池 1.（2026·湖北十堰·模拟预测）某团队研究发现三价水系(酸性电解质溶液)铟(Ar=115)金属电池的比容量大，循环寿命长。其工作原理如图，已知MnOOH(羟基氧化锰)难溶于水。下列说法错误的是 A．充电时，H+移向电极甲 B．放电时，电路中每转移3 mol电子，电极甲质量变化3 g C．放电时，总反应为In+3MnO2+3H+=3MnOOH+In3+ D．充电时，阳极反应为MnOOH-e-=MnO2+H+ 2.（2026·安徽芜湖·一模）科学家近年发明了一种新型水介质电池。电极为金属锌和选择性催化材料，电池工作时双极隔膜中的水解离为和并分别向两极移动，电池工作原理和某电极反应的催化机理如图所示。下列说法正确的是 A．生成反应的 B．无论是催化剂还是，的选择性均优于 C．放电时，每溶解，若正极区只生成，则溶液增重 D．充电时，阳极的电极反应式为 3.（2026·广东佛山·二模）锂-空气可充电电池具有超高比容量。该电池放电过程如下图所示，其中固体电解质允许Li+通过。下列说法不正确的是 A．充电时Ⅱ接电源正极 B．放电时的正极反应为： C．固体电解质中混有水容易对负极造成腐蚀 D．充电时，每转移1mol电子，理论上阴极材料增重7g 4.（2026·山西朔州·二模）光照条件下，电极M(石墨烯产生电子和空穴，充电过程还兼具制备的作用，充电、放电过程中物质的转化关系如图；双极膜界面内水分子解离为，，移向电池两侧电解质中。下列说法错误的是 A．放电时，电极M电势高于电极N B．放电时，双极膜内穿过双极膜移向乙池 C．充电时阴极反应： D．充电时，每生成1.3 g Zn，理论上外电路中转移0.04 mol电子 考向02 离子分离膜的应用 5.（2026·河南新乡·模拟预测）铀是核电站的核心能源材料。科学家研发了一种从含、的废水中提取铀，并同步产电的工艺，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极电势：Fe电极电极 B．移向CCF电极 C．正极的电极反应之一为 D．当电路中转移0.2 mol电子时，负极区生成3.6 g水 6.（2026·福建福州·模拟预测）一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是 A．热端电极反应式为： B．图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．移除紫外光后电池电压不变 3.（2026·甘肃白银·三模）一种高容量固态电池的结构如图所示，锂离子可自由通过锂离子导体膜。下列说法错误的是 A．充电时，A极为阴极，发生还原反应 B．放电时，从左侧通过导体膜向右侧移动，被B极吸附 C．放电时，左室中电解质的质量会增大 D．为了提高电池效率，可用盐酸做电解液 4.（2026·江苏盐城·模拟预测）一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极上发生氧化反应 B．海水中通过离子交换膜移向右室 C．外电路每通过，电极上产生(标况下) D．左室的降低 考向03 新型电池 1.（2026·海南·模拟预测）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，将其与微生物电解池进行串联，可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下，所用电极均是惰性电极。 下列说法不正确的是 A．电子由R极经导线流向N极 B．交换膜1为阴离子交换膜 C．R极电极反应式： D．一段时间后，T极沉积2.07 gPb，NaCl溶液中减少0.02 molNaCl 2.（2026·安徽滁州·模拟预测）利用偏二甲肼燃料电池电解含锰酸性废水可得到，并得到副产物NaOH装置如图所示。下列说法错误的是 A．电势：， B．X极反应： C．膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，c室溶液的pH减小 3.（2026·河南南阳·三模）下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备 H2SO4和 NaOH的装置示意图，其中X、Y 均为 Ag/AgCl复合电极，电极a、b均为石墨。下列说法正确的是 A．电极X是负极，电极反应为 B．c为阴离子交换膜，f 处输出产品 NaOH C．电流方向：X→a→b→Y D．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得 98 g H2SO4 4.（2026·江苏苏州·三模）某光电催化反应器如图所示，光解水的同时可由制得异丙醇()。下列说法不正确的是 A．电极A上发生的反应为 B．电子由电极A经过用电器流向电极B C．外电路每通过0.18 mol电子，电极B上产生0.01 mol异丙醇 D．B电极选用高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应 考向04 原电池的有关计算 1.（2026·河南濮阳·模拟预测）2025年9月，我国科学家成功研制出新型氢负离子()原型电池，其利用的移动来存储和释放能量，过程中有、、等微粒存在，放电时由电极向电极移动。 下列说法错误的是 A．电极的电势高于电极的电势 B．总反应的一定小于0 C．充电时，阴极的电极反应式为 D．放电时，理论上电路中转移时，两极的质量变化差值为4 g 2.（2026·四川绵阳·一模）Na—Ni/NiCl2二次电池具有高能量密度、长寿命、安全性高的优点，以β﹣氧化铝陶瓷作固体电解质(只允许钠离子通过)，工作原理如图所示。下列说法错误的是 已知：该题环境下，AlCl3易结合Cl﹣生成[AlCl4]﹣。 A．该电池在常温下无法运行 B．充电时电势：a＜b C．放电时，负极电极反应式为Na-e-=Na+ D．放电时，每转移1mole﹣熔融电解质质量增加35.5g 3.（2026·湖南永州·一模）如图所示为一种基于Li+/Mg2+混合电解液的新型Mg-CoS2可充电电池工作原理示意图。已知CoS2中Co为+2价。下列说法错误的是 A．放电时，电极a的电势低于电极b B．若充电电压为2.0 V，可能会导致电池的比能量下降 C．若将电解质溶液换成NaOH溶液，则该电池不能正常工作 D．若放电时b极有0.2 mol CoS2参与反应，理论上a极质量减少4.8 g 4.（2026·山东淄博·三模）新型碱性锡金属液流储能电池装置如图所示。放电时，Sn转化为。 下列说法错误的是 A．膜a为阳离子交换膜 B．放电时，溶液中OH-向Sn电极移动 C．充电时，阴极反应式为+2e-=Sn+3OH- D．理论上，左室有1 mol [Fe(CN)6]3-生成时，Sn电极质量减少59.5 g 拔高·模拟预测 1.（2026·辽宁沈阳·模拟预测）水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，其中电极含V、C、N元素，电解质溶液中主要存在团簇离子，放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电流从Y极流向X极，再经电解质溶液流向Y极 B．放电时，Y极的电极反应式为 C．充电时，向X极方向移动 D．充电时，电解质溶液中每增加，X极质量增加23 g 2.（2026·重庆垫江·模拟预测）如图所示为一种我国最新研发的无需离子交换膜的新型氯流电池，该电池充分利用了易溶于这一特点，可用作储能设备。其中，该设备充电时电极a的反应式为：。下列说法正确的是 A．充电时电极b与直流电源负极相连 B．充电时每生成11.2L，电极a质量理论上增加23g C．放电时多孔碳电极b的电极反应式为： D．放电时溶液中的浓度减小 3.（2026·吉林长春·模拟预测）一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性，该电池工作示意图如下。下列说法正确的是 A．放电时，a电极发生氧化反应 B．放电时，若有生成，理论上需消耗 C．充电时，a室的电极反应为 D．放电时，a极比b极电势低 4.（2026·云南·三模）常温常压下，光催化电极失去电子并产生有强氧化性的空穴，使水和空气产生羟基自由基和超氧离子自由基，能有效去除废水中的丙烯腈，其工作原理如下。已知超氧离子自由基在B极发生的反应为：(未配平)，下列说法错误的是 A．该装置能量转化形式主要为光能→化学能→电能 B．转化为的化学方程式为 C．与丙烯腈反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．若电路中通过电子，则理论上有丙烯腈被处理 5.（2026·山东日照·模拟预测）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，则充电时阳极反应为 D．放电时，隔膜两侧的铜离子和锌离子浓度均减小 6.（2026·河南南阳·三模）科学家利用磷盐a、b实现了电化学合成氨，这是人工固氮的一种新方式，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极X的电势高于 Y极 B．Y极的电极反应式为 C．当外电路转移3mol e时，理论上产生22.4 L NH3(标准状况) D．反应②中，磷盐a发生了还原反应 7.（2026·陕西榆林·模拟预测）下图为二次电池的放电过程示意图。 下列叙述正确的是 A．放电时，电子由N极经负载流向M极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，电解质溶液的pH逐渐减小 D．充电时，M极上反应为 8.（2026·河北邯郸·三模）一种新型二次电池的工作原理如图所示，电极是一种固态有机聚合物，该电池电极在充电过程中产生黄色的离子。下列说法错误的是 A．放电时，极电势比极电势高 B．充电时，与外接电源正极相连 C．若用燃料电池为该电池充电，每消耗标况下，理论上极区质量增加 D．放电时，极电极反应式是   9.（2026·湖北武汉·一模）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)，重金属离子被电极吸附并发生电极反应。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．CuHCF中的铁为+3价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱过程中元素化合价升高 D．溶液可电解再生电池负极 10.（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，从框架中脱出并形成基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中很少，只有可以可逆嵌入基质中并形成。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： 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： 11.（2026·山西忻州·模拟预测）科学家研发了一种Zn-双阴极储能电池，在碱性条件下可同时实现储能与废旧塑料(PET)高值利用，其工作原理示意图及电极电势图如下。下列说法错误的是 A．放电时总反应： B．放电时，阴离子向左移动 C．充电时，阳极电极反应式： D．该电池的理论充电电压高于理论放电电压 12.（2026·四川成都·模拟预测）沉积型铅酸液流储能电池以和Pb为电极，以溶液、甲基磺酸铅溶液作为电解液，其充放电工作原理如图所示。下列说法错误的是 已知：①为强酸；②电流效率是指通过电化学反应生成目标产物的电流利用效率。 A．电极电势：N>M B．放电时，电极N上的电极反应： C．充电时，电极N接电源负极 D．充电时，若电路中通过2 mol电子，电极M上生成196.65 g Pb，则该过程的电流效率为95％ 13.（2026·江西·模拟预测）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 D．充电时，钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目 14.（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+ 15.（2026·江西吉安·模拟预测）钠离子电池因具有充电速度快和低温环境下性能好的优点，已成为储能领域的研究热点。某钠离子电池结构如图所示，充电时，电极A的材料为（普鲁士白，），电极B的材料为（嵌钠硬碳）。下列叙述错误的是 A．钠离子电池的工作原理是的嵌入与脱嵌 B．充电时，正极区的电极反应式为 C．放电时，A极为正极、B极为负极 D．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移时，理论上可获得纯铜 16.（2026·重庆·模拟预测）热敏结晶增强液态热化学电池中，胍离子()选择性诱导结晶，冷热端电极产生电势差，从而实现给锂离子电池充电，工作原理如图。锂离子电池反应为 。下列说法错误的是 A．冷端电极电势高于热端电极电势 B．该新型热敏电池放电时，热端的电极反应式为 C．锂离子电池充电过程中，Li+通过LiPON薄膜移向a极 D．对锂离子电池充电时，电路中转移x mol电子，b极生成x mol Li1-xCoO2 17.（2026·广东揭阳·阶段检测）一种“酸碱混合硝酸”锌电池工作原理如图所示。“双极膜”中间层中的解离为和，并在电场的作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．双极膜中的在电场作用下通过M膜向锌电极移动 B．每生成，双极膜处有8 mol的解离 C．电池工作一段时间后，锌电极区溶液的pH减小 D．当正极区的物质的量减少2 mol时，理论上锌电极的质量会减少65 g 18.（2026·湖南长沙·一模）一种新型的热富集铂电极电池利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌()和对苯二酚()的转换。下列说法不正确的是 A．电池右侧电极为热端电极 B．聚合物遇冷膨胀释放的H+向左移动 C．正极电极反应式为 D．该电池将化学能转变为电能，实现可持续放电 19.（2026·重庆·三模）在恒温条件下，一种浓差电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．M电极的电势低于N B．气体压强 C．N电极的电极方程式为： D．若外电路中转移2 mol ，则两极气体的质量差将改变32 g 20.（2026·江西上饶·二模）一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为，电解质为离子液体及少量水，其中的是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有生成。 下列说法正确的是 A．a电极为负极，在该电极上被氧化 B．电极反应式为： C．是电池中唯一的质子源 D．作为质子源的理由是能与反应生成水和 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $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 真题•命题感知 1.B 2.B 3.c 4.C h 进阶·强化演练 考向01可充电电池 1.B 2.C 3.B 4.B 》考向02离子分离膜的应用 1.c 2.C 3.D 4.C ◆考向03新型电池 1.D 2.B 3.B 4.c >考向04原电池的有关计算 1.C 2.D 3.D 4.D 小拔高模拟预测 题号 2 4 5 8 9 10 1/2 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 答案 D C ? D O C D B A 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D c D B D D D D 2/2