第4章 第1、2节提升课 第1课时 新型化学电源工作原理的分析（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦新型化学电源工作原理，系统梳理二次电池充放电过程分析思路，衔接浓差电池、电催化剂电池等常见新型化学电源类型，构建“原理理解-类型辨析-问题解决”的学习支架。 资料精选高考真题与典型例题，通过归纳总结图示提炼解题模型，助力学生形成科学思维。如二次电池充放电分析、浓差电池离子迁移等实例，培养证据推理与模型认知能力，课中辅助教师高效授课，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第一、二节提升课 第1课时　新型化学电源工作原理的分析 [核心素养发展目标]　1.掌握二次电池充放电过程的分析思路。2.了解常见新型化学电源的种类。 一、二次电池的充放电原理 1.(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A.放电时负极质量减小 B.储能过程中电能转变为化学能 C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧 D.充电总反应：Pb+S+2Fe3+===PbSO4+2Fe2+ 答案　B 解析　放电时，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+===Pb+S+2Fe3+，D错误。 2.(2024·全国甲卷，12)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0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 答案　C 解析　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错误；放电时，Zn电极为负极，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，B错误；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为MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-，C正确；放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol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0.020 mol，但正极上还有少量ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D错误。 二次电池题目的解答思路 二、常考新型化学电源 类型一　浓差电池 1.某化学兴趣小组将两个完全相同的铜片分别放入体积相同、浓度不同的CuSO4溶液中形成浓差电池(如图所示)，当两极附近电解质溶液浓度相等时停止放电。下列说法正确的是(　　) A.Cu(2)极发生还原反应 B.Cu(1)极附近Cu2+通过膜1向右迁移 C.放电过程中，两膜之间的c(CuSO4)理论上保持不变 D.当Cu(2)极附近c(CuSO4)变为1 mol·L-1时，该电池停止放电 答案　C 解析　Cu(1)极附近硫酸铜溶液浓度大于Cu(2)极，故Cu(1)极的电解质溶液浓度降低，即Cu(1)极为正极，Cu(2)极为负极，发生氧化反应，电极反应为Cu-2e-===Cu2+，A项错误；Cu(1)极的电极反应式为Cu2++2e-===Cu，为了维持电荷平衡，S通过膜1向右迁移，B项错误；理论上两膜之间的硫酸铜溶液浓度保持不变，C项正确；理论上正、负两极硫酸铜溶液浓度均为0.55 mol·L-1时，该电池停止放电，D项错误。 2.(2024·温州中学期中)如图是“海水—河水”浓差电池装置示意图(不考虑溶解氧的影响)，其中a、b均为Ag/AgCl复合电极，b的电极反应式为AgCl+e-===Ag+Cl-。下列说法正确的是(　　) A.a的电极反应式为Ag-e-===Ag+ B.内电路中，Na+由b极区向a极区迁移 C.工作一段时间后，两极NaCl溶液的浓度差增大 D.电路中转移1 mol e-时，理论上a极区模拟海水的质量减少58.5 g 答案　D 解析　a为原电池的负极，电极反应式为Ag-e-+Cl-===AgCl↓，A错误；b为原电池的正极，Na+由a极区向b极区迁移，工作一段时间后，模拟海水区NaCl溶液的浓度减小，模拟河水区NaCl溶液的浓度增大，两极NaCl溶液的浓度差减小，B、C错误；电路中转移1 mol e-时，负极区有1 mol Cl-与Ag+结合生成AgCl，同时有1 mol Na+透过阳离子交换膜移入模拟河水区，理论上a极区模拟海水的质量减少58.5 g，D正确。 类型二　电催化剂(电子传递体)电池 3.(2019·全国卷Ⅰ，12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是(　　) A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+===2H++2MV+ C.正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3 D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 答案　B 解析　由题图知，电池总反应是3H2+N2===2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MV+-e-===MV2+，为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H+通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。 4.AIST报告研制了一种“高容量、低成本”锂⁃铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-，如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移动 B.放电时，负极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-===2Cu+2OH- C.通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O D.整个反应过程中，铜相当于催化剂 答案　B 解析　由题图和放电时总反应可知，放电时Li为负极，Cu为正极，阳离子向正极移动，A项正确；放电时，负极Li失电子转化成Li+，B项错误；结合题图可知，通入空气时，铜被腐蚀，生成Cu2O，C项正确；铜被腐蚀生成Cu2O，放电时Cu2O又被还原成Cu，所以整个反应过程中Cu相当于催化剂，D项正确。 类型三　太阳能转化电池 5.(2022·全国乙卷，12)Li⁃O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li⁃O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-===Li)和阳极反应(Li2O2+2h+===2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(　　) A.充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li+O2 B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C.放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D.放电时，正极发生反应：O2+2Li++2e-===Li2O2 答案　C 解析　充电时为电解池，由题目信息知，光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e-===Li)和阳极反应(Li2O2+2h+===2Li++O2)，则充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li+O2，因此，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，A、B正确；放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；放电时，电池总反应为2Li+O2===Li2O2，则正极反应为O2+2Li++2e-===Li2O2，D正确。 6.(2024·贵州，11)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：HC+H2O===HC+2H++2e-，HC+H2O===HC+H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。 下列说法错误的是(　　) A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能 B.阴极反应式为O2+2H++2e-===H2O2 C.光阳极每消耗1 mol H2O，体系中生成2 mol H2O2 D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 答案　C 解析　该装置利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确；由图可知，阴极上O2得电子和H+反应生成H2O2，电极反应式为O2+2H++2e-===H2O2，B正确；由Mn(Ⅳ)和H2O2转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，则H2O2表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，锰元素化合价升高，则H2O2表现氧化性，D正确。 类型四　液流储能电池 7.锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一，如图为以Zn(OH/Zn和Fe(CN/Fe(CN作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑(PBI)膜允许OH-通过。 下列说法错误的是(　　) A.Fe(CN含有配位键，电池放电总反应为2Fe(CN+Zn+4OH-===Zn(OH+2Fe(CN B.放电过程中，左侧池中溶液pH逐渐减小 C.充电过程中，阴极的电极反应为Zn(OH+2e-===Zn+4OH- D.充电过程中，当2 mol OH-通过PBI膜时，导线中通过1 mol e- 答案　D 解析　由图可知，Zn失去电子生成Zn(OH，则Zn电极为负极，电极反应式为Zn+4OH--2e-===Zn(OH，惰性电极为正极， Fe(CN得到电子生成Fe(CN，电极反应式为Fe(CN+e-===Fe(CN，则放电过程中，总反应为2Fe(CN+Zn+4OH-===Zn(OH+2Fe(CN，故A正确；放电过程中，左侧惰性电极为正极，右侧Zn电极是负极，OH-由左侧池经过聚苯并咪唑(PBI)膜进入右侧池，左侧池中溶液pH逐渐减小，故B正确；充电过程中，Zn电极是阴极，电极反应式为Zn(OH+2e-===Zn+4OH-，该过程生成的OH-一半进入左侧池，当2 mol OH-通过PBI膜时，导线中通过2 mol e-，故D错误。 类型五　金属二次电池 8.(2024·绍兴高二月考)某蓄电池充、放电时反应为Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，下列推断不正确的是(　　) A.放电时，负极上的电极反应式：Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2 B.放电时，每转移2 mol电子，正极上有1 mol Ni2O3被氧化 C.充电时，阳极上的电极反应式：2Ni(OH)2-2e-+2OH-===Ni2O3+3H2O D.该蓄电池的电极必须是浸在某种碱性电解质溶液中 答案　B 解析　根据电池充、放电时的反应式知，放电时，Fe作负极，电极反应式为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2，故A正确；放电时，每转移2 mol电子，正极上有1 mol Ni2O3被还原，故B错误；Fe(OH)2、Ni(OH)2能溶于酸性溶液，要生成Fe(OH)2、Ni(OH)2，电解质溶液必须是碱性溶液，故D正确。 原电池工作原理的新认识 (1)相同的金属插入相同的电解质溶液中，由于电解质浓度不同，导致两极上氧化反应或还原反应的程度不同，可形成原电池，如浓差电池。 (2)惰性电极材料也可能是原电池的正、负极，只要在电极表面能发生电子的交换就能构成原电池，能向外输出电子的电极为负极，能从电极上获取电子的为正极反应物，该电极为正极。 (3)能源物质(燃料)不一定将电子直接传给负极，可能与电催化剂(电子传递体)进行电子交换，因而要特别关注催化循环中物质的变化、电子的转移方向及反应类型。 (4)储能(充电)过程，不一定是电能转化为化学能，也可能是光能直接转化为化学能。 课时对点练 [分值：50分] [1~2题，每小题3分，3~13题，每小题4分] 1.新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为正极：FePO4+ Li++ e-===LiFePO4，负极：Li-e-===Li+。下列说法正确的是(　　) A.充电时阳极电极反应为FePO4+Li++e-===LiFePO4 B.放电时电池内部Li+向负极移动 C.充电时动力电池的阳极应与外接电源的正极相连 D.放电时，在正极上Li+得电子被还原 答案　C 解析　根据原电池的正极反应：FePO4+ Li++e-===LiFePO4可判断放电时电池内部Li+向正极移动，Li元素的化合价未变，铁元素得到电子被还原，化合价发生变化，B、D错误。 2.(2024·杭师大附中高二上期末)液体锌电池是一种电压较高的二次电池，具有成本低、安全性强、可循环使用等特点，其示意图如图。下列说法不正确的是(　　) 已知：①Zn(OH)2+2OH-===[Zn(OH)4]2-； ②KOH凝胶中允许离子存在、生成或迁移。 A.充电过程中，阴极的电极反应：[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH- B.放电过程中，正极的电极反应：MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O C.放电过程中，若外电路有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn2+向正极迁移 D.充电过程中，凝胶中的KOH可再生 答案　C 解析　原电池负极反应为Zn+4OH--2e-===[Zn(OH)4]2-，充电时，原电池负极与外接电源负极相接，作电解池的阴极，阴极电极反应式[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH-，故A正确；液体锌电池中MnO2所在电极为正极，MnO2发生还原反应生成Mn2+，电极反应式为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O，故B正确；负极区呈碱性，Zn主要以[Zn(OH)4]2-形式存在，不存在Zn2+向正极迁移，故C错误；电解时阴极电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH-，由于KOH凝胶的特殊作用可使KOH再生，故D正确。 3.(2024·杭州高二期末)太阳能光电池具有可靠稳定、寿命长、安装维护简便等优点，现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是(　　) A.该装置系统中只存在光能与电能之间的转化 B.Cu电极：CO2+8H+-8e-===CH4+2H2O C.工作时，产生的O2、CH4体积比为1∶1(同温同压) D.离子交换膜为质子交换膜，H+从左池移向右池 答案　D 解析　该装置系统中存在太阳能转变为化学能，化学能转变为电能等，故A错误；Cu电极为正极，发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+===CH4+2H2O，故B错误；根据转移电子守恒可知，同温同压下产生的O2、CH4体积比为2∶1，故C错误；阳离子向正极移动，所以离子交换膜为质子交换膜，H+从负极区(左池)移向正极区(右池)，故D正确。 4.利用同种气体在两极浓度不同而产生电势差可设计成气体浓差电池，利用浓差电池可测定混合气体中某气体含量。实验室通过氧气浓差电池测定空气中氧气含量的工作原理如图所示，其中在参比电极上通入纯氧气，测量电极上通入空气。下列说法错误的是(　　) A.熔融ZrO2、CaO混合物可用于传递O2- B.工作时，电子由测量电极经外电路流向参比电极 C.处于封闭环境时，用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确 D.相同压强下，电势差越大，空气中氧气含量越高 答案　D 解析　相同条件下，纯氧比空气中氧气浓度大，根据“同种气体在两极浓度不同而产生电势差可设计成气体浓差电池”，可知参比电极O2浓度大，作正极，则测量电极作负极。熔融ZrO2、CaO可用于传递O2-，A正确；电子由负极经外电路流向正极，故该电池工作时，电子由测量电极经外电路流向参比电极，B正确；负极O2-失去电子发生氧化反应会不断生成氧气，导致测量电极处的气体中氧气浓度增大，故用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确，C正确；两极氧气浓度差越大，两极电势差越大，则相同压强下，电势差越大，空气中氧气含量越低，D错误。 5.钾离子电池由于其低成本、电解液中离子传导性快以及工作电压高等优点，近年来引起了科研工作者极大的关注。某课题组基于钾离子电池特性，设计并合成了一种VN⁃NPs/N⁃CNFs复合材料，并将其应用于钾离子电池的电极，放电时该电极反应为VN+3K++3e-===V+K3N，下列有关说法错误的是(　　) A.放电时，在Al电极区发生的是氧化反应 B.该电池的溶剂不能为水溶液 C.放电时，电解质中的K+向Cu电极区移动 D.放电时，每转移1 mol e-，Cu电极区质量减少39 g 答案　D 解析　钾离子电池放电时铜电极反应为VN+3K++3e-===V+K3N，故放电时Cu电极为正极，电极区质量增加，Al电极为负极，在Al电极区发生的是氧化反应，A正确，D错误；电池中含有钾，钾能与水反应，电池的溶剂不能为水溶液，B正确；放电时，Al电极为负极，钾离子向正极移动，即放电时，电解质中的K+向Cu电极区移动，C正确。 6.(2024·安徽1月适应性测试)我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，其示意图如图。放电时，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列说法错误的是(　　) A.放电时，正极反应为Ni(OH)2+2e-===Ni+2OH- B.放电时，若外电路有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn2+向正极迁移 C.充电时，a为外接电源负极 D.充电时，阴极反应为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-===5Zn+2C+6OH- 答案　B 解析　放电时，锌基电极为负极，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2，电极反应式为5Zn+2C+6OH--10e-===2ZnCO3·3Zn(OH)2，镍基电极为正极，电极反应式为Ni(OH)2+2e-===Ni+2OH-，充电时，a接电源负极，锌基电极为阴极，电极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-===5Zn+2C+6OH-，b接电源正极，镍基电极为阳极，电极反应式为Ni+2OH--2e-===Ni(OH)2。 7.一种高性能的碱性硼化钒(VB2)⁃空气电池如图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2+16OH--11e-===V+2B(OH+4H2O。该电池工作时，下列说法错误的是(　　) A.负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应 B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C.电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O===+4V D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极 答案　B 解析　根据VB2电极发生的反应：VB2+16OH--11e-===V+2B(OH+4H2O，判断得出VB2电极为负极，复合碳电极为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，所以电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O===8B(OH+4V，C正确；负载通过0.04 mol电子时，有0.01 mol氧气参与反应，即标准状况下有0.224 L氧气参与反应，A正确；负极区消耗OH-，溶液的pH降低，正极区生成OH-，溶液的pH升高，B错误。 8.(2025·绍兴会稽联盟高二上期末)某新型电池的工作原理如图所示，已知电池放电时的反应为Na1-xMnO2+NaxCn===NaMnO2+nC(反应前后Na元素的化合价不变)。下列说法错误的是(　　) A.电极M是电池的正极 B.电池的负极发生反应：NaxCn-xe-===xNa++nC C.电池工作时，Na+移向电极M D.电池工作时，每消耗0.1 mol的NaxCn，有0.1 mol Mn被氧化 答案　D 解析　由电池总反应可知，放电时，M电极发生反应：Na1-xMnO2+xe-+xNa+===NaMnO2，所以电极M是电池的正极，故A正确；由电池总反应可知，放电时，电池的负极发生反应：NaxCn-xe-===xNa++nC，故B正确；电极M是正极、电极N是负极，电池工作时，Na+移向电极M，故C正确；根据反应总方程式Na1-xMnO2+NaxCn===NaMnO2+nC可知，每消耗0.1 mol的NaxCn，有0.1 mol Mn被还原，故D错误。 9.火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li⁃CO2电池供电，其反应机理如图所示，下列说法错误的是(　　) A.R方向为电子移动的方向 B.CO2电极的电极反应式为4Li++4e-+3CO2===2Li2CO3+C C.可采用LiNO3溶液作为电解质 D.碳酸锂的生成和分解形式提供了实现可逆电化学电池的可能 答案　C 解析　由题图知，Li电极为负极，二氧化碳电极为正极，正极上CO2得电子生成无机碳，电极反应式为4Li++4e-+3CO2===2Li2CO3+C，A、B正确；Li能与水发生反应，C错误；放电过程涉及碳酸锂的生成，充电过程涉及碳酸锂的分解，D正确。 10.水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及黏结剂等)和V2O5为电极，三氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液，总反应为xZn+V2O5===ZnxV2O5(s)。下列叙述错误的是(　　) A.充电时，粉末多孔锌电极连接电源的负极 B.放电时，V2O5电极上发生的反应为V2O5+2e-+xZn2+===ZnxV2O5 C.充电时，Zn2+通过阳膜由右池移向左池 D.理论上，充放电过程中电解质溶液的质量均未改变 答案　B 解析　由放电时的总反应：xZn+V2O5===ZnxV2O5(s)可知，Zn失电子，作负极，V2O5发生还原反应，作正极。充电时，粉末多孔锌电极为阴极，发生还原反应，连接电源的负极，A正确；放电时，V2O5电极上发生的反应为V2O5+2xe-+xZn2+===ZnxV2O5，B错误；充电时，阳离子向阴极移动，所以Zn2+通过阳膜由右池移向左池，C正确；由放电总反应：xZn+V2O5===ZnxV2O5(s)可知，电解质溶液中的成分没有参加总反应，故充放电过程中电解质溶液的质量均未改变，D正确。 11.我国科学家研制了一种新型的高比能量锌⁃碘溴液流二次电池，该电池在使用前要先进行充电，如图为充电原理示意图，溴离子与碘离子结合成为碘溴离子(I2Br-)，可以增加电池容量。下列叙述不正确的是(　　) A.充电时，a接外电源的正极，作阳极 B.充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I-被氧化 C.放电时，a电极反应为I2Br-+2e-===2I-+Br- D.放电时，贮液器d内c(Zn2+)持续增大 答案　D 解析　由充电原理示意图，锌极锌离子得到电子发生还原反应，为电解池的阴极，则a极为电解池的阳极，A正确；充电时，b电极每增重0.65 g，转移电子的物质的量为×2=0.02 mol，根据得失电子守恒可知，溶液中有0.02 mol I-被氧化，B正确；放电时，a电极为正极，发生还原反应，反应为I2Br-+2e-===2I-+Br-，C正确；放电时，b极反应为Zn-2e-===Zn2+，负极生成锌离子，锌离子通过阳离子交换膜进入正极区，贮液器d内c(Zn2+)不会持续增大，D错误。 12.某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2催化还原，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.电池工作过程中电子由b极流向a极 B.b极反应式：Cr2+6e-+14H+===2Cr3++7H2O C.电池工作过程中a极区附近溶液的pH减小 D.每处理1 mol Cr2，可生成33.6 L(标准状况下)CO2 答案　A 解析　由图分析可知，a极上CH3COOH在微生物催化作用下失电子转化为CO2和H+，发生氧化反应，因此a电极为负极，b电极为正极，电池工作过程中电子由a极流向b极，A项错误；b极上Cr2和H+在微生物催化作用下转化为Cr3+，发生还原反应，电极反应式为Cr2+6e-+14H+2Cr3++7H2O，B项正确；a极的电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O2CO2↑+8H+，因此a极区附近溶液中c(H+)增大，pH减小，C项正确；1 mol Cr2转化为Cr3+时得6 mol e-，CH3COOH每生成1 mol CO2失4 mol e-，故每处理1 mol Cr2生成CO2的物质的量为 mol，标准状况下其体积为33.6 L，D项正确。 13.(2024·宁波高二上期末)一种光辅助可充电钠离子电池利用水系的Na2S4电解液和NaI电解液分别作为电池的活性物质，并且将TiO2光电极嵌入到新型钠离子电池的正极，作为太阳能转化及存储基元。下列关于该电池的说法错误的是(　　) A.放电时，a电极的电极反应式为4S2--6e-=== B.充电时，TiO2光电极的电极反应式为3I--2e-=== C.放电时，钠离子从右向左迁移 D.充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能 答案　C 解析　充电时Na2S4被还原为Na2S，放电和充电互为逆过程，所以放电时a是负极，电极反应式为4S2--6e-===，A正确；在充电时，阳极b上发生失电子的氧化反应，根据图示可知，电极反应式为3I--2e-===，B正确；放电时，a是负极，b是正极，钠离子是阳离子，应该从右向左迁移，C错误；TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $