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

**基本信息** 以原电池原理为核心，分考向构建从基础到创新的训练体系，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|16题（4考向各4题）|原理辨析、电极反应式书写|从原电池工作原理到一次电池、燃料电池、液流电池，形成概念→原理→应用递进链条| |重难·创新演练|8题|综合应用、实验设计|结合跨学科实践，深化科学探究与证据推理能力| |真题·实战演练|4题|高考真题再现|对接命题趋势，强化科学态度与责任意识|

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 7 8 9 10 D A C B D C D B D C 11 12 13 14 15 16 D B B C C B 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 8 D C A D D A B B 真题·实战演练 1 2 A B 3． (5) 阴 降低 K+ 4． (4) Zn-2e-+4OH-= 、2H2O+2e-=H2+2OH- 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 原电池工作原理及应用 考向02 一次电池与可充电池 考向03 燃料电池 考向04 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 原电池工作原理及应用 1．（25-26高三上·天津河北·阶段检测）下列方程式与所给事实相符的是 A．露置在空气中的钠表面呈白色： B．用食醋除水垢中的： C．过量铁粉与稀硝酸反应： D．碱性锌锰电池的负极反应： 2．（2026·天津·二模）根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是 A．将Ag和AgNO3溶液与Cu和Na2SO4溶液组成原电池，连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝，可证明Cu的金属性比Ag强 B．向久置的过氧化钠粉末中加入过量稀硫酸，产生了无色气体，可判断变质产生碳酸钠 C．以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-，先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀，可证明 D．用pH试纸分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液pH，CH3COONa溶液pH大，可证明结合H⁺能力： 3．（2026·天津·一模）化学以其独特的魅力影响着我们的生活。下列说法错误的是 A．LNG双燃料汽车滚装船“驶向深蓝”。LNG(液化天然气)的主要成分为甲烷 B．硬化油不易被空气氧化变质，便于储存和运输，可用来生产肥皂和人造奶油 C．机器人使用的高密度锂离子电池工作时，能实现电能向化学能的转化 D．酿酒工艺中加的“酒曲”与面包工艺中加的“膨松剂”的作用不同 4．（2026·天津滨海新区·二模）下列说法正确的是 A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应可以制备乙二酸 B．探究铁与水蒸气反应，点燃肥皂泡检验氢气 C．用(杯酚)识别和，操作①②为分液，操作③为蒸馏 D．若将溶液替换成溶液，电流表不再发生偏转 A．A B．B C．C D．D 考向02 一次电池与可充电池 5．（24-25高三上·天津·阶段检测）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．放电过程中，通过质子交换膜从左室传递到右室 B．处理废水过程中溶液不变，无需补加 C．电极反应为 D．电极反应为 6．（24-25高三上·天津南开·阶段检测）一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为：。下列说法不正确的是 A．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极 B．充电时，移向锌膜，锌元素发生还原反应 C．充电时，阴极反应： D．该有机高聚物可通过加聚反应制得 7．（25-26高三上·天津河东·期末）铝离子电池分别以铝和石墨为电极，用和有机阳离子构成的离子液体做离子导体，确保铝离子的传输。其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时负极电极反应式： B．离子液体是由离子组成的，导电性更好，是一种新型的电解质 C．放电时有机阳离子向石墨电极方向移动 D．充电时石墨电极与电源负极相连 8．（25-26高三上·天津南开·期末）将图中所示实验装置的闭合。 下列判断错误的是 A．极上发生氧化反应 B．电子沿路径流动 C．片刻后，乙池中减小，基本不变 D．片刻后，可观察到滤纸点附近变红色 考向03 燃料电池 9．（25-26高三上·天津·期末）一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中含酚废水中的有机物可用表示。 下列说法不正确的是 A．右室电极为该电池的正极 B．右室电极附近溶液的增大 C．左侧离子交换膜为阴离子交换膜 D．左室电极反应式可表示为 10．（2026·天津·模拟预测）南开大学陈军院士团队通过对钾-二氧化碳电池正负极同时改进，研制了一种稳定高效且可循环利用的电池。该电池原理如图所示，放电时Y极有碳单质生成。下列说法错误的是 A．放电时Y极为正极 B．放电时，X极的电极反应式为 C．放电时，该装置转移4 mol电子，Y极吸收44 g CO2 D．该装置不可将有机电解质换成水溶液 11．（2026·天津·一模）MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图，下列说法错误的是 A．甲池中移动的方向从室到室 B．电极上得到双氧水的反应为 C．生成的反应为 D．电池工作时，电子移动方向为 12．（25-26高三上·天津·期末）某科研机构将汽车尾气中的NO和CO设计成如图所示的燃料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列说法正确的是 A．石墨I为负极 B．电池工作时，向石墨Ⅱ电极方向移动 C．电子从石墨Ⅱ经固体氧化物电解质流入石墨Ⅰ D．石墨Ⅱ电极反应式： 考向04 液流循环电池的工作原理及应用 13．（2026·天津滨海新区·一模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。 下列说法正确的是（  ） A．a电极为阳极，c电极为负极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH增大 D．每吸收，理论上可以得到 14．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，如图为以和。作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时的工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑膜允许离子通过。下列说法不正确的是 A．含有键的数目为 B．充电过程中，阴极区的溶液逐渐增大 C．放电过程中，当有电子转移时，负极区电解液增重 D．充电过程中，总反应 15．我国科学工作者在化学顶尖期刊《AngewandteChemieInternationalEdition》上报道了一种以偶氮基为可逆氧化还原活性中心的新型偶氮苯类水系有机液流电池。其放电工作原理如图所示。下列说法中正确的是 A．电池工作时，N极失电子，电极反应为 B．外电路中每转移1mol电子，M极区增重23g C．偶氮苯类形成离子类微粒有助于溶于水 D．电池工作时，阴离子向M极移动 16．一种成本低，稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是 A．连接电源时，电极B周围溶液pH不断增大 B．连接负载时，电极A的反应方程式为 C．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 D．连接电源时，电路中每通过个电子，生成NaOH的质量为80 g 重难·创新演练 1．（25-26高三上·天津南开·阶段检测）如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 A．透过质子交换膜由右向左移动 B．铜电极应与X相连接 C．当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g D．M电极的反应式： 2．（2026·天津滨海新区·二模）由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液A为溶液；溶液B为溶液)。下列说法正确的是 A．电池放电过程中为正极，电极反应式为 B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液 D．标准状况下，装置每产生11.2 L的，溶液A中有进入溶液B中 3．（2026·天津滨海新区·二模）下列实验装置不能达到实验目的的是 A．蒸干溶液制取硝酸铝固体 B．测定ZnO与足量稀硫酸反应的反应热 C．探究与反应的热效应 D．探究原电池原理 4．（2026·天津·一模）利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是 A．图甲可用于煤的干馏 B．图乙b中溶液变蓝能说明浓HNO3分解生成NO2 C．图丙装置可制取乙二酸 D．图丁装置验证金属镁、铝的活泼性 5．（25-26高三下·天津·开学考试）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如下图所示。 下列叙述不正确的是 A．放电时，M极为负极 B．充电时，N极上反应为Ag-e-+ Cl-= AgCl C．充电时，消耗12mol Ag的同时将消耗1mol Sb4O5Cl2 D．放电时，M极上反应为Sb4O5Cl2 + 12e- + 10H+ = 4Sb + 2Cl-+ 5H2O 6．（25-26高三上·天津·期末）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na-电池，装置如图所示。放电时，与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A．充电时，碳纳米管电极发生的反应为： B．放电时，每转移2 mol电子，消耗33.6 L （标准状况下） C．若电源为铅酸蓄电池，则电极b应与电极连接，向钠箔电极移动 D．用该装置电解精炼铜，粗铜接b极 7．（25-26高三上·天津西青·阶段检测）关于如图所示的装置，下列说法正确的是 A．该装置可将电能转化为化学能 B．锌片上发生的反应为 C．电子移动的方向：电解质溶液 D．溶液中的向锌电极移动 8．（25-26高三上·天津西青·期末）暖贴主要由铁粉、活性炭、无机盐、水、硅石、吸水性树脂等组成，如图所示，具有携带方便、发热快、持续时间久等优点。下列有关说法错误的是 A．暖贴发热原理为铁的吸氧腐蚀 B．暖贴使用后产生的红色固体成分为 C．负极反应式为： D．活性炭作为原电池正极材料 真题·实战演练 1．（2022·天津·高考真题）近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是 A．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖 B．中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合物 C．我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为电能 D．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 2．（2022·天津·高考真题）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(、)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，端的字迹呈白色。下列结论正确的是 A．a为负极 B．端的字迹呈蓝色 C．电子流向为： D．如果将、换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同 3．（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 (5)一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。 ①电极a是___________极，电极反应式为___________； ②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将___________(填“升高”“不变”或“降低”)； ③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为___________。 4．（2023·天津·高考真题）研究人员进行了一组实验： 实验一：如图，研究人员将氢氧化钠溶液加入反应容器，随后加入锌粉，随后加热。一段时间后反应完全，停止加热，锌粉仍有剩余，向反应所得溶液中加入一块铜片，并接触剩余的锌，铜片表面出现银白色金属，并伴随少量气体产生。 实验二：研究人员将实验一得到的带有银白色金属的铜片加热，直到铜片表面变黄，立刻停止加热，置入水中冷却。 已知： (4)写出实验一中构成的原电池正负极反应：负极：_______；正极：_______。 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 原电池工作原理及应用 考向02 一次电池与可充电池 考向03 燃料电池 考向04 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 原电池工作原理及应用 1．（25-26高三上·天津河北·阶段检测）下列方程式与所给事实相符的是 A．露置在空气中的钠表面呈白色： B．用食醋除水垢中的： C．过量铁粉与稀硝酸反应： D．碱性锌锰电池的负极反应： 【答案】D 【解析】A. 钠在空气中表面呈白色是由于最终形成碳酸钠（），而非过氧化钠（）；且常温下钠与氧气反应主要生成氧化钠（），加热时才生成，A不符合题意； B. 食醋为醋酸（），是弱酸，离子方程式应写为，B不符合题意； C. 过量铁粉与稀硝酸反应应生成亚铁离子（），而非铁离子（），正确反应为，C不符合题意； D. 碱性锌锰电池负极反应为锌被氧化生成，该方程式，D符合题意； 故答案选D。 2．（2026·天津·二模）根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是 A．将Ag和AgNO3溶液与Cu和Na2SO4溶液组成原电池，连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝，可证明Cu的金属性比Ag强 B．向久置的过氧化钠粉末中加入过量稀硫酸，产生了无色气体，可判断变质产生碳酸钠 C．以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-，先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀，可证明 D．用pH试纸分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液pH，CH3COONa溶液pH大，可证明结合H⁺能力： 【答案】A 【解析】A．该原电池中Cu电极失电子生成Cu2+作负极，Ag电极上溶液中Ag+得电子生成Ag作正极，原电池中负极金属活动性强于正极，可证明Cu的金属性比Ag强，A正确； B．过氧化钠本身与稀硫酸反应会生成无色气体O2，无法证明无色气体是CO2，也就不能判断过氧化钠变质生成碳酸钠，B错误； C．AgCl是AB型沉淀，Ag2CrO4是A2B型沉淀，二者溶度积表达式不同，浓度大小也不同，不能仅通过沉淀先后顺序比较大小，C错误； D．未说明CH3COONa溶液和NaNO2溶液的浓度相等，无法根据pH大小判断阴离子的水解程度，也就不能比较结合H+的能力，D错误； 故答案选A。 3．（2026·天津·一模）化学以其独特的魅力影响着我们的生活。下列说法错误的是 A．LNG双燃料汽车滚装船“驶向深蓝”。LNG(液化天然气)的主要成分为甲烷 B．硬化油不易被空气氧化变质，便于储存和运输，可用来生产肥皂和人造奶油 C．机器人使用的高密度锂离子电池工作时，能实现电能向化学能的转化 D．酿酒工艺中加的“酒曲”与面包工艺中加的“膨松剂”的作用不同 【答案】C 【解析】A．液化天然气（LNG）的主要成分为甲烷，描述符合事实，A正确； B．硬化油是植物油经加成反应氢化得到的饱和程度较高的油脂，碳碳双键含量极低，不易被空气氧化变质，可作为生产肥皂和人造奶油的原料，B正确； C．锂离子电池工作时为放电过程，能量转化形式为化学能转化为电能，充电过程才是电能转化为化学能，C错误； D．酒曲的本质是生物酶催化剂，作用是催化糖类发酵产生酒精；面包膨松剂的作用是通过分解或反应产生气体使面包蓬松，二者作用不同，D正确； 故选C。 4．（2026·天津滨海新区·二模）下列说法正确的是 A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应可以制备乙二酸 B．探究铁与水蒸气反应，点燃肥皂泡检验氢气 C．用(杯酚)识别和，操作①②为分液，操作③为蒸馏 D．若将溶液替换成溶液，电流表不再发生偏转 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．酸性高锰酸钾氧化性很强，乙二醇与足量酸性高锰酸钾反应时，碳链会断裂，最终氧化生成二氧化碳，无法得到乙二酸，A错误； B．该装置是铁与水蒸气反应的经典实验：加热时湿棉花提供水蒸气，还原铁粉与水蒸气反应生成氢气，生成的气体通入肥皂液，产生的氢气肥皂泡可以被点燃检验氢气，操作和结论均正确，B正确； C．操作①得到的是不溶于甲苯的固体超分子和溶液，分离固体和液体的操作①②是过滤，分液用于分离互不相溶的液体，C错误； D．将替换为后，仍可以失电子发生氧化反应，右侧仍可以得电子发生还原反应，依然可以构成原电池，电流表仍会偏转，D错误； 故选B。 考向02 一次电池与可充电池 5．（24-25高三上·天津·阶段检测）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．放电过程中，通过质子交换膜从左室传递到右室 B．处理废水过程中溶液不变，无需补加 C．电极反应为 D．电极反应为 【答案】D 【解析】A．质子交换膜仅允许通过，无法通过质子交换膜，A错误； B．总反应消耗，溶液减小，需要补加，B错误； C．为负极，碱性环境下失电子的反应反应物应含，电极反应为，C错误；　 D．为正极，中从价降为中价，得，结合电荷、原子守恒配平得电极反应为，D正确； 故选D。 6．（24-25高三上·天津南开·阶段检测）一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为：。下列说法不正确的是 A．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极 B．充电时，移向锌膜，锌元素发生还原反应 C．充电时，阴极反应： D．该有机高聚物可通过加聚反应制得 【答案】C 【解析】A．放电时化合价升高失电子，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极，A正确； B．充电时装置为电解池，阳离子向阴极移动，锌膜作阴极，移向锌膜，锌元素得电子发生还原反应，B正确； C．充电时阴极是锌元素得电子发生还原反应，而给出的反应是放电时正极的还原反应，并非充电的阴极反应，C错误； D．该有机高聚物的单体为，含有碳碳双键，可通过加聚反应制得，D正确； 故选C。 7．（25-26高三上·天津河东·期末）铝离子电池分别以铝和石墨为电极，用和有机阳离子构成的离子液体做离子导体，确保铝离子的传输。其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时负极电极反应式： B．离子液体是由离子组成的，导电性更好，是一种新型的电解质 C．放电时有机阳离子向石墨电极方向移动 D．充电时石墨电极与电源负极相连 【答案】D 【分析】铝离子电池放电时，负极一端的失去电子，发生反应：，变成，电子从负极向正极（石墨端）移动，正极一端的离开石墨层。 【解析】A．根据分析可知，放电时负极电极反应式为，A正确； B．离子液体完全由阴离子和阳离子构成，有良好的导电性，用作化学研究的电解质，并被开发为原电池的电解质，B正确； C．放电时，石墨电极为正极，故有机阳离子向正极（石墨电极）方向移动，C正确； D．充电过程是放电过程的逆过程，为了使回到石墨层，石墨电极与电源正极相连（放电时石墨为正极，充电时正极变为阳极，阳极需与电源正极相连），D错误； 故答案选D。 8．（25-26高三上·天津南开·期末）将图中所示实验装置的闭合。 下列判断错误的是 A．极上发生氧化反应 B．电子沿路径流动 C．片刻后，乙池中减小，基本不变 D．片刻后，可观察到滤纸点附近变红色 【答案】B 【分析】根据金属活动性顺序，Zn活泼性强于Cu，K闭合后，甲乙烧杯与盐桥构成铜锌原电池，Zn为原电池负极，Cu为原电池正极，用饱和硫酸钠、酚酞溶液浸湿的滤纸构成电解池，a连接原电池负极，为电解池阴极，b连接原电池正极，为电解池阳极。电子仅可在导线中移动，无法在电解质溶液或湿润滤纸上迁移。 【解析】A．Zn为原电池负极，发生失电子的氧化反应，A正确； B．电子仅能在导线中移动，无法在湿润的电解质滤纸中迁移，不存在的电子流动路径，B错误； C．乙池中在Cu电极表面得电子生成Cu单质析出，减小，未参与电极反应，盐桥中进入乙池平衡电荷，基本不变，C正确； D．a为电解池阴极，电极反应为，生成的使酚酞变红，故a点附近变红色，D正确； 故选 B。 考向03 燃料电池 9．（25-26高三上·天津·期末）一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中含酚废水中的有机物可用表示。 下列说法不正确的是 A．右室电极为该电池的正极 B．右室电极附近溶液的增大 C．左侧离子交换膜为阴离子交换膜 D．左室电极反应式可表示为 【答案】D 【分析】该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，电极反应式为，左边装置电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为，据此分析解答。 【解析】A．由分析可知，右室电极为该电池的正极，A正确； B．右室中正极上的电极反应式为：，电解后溶液中增大，溶液的pH增大，故右室电极附近溶液的pH增大，B正确； C．电池放电时，电解质溶液中的阳离子向正极右室移动，向负极左室移动，故左侧负极附近的离子交换膜为阴离子交换膜，C正确； D．左室装置为负极，负极上有机物失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，D错误； 故选D。 10．（2026·天津·模拟预测）南开大学陈军院士团队通过对钾-二氧化碳电池正负极同时改进，研制了一种稳定高效且可循环利用的电池。该电池原理如图所示，放电时Y极有碳单质生成。下列说法错误的是 A．放电时Y极为正极 B．放电时，X极的电极反应式为 C．放电时，该装置转移4 mol电子，Y极吸收44 g CO2 D．该装置不可将有机电解质换成水溶液 【答案】C 【分析】KSn合金X电极为负极，Y为正极，负极反应为，正极反应式为，放电总反应，则充电时，电解池的阴极反应为，阳极反应式为，据此解答。 【解析】A．放电时Y极转化为C单质，C元素化合价降低，发生还原反应，故Y极为正极，A正确； B．放电时X极为负极，KSn中K失电子生成K⁺，电极反应式为，B正确； C．Y极电极反应为，转移4mol电子时消耗3mol CO₂，质量为，不是44g，C错误； D．X极KSn合金中的K性质活泼，可与水剧烈反应，故不可将有机电解质换成水溶液，D正确； 故选C。 11．（2026·天津·一模）MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图，下列说法错误的是 A．甲池中移动的方向从室到室 B．电极上得到双氧水的反应为 C．生成的反应为 D．电池工作时，电子移动方向为 【答案】D 【分析】该装置中甲为原电池（提供能量），乙为电解池，甲池中，a电极上燃料被氧化生成和，发生氧化反应，a为负极，M室为负极区；b电极上还原生成，发生还原反应，b为正极，N室为正极区。乙池中，Y电极接a（负极），为阴极；X电极接b（正极），为阳极。 【解析】A．原电池中阳离子向正极移动，因此从M室（负极区）移向N室（正极区），A正确； B．Y为阴极，在阴极得电子生成，电极反应，满足电子、电荷、原子守恒，B正确； C．Fe2+还原生成羟基自由基，反应为，C正确； D．电子只能在导线中移动，不能通过电解质溶液，电子的移动方向为：，，不存在电子从到经过溶液的过程，D错误； 故选D。 12．（25-26高三上·天津·期末）某科研机构将汽车尾气中的NO和CO设计成如图所示的燃料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列说法正确的是 A．石墨I为负极 B．电池工作时，向石墨Ⅱ电极方向移动 C．电子从石墨Ⅱ经固体氧化物电解质流入石墨Ⅰ D．石墨Ⅱ电极反应式： 【答案】B 【分析】由电极上物质的变化可知，左边电极氮元素化合价降低，发生还原反应，为正极；右边电极碳元素化合价升高，发生氧化反应，为负极。 【解析】A．石墨Ⅰ上氮元素化合价降低，发生还原反应，为正极，A错误； B．为阴离子，阴离子由正极石墨I移向负极石墨Ⅱ，B正确； C．电子在外电路流动，不进入内电路，C错误； D．石墨Ⅱ上发生氧化反应，电极反应式为，D错误； 故选B。 考向04 液流循环电池的工作原理及应用 13．（2026·天津滨海新区·一模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。 下列说法正确的是（  ） A．a电极为阳极，c电极为负极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH增大 D．每吸收，理论上可以得到 【答案】B 【分析】由图可知，左侧为原电池，锌电极a为负极，电极反应式为：，惰性电极b为正极，电极反应式为：；右侧为电解池，惰性电极c与电源正极相连，为阳极，电极反应式为：，氢离子经过质子交换膜移向惰性电极d，惰性电极d与电源负极相连，为阴极，电极反应式为：，由此答题； 【解析】A．由分析知，a电极为负极，c电极为阳极，A 错误； B．由分析知，b电极的电极反应式为：，B 正确； C．电极c电极反应式为，即每转移电子，生成，同时有通过质子交换膜进入d极区，但c极区溶液中的水被消耗，溶液中浓度增大，因此减小，C 错误； D．根据电子守恒，吸收转移电子，而生成需要电子，故每吸收，理论上可以得到，D 错误； 故答案选B。 14．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，如图为以和。作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时的工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑膜允许离子通过。下列说法不正确的是 A．含有键的数目为 B．充电过程中，阴极区的溶液逐渐增大 C．放电过程中，当有电子转移时，负极区电解液增重 D．充电过程中，总反应 【答案】C 【分析】放电时，Zn电极为负极，发生的电极反应为；惰性电极为正极，发生的电极反应为；充电时，Zn电极为阴极，发生的电极反应为；惰性电极为阳极，发生的电极反应为，由此解答； 【解析】A．在中，每个内部存在1个键，同时中心与6个之间的配位键也属于键；1个中，配位键6个，6个各含有1个键，一共有12个键，因此含有键的数目为，A正确； B．由分析可知，充电时阴极的电极反应为，反应生成，因此阴极区域的溶液pH增大，B正确； C．由分析可知，负极的电极反应为，当转移2 mol电子时，1 mol Zn（质量为65g）溶解进入电解液；同时由于PBI膜允许通过，放电时阴离子向负极移动，会有2 mol （质量为）从正极区迁移到负极区，因此负极区域电解液增重99g，C错误； D．由分析可知，充电过程中，阴极的电极反应为，阳极的电极反应为，因此总反应为，D正确； 故答案为C。 15．我国科学工作者在化学顶尖期刊《AngewandteChemieInternationalEdition》上报道了一种以偶氮基为可逆氧化还原活性中心的新型偶氮苯类水系有机液流电池。其放电工作原理如图所示。下列说法中正确的是 A．电池工作时，N极失电子，电极反应为 B．外电路中每转移1mol电子，M极区增重23g C．偶氮苯类形成离子类微粒有助于溶于水 D．电池工作时，阴离子向M极移动 【答案】C 【分析】放电时，该有机液流电池负极失去电子生成，正极得到电子生成，溶液中钠离子从负极通过钠离子交换膜进入正极；充电时，该电池的阴极得到电子生成，阳极失去电子生成。 【解析】A．电池工作时N极为正极，得电子发生还原反应，电极反应应为，A错误； B．M极为负极，放电时失去电子，为平衡电荷，通过钠离子交换膜从M极区移向N极区，每转移1mol电子，M极区减少1mol ，减重23g，B错误； C．离子类微粒极性较强，根据相似相溶原理，更易溶于极性溶剂水，因此偶氮苯类形成离子类微粒有助于溶于水，C正确； D．电池中的隔膜为钠离子交换膜，仅允许通过，阴离子无法透过，因此不会向M极移动，D错误； 故选C。 16．一种成本低，稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是 A．连接电源时，电极B周围溶液pH不断增大 B．连接负载时，电极A的反应方程式为 C．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 D．连接电源时，电路中每通过个电子，生成NaOH的质量为80 g 【答案】B 【分析】该电池为全碱性多硫化物—空气液流二次电池，所以放电时通入空气的一极为正极，即电极B为正极，电极A为负极，充电时电极B为阳极，电极A为阴极。 【解析】A．连接电源时为电解池，电极B为阳极，发生反应，消耗，电极B周围pH减小，A错误； B．连接负载时为原电池，电极A为负极，发生氧化反应，电极反应为，B正确； C．放电时正极B生成、负极A无消耗或生成，为维持电中性，经膜a向正极区移动，经膜b向负极区移动，故膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，C错误； D．连接电源时，阳极B消耗，阴极无生成，无生成，电路中通过个电子时生成质量为0，D错误； 故答案选B。 重难·创新演练 1．（25-26高三上·天津南开·阶段检测）如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 A．透过质子交换膜由右向左移动 B．铜电极应与X相连接 C．当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g D．M电极的反应式： 【答案】D 【分析】甲为原电池，极尿素失电子发生氧化反应，故是负极，N极得电子发生还原反应，是正极；乙为铁上镀铜装置，镀层Cu作阳极，接原电池正极，镀件Fe作阴极，接原电池负极，据此分析； 【解析】A．原电池中阳离子向正极移动，是阳离子，应从左（负极区）向右（正极区）移动，A错误； B．铁上镀铜时，镀层金属铜作阳极，阳极需要接原电池的正极（极，接），因此铜电极应与相连，B错误； C．N极反应为：，消耗时，转移电子为；铁电极（阴极）反应为，电子生成，铁电极增重，C错误； D．M（负极）上尿素失电子，生成对环境无害的和，配平后反应式为： ，D正确； 故选D。 2．（2026·天津滨海新区·二模）由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液A为溶液；溶液B为溶液)。下列说法正确的是 A．电池放电过程中为正极，电极反应式为 B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液 D．标准状况下，装置每产生11.2 L的，溶液A中有进入溶液B中 【答案】C 【分析】左侧为浓差电池，由溶液A的浓度小于溶液B可知，Ag(2)为正极，Ag+发生得电子还原反应生成Ag，Ag(1)为负极，Ag发生失电子氧化反应生成Ag+；右侧为电解池，与正极相连的电极a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，中间池中硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，电极b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，中间池中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区；据此解答。 【解析】A．据分析，Ag(2)为正极，电极反应式为Ag++e-=Ag，A错误； B．据分析，a附近阳离子增加，b附近阴离子增加，因此硫酸根离子进入a、钠离子进入b，故c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，B错误； C．a电极区，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，硫酸根离子通过离子交换膜c进入，硫酸浓度增大，所以在a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液，C正确； D．由分析知，在浓差电池中，从溶液B进入溶液A，D错误； 故选C。 3．（2026·天津滨海新区·二模）下列实验装置不能达到实验目的的是 A．蒸干溶液制取硝酸铝固体 B．测定ZnO与足量稀硫酸反应的反应热 C．探究与反应的热效应 D．探究原电池原理 【答案】A 【解析】A．易水解，水解生成的硝酸挥发，所以直接加热蒸干溶液得到Al2O3，故A错误； B．在量热计中测定ZnO与足量稀硫酸反应的反应热，故B正确； C．若锥形瓶内气体压强增大，说明锥形瓶内温度升高，证明与反应放热，故C正确； D．电流计指针发生偏转，说明该装置构成原电池，故D正确； 选A。 4．（2026·天津·一模）利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是 A．图甲可用于煤的干馏 B．图乙b中溶液变蓝能说明浓HNO3分解生成NO2 C．图丙装置可制取乙二酸 D．图丁装置验证金属镁、铝的活泼性 【答案】D 【解析】A．煤的干馏要隔绝空气加热，A错误； B．浓硝酸受热易挥发、也易分解生成，两者均可使变蓝，因此不能证明浓分解生成，B错误； C．乙二醇、乙二酸均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能制备乙二酸，C错误； D．镁比铝活泼，二者在稀硫酸中形成原电池，镁作负极，D正确； 答案选D。 5．（25-26高三下·天津·开学考试）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如下图所示。 下列叙述不正确的是 A．放电时，M极为负极 B．充电时，N极上反应为Ag-e-+ Cl-= AgCl C．充电时，消耗12mol Ag的同时将消耗1mol Sb4O5Cl2 D．放电时，M极上反应为Sb4O5Cl2 + 12e- + 10H+ = 4Sb + 2Cl-+ 5H2O 【答案】D 【分析】放电时，M极上转化为，化合价从升高为，失电子，M为负极，电极反应：4Sb - 12e- + 2Cl- + 5H2O = Sb4O5Cl2 + 10H+，N为正极，电极反应为：AgCl + e-= Ag + Cl-，充电时N为阳极，电极反应：，M为阴极，电极反应 Sb4O5Cl2 + 10H++12e- =4Sb + 2Cl- + 5H2O ，据此分析； 【解析】A．根据分析，M为负极，A正确； B．根据分析，充电时，N电极电极反应：，B正确； C．电子转移关系式：Sb4O5Cl2 ~ 12e-~ 12 Ag，由此可知，消耗12 mol Ag，同时消耗1 mol Sb4O5Cl2，C正确； D．根据分析，放电时，M为负极，电极反应：4Sb - 12e- + 2Cl- + 5H2O = Sb4O5Cl2 + 10H+，D错误； 故选D。 6．（25-26高三上·天津·期末）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na-电池，装置如图所示。放电时，与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A．充电时，碳纳米管电极发生的反应为： B．放电时，每转移2 mol电子，消耗33.6 L （标准状况下） C．若电源为铅酸蓄电池，则电极b应与电极连接，向钠箔电极移动 D．用该装置电解精炼铜，粗铜接b极 【答案】A 【分析】可充电的电池放电时，与均沉积在碳纳米管中，说明碳纳米管作正极，电极反应式为，钠箔负极，电极反应式为，充电时，钠箔作阴极，碳纳米管作阳极，据此解答。 【解析】A．充电时，碳纳米管电极为阳极，发生氧化反应，发生的反应为：，A错误； B．由分析可知，放电时，正极发生的反应为：，故每转移电子，消耗CO2的物质的量为1.5 mol，即体积为标准状况下33.6 L，故B正确； C．充电时，该装置为电解池，电极b为阳极，应与电源的正极（PbO2电极）相连。钠箔电极为阴极，电解池中阳离子向阴极（钠箔电极）移动，故C正确； D．用该装置电解精炼铜，粗铜放阳极，与电极b相连，D正确； 故选A。 7．（25-26高三上·天津西青·阶段检测）关于如图所示的装置，下列说法正确的是 A．该装置可将电能转化为化学能 B．锌片上发生的反应为 C．电子移动的方向：电解质溶液 D．溶液中的向锌电极移动 【答案】B 【分析】该原电池负极材料为锌，正极材料为铜，电解质溶液为硫酸铜。负极：锌的金属活动性比铜强，更容易失去电子，发生氧化反应，锌片逐渐溶解，释放出电子；正极：铜片作为导体，不参与反应，溶液中的铜离子在正极上得到电子，发生还原反应，，铜单质在铜片上析出，铜片质量增加。电子从负极经外电路流向正极，电流方向与电子流动方向相反，从正极流向负极；为了维持溶液的电中性，离子会在电解质溶液中定向移动：阳离子向正极移动，在正极得到电子，阴离子向负极移动，平衡负极产生的正电荷。由此解题。 【解析】A．该装置为原电池，原电池可将化学能转化为电能，A错误； B．锌的金属性比铜强，作为负极，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，其电极反应式为，B正确； C．电子只在外电路中移动，不会进入电解质溶液。电解质溶液中是离子在移动，C错误； D．在原电池中，阳离子会向正极移动，阴离子向负极移动，氢离子向铜电极移动，D错误； 故答案选B。 8．（25-26高三上·天津西青·期末）暖贴主要由铁粉、活性炭、无机盐、水、硅石、吸水性树脂等组成，如图所示，具有携带方便、发热快、持续时间久等优点。下列有关说法错误的是 A．暖贴发热原理为铁的吸氧腐蚀 B．暖贴使用后产生的红色固体成分为 C．负极反应式为： D．活性炭作为原电池正极材料 【答案】B 【解析】A．暖贴发热原理为铁粉、活性炭与电解质溶液构成原电池，铁发生吸氧腐蚀，A不符合题意； B．暖贴使用后，被氧化为，红色固体成分为，B符合题意； C．负极发生氧化反应，失去电子生成，电极反应式为，C不符合题意； D．活性炭为原电池正极材料，电极反应式为，D不符合题意； 故选B。 真题·实战演练 1．（2022·天津·高考真题）近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是 A．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖 B．中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合物 C．我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为电能 D．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 【答案】A 【解析】A．淀粉是一种多糖，故A错误； B．石油主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，天然气主要含甲烷，还有少量的其他烷烃气体，因此天然气是混合物，故B正确； C．锂离子电池放电属于原电池，是将化学能转化为电能，故C正确； D．硅树脂是高聚物，属于高分子材料，故D正确。 综上所述，答案为A。 2．（2022·天津·高考真题）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(、)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，端的字迹呈白色。下列结论正确的是 A．a为负极 B．端的字迹呈蓝色 C．电子流向为： D．如果将、换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同 【答案】B 【解析】A．根据实验现象，a'端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错误； B．b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B正确； C．电子只在导线内移动，a为正极，b为负极，方向为，C错误； D． 如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D错误； 故选B。 3．（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 (5)一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。 ①电极a是___________极，电极反应式为___________； ②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将___________(填“升高”“不变”或“降低”)； ③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为___________。 【答案】(5) 阴 降低 K+ 【解析】（5）①由图可知，电极a上转化为，碳元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，电极反应式为，故答案为阴极；。 ②由图可知，电极b上转化为，碳元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极，电极反应式为， 反应过程中消耗，溶液的pH降低，故答案为降低。 ③电解过程中，阳离子向阴极（电极a）移动，左侧溶液中有，所以通过阳离子交换膜的离子为，故答案为。 4．（2023·天津·高考真题）研究人员进行了一组实验： 实验一：如图，研究人员将氢氧化钠溶液加入反应容器，随后加入锌粉，随后加热。一段时间后反应完全，停止加热，锌粉仍有剩余，向反应所得溶液中加入一块铜片，并接触剩余的锌，铜片表面出现银白色金属，并伴随少量气体产生。 实验二：研究人员将实验一得到的带有银白色金属的铜片加热，直到铜片表面变黄，立刻停止加热，置入水中冷却。 已知： (4)写出实验一中构成的原电池正负极反应：负极：_______；正极：_______。 【答案】(4) Zn-2e-+4OH-= 、2H2O+2e-=H2+2OH- 【解析】（4）锌比铜活泼，实验一中构成的原电池的负极为Zn，Zn失去电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Zn-2e-+4OH-=，正极为Cu，正极由产生的锌离子得到电子转变为锌而产生银白色的金属、同时H2O得到电子生成少量H2，电极方程式为：、2H2O+2e-=H2+2OH-。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $