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

第02讲 原电池、化学电源 (专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考向01原电池的工作原理 考向02原电池电极判断及电极反应的书写 考向03一次电池 考向04二次电池 考向05燃料电池 考向06 新型化学电源 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01原电池的工作原理 1．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( ) A．正极反应式为Zn-2e-=Zn2+ B．电池总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu C．在外电路中，电流从负极流向正极 D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 【答案】B 【解析】Zn为活泼金属，作负极，故Zn-2e-=Zn2+是负极反应式，A项错误；在外电路中，电流从正极流向负极，电子从负极流向正极，C项错误；盐桥中的K+移向消耗Cu2+的CuSO4溶液中，D项错误。 2．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( ) A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 【答案】B 【解析】由甲可知Cd的活动性强于Co，由乙可知Co的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。 3． (2025·浙江省温州市三模)铝-空气电池、Mg-AgCl电池，均以海水为电解质溶液。下列叙述中正确的是( ) A．单位质量的负极输出电量：铝-空气电池＞Mg-AgCl电池 B．两种电池均是二次电池 C．铝-空气电池负极反应式：Al+3OH--3e-=Al(OH)3 D．两电池放电时，均是H2O在正极被还原 【答案】A 【解析】A项，1mol铝27g，输出3mol电子，1mol镁24g，输出2mol电子，质量相同的镁和铝输出的电量铝大于镁，A正确；B项，两种电池均不可充电再使用，是一次电池，B错误；C项，氢氧化铝为弱电解质，铝-空气电池负极反应式：Al+3OH--3e-=Al(OH)3，C错误；D项，铝-空气电池放电时，正极空气中的氧气被还原，Mg-AgCl电池放电时，氯化银在正极被还原，D错误；故选A。 4．【定性与定量相结合】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。 考向02原电池电极判断及电极反应的书写 5．原电池的电极的正负不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( ) A．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Al-3e-=Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ 【答案】C 【解析】原电池正、负极的判断不能完全根据金属的活动性，因为可能会出现特殊情况：浓硝酸使铁、铝钝化；铝与NaOH溶液反应，而镁不能与NaOH溶液反应等。 6．一种O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示，电池使用AlCl3溶液作电解质溶液，反应后有Al2(C2O4)3沉淀生成。下列说法正确的是( ) A．电池工作将电能转化为化学能 B．正极区的总反应为6CO2＋6e−＋2Al3＋＝Al2(C2O4)3↓ C．放电时电子经导线移向铝电极 D．常温时，铝电极质量减少2.7 g，理论上消耗6.72 L CO2 【答案】B 【解析】A项，根据题目介绍，该装置为原电池，是将化学能转变为电能，错误；B项，根据正极区物质转化关系图，先发生反应1：O2＋e—＝O2－，然后生成的O2－再与CO2和Al3＋发生反应2：6CO2＋2Al3＋＋6O2－＝Al2(C2O4)3↓＋6O2，则总反应为反应1×6＋反应2得：6CO2＋6e−＋2Al3＋＝Al2(C2O4)3↓，正确；C项，根据装置图可知，该原电池中金属Al为负极，失去电子，电子经导线流过负载流向O2得电子的电极(正极)，错误；D项，没有标注在标准状况条件下，所以无法具体计算消耗CO2的体积，错误。 7．碳的单质及其化合物是重要而值得深入探讨的研究对象。 (1)CO2可以被电化学还原为乙烯，写出在酸性水溶液中阴极的电极反应方程式 。 【答案】(1) 2CO2+12e-＋12H+=C2H4＋4H2O 【解析】(1)酸性条件下，CO2在阴极得电子生成C2H4，根据守恒配平2CO2+12e-＋12H+=C2H4＋4H2O。 8．(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)CO2通过电化学、热化学方法转化为CH3OH等高附加值化学品，符合绿色化学理念。 (1)电化学方法。将CO2转化为CH3OH，可采用如图1所示装置。电极上发生的电极反应式是 。 【答案】(1) CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O 【解析】(1)由图可知，CO2在电极B上得到电子生成CH3OH，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O； 9．(2025·浙江省绍兴市三模)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡胶。 (5)研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛，以该反应原理设计成酸性燃料电池，则电池负极 。 【答案】(5)—8e—+3H2O=+8H++CO2 【解析】(5)由题意可知，燃料电池的负极反应为水分子作用下苯乙烯在负极失去电子发生氧化反应生成苯甲醛、二氧化碳和氢离子，电极反应式为—8e—+3H2O=+8H++CO2。 10．(2026·浙江省七校联盟高三一模，节选)(6)某实验小组利用微生物设计出处理酸性废水的工艺如下图所示。废水中含有高浓度有机物(CH2O)n和NO3-离子，处理废水的同时除了获得电能还能淡化咸水。请写出负极的电极反应方程式： 。 【答案】(6)(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2↑＋4nH＋ 【解析】(6)负极发生氧化反应，有机物(CH2O)n失电子生成CO2，酸性环境下用H+、H2O配平：(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2↑＋4nH＋。 考向03一次电池 11．(2026·广东佛山高三模拟)普通锌锰电池在生活中用量很大，其构造示意图如下。下列说法错误的是( ) A．石墨棒作正极 B．NH4Cl糊作电解质溶液 C．MnO2发生还原反应 D．该电池放电以后可以充电 【答案】D 【解析】A项，普通锌锰电池中锌筒为负极，石墨棒具有导电性，作正极，A正确；B项，NH4Cl糊中存在可自由移动的离子，可作为电解质溶液起到导电作用，B正确；C项，MnO2在正极得到电子，锰元素化合价降低，发生还原反应，C正确；D项，普通锌锰电池属于一次电池，放电后发生的电化学反应不可逆，无法充电，D错误；故选D。 12．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。 13．碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，Zn+2MnO2+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)。下列关于两种电池的说法中，正确的是( ) A．两种电池的负极反应物均为外壳金属 B．两种电池工作时都是MnO2发生氧化反应 C．碱性锌锰电池工作时KOH不参与电极反应 D．碱性锌锰电池中离子导体与电极反应物接触更充分 【答案】D 【解析】A项，碱性锌锰电池负极反应物是锌粉，不是金属外壳，A错误；B项，两种电池工作时都是MnO2发生还原反应，B错误；C项，碱性锌锰电池工作时，负极上Zn被氧化生成Zn(OH)2，其电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，则KOH参与电极反应，C错误；D项，碱性锌锰电池中电极反应物是锌粉，与离子导体接触更充分，D正确。故选D。 14．(2026·浙江省嘉兴市高三一模)低品位热(温度低于150℃)是一种丰富且广泛存在的可持续能源，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．该装置可实现热能转化为电能 B．电池左侧电极为热端电极 C．正极电极反应式为+2H++2e−= D．保持冷热端温差恒定，该电池可持续放电 【答案】B 【解析】由图可知，聚合物(含多个羧基)向左侧电极移动时，遇冷膨胀，释放出H+，对苯醌在左侧电极得到电子，并结合H+，转化为对苯二酚，左侧电极为正极；聚合物(含多个羧酸根)向右侧电极移动时，遇热收缩，重新结合H+，对苯二酚在右侧电极失去电子，并释放H+，转化为对苯醌，右侧电极为负极。A项，该装置中含羧酸的纳米颗粒在不同温度下溶胀或收缩，从而释放或吸收驱动电极反应发生，可实现热能转化为电能，A正确；B项，由图可知，聚合物(含多个羧基)向左侧电极移动时，遇冷膨胀，释放出H+，可见左侧电极为冷端电极，B错误；C项，由分析可知，对苯醌在左侧电极(正极)得到电子，并结合H+，转化为对苯二酚，电极方程式为：+2H++2e-= ，C正确；D项，该电池实质是将热能(低品位热)转化为电能，保持冷热端温差恒定，该电池可持续放电，D正确；故选B。 15．以LiAlCl4为离子导体的铝一磷酸铁锂电池，该电池放电时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法不正确的是( ) A．化学能转化为电能 B．电极Al作负极 C．Li＋透过离子交换膜从右向左迁移 D．正极的电极反应：Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋＝LiFePO4 【答案】D 【解析】结合题意，铝电极，铝失去电子形成铝离子，铝离子结合AlCl4－形成Al2Cl7－，同时锂离子向左移动，嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，则铝电极为负极，左侧电极为正极，以此解题。A项，该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，正确；B项，由分析可知，电极Al作负极，正确；C项，由分析可知，Li＋透过离子交换膜从右向左迁移，正确；D项，正极发生还原反应，电极反应为：Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋＝LiFePO4，错误。 16．微生物电池除去废水中CH3COO－的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．高温可以提高CH3COO－的去除速率 B．不锈钢表面发生了氧化反应 C．石墨电极表面发生的电极反应为：CH3COO－－8e－＋2H2O＝2CO2↑＋7H＋ D．电池工作时，每消耗0.1 mol CH3COO－，有0.7 mol H＋从质子交换膜左侧向右侧迁移 【答案】C 【解析】由装置图可知，石墨电极上CH3COO－转化生成 CO2，C元素化合价由0价升高为＋4价，失电子发生氧化反应，则石墨电极为负极，发生电极反应：CH3COO－－8e－＋2H2O＝2CO2↑＋7H＋；不锈钢电极为正极，得到电子发生还原反应，电极反应：[Fe(CN)6]3－＋e－＝[Fe(CN)6]4－。A项，高温下微生物容易失去活性，则该电池不能在高温下工作，错误；B项，由分析可知，石墨电极为负极，不锈钢电极为正极，正极发生还原反应，错误；C项，由分析可知，石墨电极为负极，发生电极反应：CH3COO－－8e－＋2H2O＝2CO2↑＋7H＋，正确；D项，结合分析，电池工作时，每消耗0.1 mol CH3COO－，会有8 mol电子转移，有0.8 mol H＋从质子交换膜左侧向右侧迁移，错误。 考向04二次电池 17．(2026·浙江省精诚联盟高三一模)一种可充放电Zn-I2电池的结构示意图如图所示。电解质为ZnSO4溶液。 下列说法不正确的是( ) A．多层复合结构有利于为I2的反应提供丰富活性位点 B．放电时，a极为正极，发生氧化反应 C．放电时发生I2+I-I3-，供电能力下降，可通过向电解质溶液添加正丁醇改善 D．充电时，b电极接电源的负极 【答案】B 【解析】可充放电Zn-I2电池放电时Zn(b电极)作负极失电子形成Zn2+，I2(a电极)作正极得电子形成I-；充电时Zn(b电极)为阴极，极反应：Zn2++2e-=Zn，阳极(a电极)极反应：2I--2e-=I2。A项，多层复合结构接触面积大，有利于为I2的反应提供丰富活性位点，A正确；B项，放电时a为正极，发生还原反应，B错误；C项，由于生成的I3-易溶于水，I2单质损失，供电能力下降，向电解质溶液添加适量正丁醇可使溶剂极性减弱，减少I3-的溶解，改善供电能力，C正确；D项，充电时，b电极是阴极应接电源的负极，D正确；故选B。 18．(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)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。下列说法不正确的是( ) A．放电时锂电极的电势低 B．放电时每转移1mol电子，c(H＋)降低1 mol/L C．充电时阳极的电极反应式为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4 D．充电时Li+移向惰性电极 【答案】B 【解析】金属锂易失去电子，则放电时锂电极(惰性电极)为负极，气体扩散电极为正极；电池在使用时需先充电，目的是将H2转化为H3PO4，则充电时，锂电极(惰性电极)为阴极，阴极的电极反应为Li++e-=Li，阳极为气体扩散电极，阳极的电极反应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4；放电时，锂电极(惰性电极)为负极，负极的电极反应为Li-e-=Li+，气体扩散电极为正极，正极的电极反应为2H3PO4+2e-=2H2PO4-+H2↑。A项，原电池工作时，负极的电势低于正极，锂电池工作时，锂电极为负极，则放电时锂电极的电势低，A正确；B项，放电时，气体扩散电极为正极，正极的电极反应为2H3PO4+2e-=2H2PO4-+H2↑，但由于不知道电解液的体积，无法计算每转移1mol电子时，c(H＋)的变化，B不正确；C项，充电时，气体扩散电极为阳极，阳极的电极反应式应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4，C正确；D项，充电时，阳离子向阴极移动，惰性电极为阴极，则Li+移向惰性电极，D正确；故选B。 19．(2026·浙江台州市高三第二次教学质量评估)Ru掺杂非晶Se电极水系锌电池应用前景广阔，其充电原理如图所示，Ru掺杂可有效降低Zn2+嵌入电极过程的活化能，下列说法不正确的是( ) A．充电时，Zn电极接电源负极，发生还原反应 B．充电时，需控制充电速率使Zn2+在电极均匀沉积 C．放电时，Zn电极会发生腐蚀 D．放电时，Ru掺杂可加快Zn2+在α-RuxSe电极得电子速率 【答案】D 【解析】A项，根据图中信息，充电时，Zn电极发生的反应是：Zn(H2O)62-+2e-=Zn+6H2O，是还原反应，接电源负极，A正确；B项，充电时Zn2+会在Zn电极表面被还原成Zn单质，如果速率过快，容易造成Zn枝晶生成，刺破隔膜，导致电池短路，所以必须控制速率，保证均匀沉积，B正确；C项，放电时，Zn电极作为负极，发生氧化反应Zn+6H2O-2e-=Zn(H2O)62-，Zn与H3O+反应发生腐蚀，C正确；D项，放电时，Zn电极为负极，α-RuxSe为正极，正极反应为RuxSe+zZn2++yH++(2z+y)e-=HyZnzRuxSe，Ru掺杂可有效降低Zn2+嵌入电极过程的活化能，可以加快正极Zn2+的嵌入，但Zn2+没有在正极得到电子，D错误；故选D。 20．(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池可作储能设备如图所示，关闭开关b，CCl4中Cl2的含量降低。 下列说法正确的是( ) A．放电时，钛电极的反应：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 B．放电时，Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移 C．放电时NaCl溶液的浓度和pH均增大 D．充电过程中，CCl4吸收0.25molCl2，钛电极质量理论上增加23g 【答案】B 【解析】关闭开关b，形成原电池，CCl4中Cl2的含量降低，则多孔碳电极为正极，钛电极为负极。在碳电极，Cl2得电子生成Cl-，电极反应式为Cl2+2e-=2Cl-；在钛电极，Na3Ti2(PO4)3失电子，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+。A项，放电时，钛电极为负极，Na3Ti2(PO4)3失电子生成NaTi2(PO4)3和Na+，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，A不正确；B项，多孔碳电极为正极，钛电极为负极，放电时，阴离子向负极移动，则Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移，B正确；C项，放电时，Cl-向钛电极移动，Na+向多孔碳电极移动，使得NaCl溶液的浓度增大，NaCl为强酸强碱盐，虽然浓度增大，但pH不变，C不正确；D项，充电过程中，多孔碳电极(阳极)Cl-失电子生成Cl2，若CCl4吸收0.25molCl2，则电路中转移电子0.5mol，有0.5molNa+移向钛电极(阴极)，则钛电极质量理论上增加0.5mol×23g/mol=11.5g，D不正确；故选B。 21．(2025·浙江省温州市高三二模)某新型锂离子电池是以嵌锂非晶硅薄膜和钴酸锂(LiCoO2)薄膜为电极的二次电池，充电时，Li+嵌入非晶硅膜，放电时发生脱嵌，工作原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．充电时，b极接电源的负极 B．充电时，a极的电极反应式为 C．放电时，外电路通过，b极质量增加7g D．放电时，Li+穿过Li+交换膜向a极移动 【答案】C 【解析】充电时，电解质的阳离子移向阴极，该电池充电时，Li+嵌入非晶硅膜，因此充电时a极为阴极，放电时为负极。A项，充电时，b极为阳极，接电源的正极，A错误；B项，充电时，a极的电极反应式为，B错误；C项，放电时，外电路通过，b极将嵌入1mol Li+，因此b极质量增加7g，C正确；D项，放电时，阳离子向正极移动，因此a极区的Li+穿过Li+交换膜向b极移动，D错误；故选C。 22．(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)水系锌离子在充电时会引起锌枝晶的生长，在多次充放电循环过程中锌枝晶可能会刺穿隔膜，导致电池短路。科学家用锌箔和MnO2做电极、性能水凝胶做电解质替代水溶液，装置如图所示，下列说法不正确的是( ) A．充电时，锌离子从MnO2隧道结构中脱出，此时ZnMn2O4为阳极 B．性能水凝胶电解质可防止电池鼓包，一定程度上避免竞争放电，提高电流效率 C．若用ZnSO4作电解质溶液，游离的Zn2+会吸附聚集得电子，在阳极形成初始枝晶 D．放电时，当负极减重32.5g时有NA个电子通过外电路转移至正极 【答案】C 【解析】Zn活泼做负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，MnO2做正极，电极反应Zn2++2e-+2MnO2 =ZnMn2O4，充电时ZnMn2O4为阳极，电极反应ZnMn2O4-2e-=Zn2++2MnO2，阴极电极反应Zn2+ +2e-=Zn。A项，充电时，ZnMn2O4为阳极，电极反应ZnMn2O4-2e-=Zn2++2MnO2，锌离子从MnO2隧道结构中脱出，A正确；B项，水凝胶电解质可减少自由水，降低H+在负极的竞争放电(减少H2生成)，从而防止电池鼓包，提高电流效率，B正确；C项，枝晶形成于锌电极(放电时为负极，充电时为阴极)，游离Zn2+得电子发生还原反应应在阴极(锌电极)聚集，而非阳极，C错误；D项，放电时负极反应为Zn-2e-=Zn2+，减重32.5g(Zn的物质的量为0.5mol)，转移电子为0.5mol×2=1mol，即NA个电子，D正确；故选C。 23．钠离子电池是利用Na＋在电极之间“嵌脱”实现充放电(原理如图所示)，工作时总反应为NaxMO2＋nCNax－yMO2＋NayCn(M为一种过渡元素)。下列说法正确的是( ) A．放电时，Na＋由Y极通过交换膜移向X极 B．放电时，正极反应式为NaxMO2＋ye－＝Nax－yMO2＋yNa＋ C．充电时，过渡元素M发生氧化反应 D．用铅蓄电池对该钠离子电池充电，铅蓄电池中每消耗20.7 g铅，钠离子电池正极区域质量减少4.6 g 【答案】D 【解析】放电时M元素化合价升高，故X电极为负极，Y电极为正极；充电时X电极与电源负极相连，为阴极，Y电极与电源正极相连，为阳极，据此解答。A项，放电时，阳离子向正极移动，故Na＋由X电极通过交换膜移向Y极，错误；B项，放电时，正极反应式为：yNa＋＋ye－＋nC＝NayCn，错误；C项，充电时，X电极与电源负极相连，为阴极，过渡元素M的化合价降低，被还原，错误；D项，铅蓄电池中放电时：Pb－2e－＋SO42－＝PbSO4，每消耗20.7 g铅转移0.2 mol电子，正极区域发生失去电子的氧化反应：NayCn－ye－＝yNa＋＋nC，因此钠离子电池正极区域质量减少4.6 g，正确。 考向05燃料电池 24．燃料电池是一种能量转化效率高、对环境友好的新型电池。一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如下图所示，下列有关叙述正确的是 A．电池工作时，溶液中的由乙槽通过离子交换膜向甲槽迁移 B．当外电路中流过0.04mol电子时，消耗N2H4的质量为0.32g C．b极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O，反应一段时间后溶液的pH增大 D．若将N2H4改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，电路中通过的电子数减少 【答案】B 【解析】燃料电池中，燃料发生氧化反应，所以a电极是负极，通入氧气的b电极是正极。A项，O2在正极发生还原反应：O2+2H2O+4e- =4OH-，正极生成OH-离子，为保持溶液呈电中性， Na+由甲槽向乙槽迁移，A项错误；B项，负极发生氧化反应，反应式为4OH-+N2H4-4e-=N2↑+4H2O，当外电路中流过0.04mol电子时，消耗0.01mol N2H4，其质量为0.32g，B项正确；C项，碱性条件下，电极方程式中不能出现H+，b极的电极反应式为O2+2H2O+4e- =4OH-，C项错误；D项，消耗1mol N2H4时转移4mol电子，改为甲烷时，电极反应式为CH4+8OH--8e-=CO32-＋7H2O，消耗1mol CH4时转移8mol电子，D项错误；故选B。 25．一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( ) A．电池工作时，化学能完全转化为电能 B．电池工作时，CO32－向电极B移动 C．电极B上发生的电极反应为O2－4e－＝2O2－ D．H2参与的电极反应为H2＋CO32－－2e－＝H2O＋CO2 【答案】D 【解析】由图可知，A极碳元素、氢元素价态升高失电子，电极A为负极，电极反应式为H2＋CO＋2CO32－－4e－＝H2O＋3CO2，电极B为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2CO2＝2CO32－，据此作答。A项，在电池工作过程中，虽然大部分化学能会转化为电能，但仍会有一部分能量以热能的形式损失掉。因此，化学能并不能完全转化为电能，错误；B项，原电池工作时，阴离子向负极移动，则CO32－向电极A移动，错误；C项，电极B为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2CO2＝CO32－，错误；D项，H2参与的电极A为负极，电解质没有OH－，负极反应为H2＋CO32－－2e－＝H2O＋CO2，正确。 26．【人体血糖与学科知识结合】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。 考向05新型化学电源 27．【锂离子电池】一款锂离子电池如图所示，放电时的总反应Li1－xCoO2＋LixC6＝LiCoO2＋C6。下列说法正确的是( ) A．电池放电时，钴氧层为负极 B．电池放电时，Li＋通过隔膜向石墨层移动 C．电池充电时，钴氧层反应为LiCoO2＋xe－＝Li1－xCoO2＋xLi＋ D．电池充电时，外电路中流过0.02 mol电子，石墨层增重0.14 g 【答案】D 【解析】A项，电池放电时，钴元素价态降低，被还原，钴氧层是正极，错误；B项，钴氧层是正极，石墨层是负极，电池放电时做原电池，阳离子移向正极，则Li＋通过隔膜向钴氧层移动，错误；C项，放电时正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2，电池充电时为电解池，与电源正极相连的为阳极，钴氧层为阳极，，电极反应为LiCoO2－xe－＝Li1－xCoO2＋xLi＋，错误；D项，电池充电时，石墨层电极反应式为xLi＋＋C6＋xe－＝LixC6，，外电路中流过0.02 mol电子，石墨层增重0.02 mol Li＋，质量为0.02 mol×7 g·mol－1＝0.14 g，，正确。 28．【液流电池】我国科学家研发的一种新型全氯液流电池可用于能量储存。该电池装置如图所示。释能时电极b的反应为Cl2＋2e－＝2Cl－，下列说法正确的是( ) A．储能时，电极a与电源正极相连 B．释能时，电极a发生的电极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－＝Na3Ti2(PO4)3 C．用Na2SO3溶液代替CCl4吸收Cl2，也能达到储能—释能的效果 D．释能时，吸收桶中溶液质量每减少71 g，理论上电极a应减少46 g 【解析】D 【解析】A项，释能时电极b发生的反应为Cl2＋2e－＝2Cl－，为还原反应，可知电极b为正极，则电极a为负极。储能时，电极a与电源负极相连，错误；B项，释能时，电极a为负极，发生氧化反应，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na＋，错误；C项，Na2SO3溶液会与Cl2发生氧化还原反应，CCl4不与Cl2发生反应，故不能用Na2SO3溶液代替CCl4，错误；D项，释能时，吸收桶中溶液质量每减少71 g，电极b消耗1 mol Cl2，线路中转移2 mol电子，电极a上发生反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na＋，根据方程式可知电极a产生2 mol Na＋，则电极a减少46 g，正确。 29．【浓差电池】一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法不正确的是( ) A．交换膜应当选择阳离子交换膜 B．K与a连接的目的是形成两电极区溶液的浓度差 C．K与b连接时，电极B上发生的反应为Cu2＋＋2e—＝Cu D．K与b连接时，导线中通过2 mol电子，约有1 mol离子通过交换膜 【答案】A 【解析】由题干信息可知，将开关K先与a连接后则电极B为阳极，电极反应为Cu－2e—＝Cu2＋，电极A为阴极，电极反应为：Cu2＋＋2e—＝Cu，一段时间后右侧溶液中Cu2＋浓度增大，而左侧溶液中Cu2＋浓度减小，为了保持Cu2＋的浓度差必须保证Cu2＋不能通过半透膜，故交换膜是阴离子交换膜，一段时间后与b连接，电极A为负极，电极反应为：Cu－2e—＝Cu2＋，电极B为正极，电极反应为：Cu2＋＋2e—＝Cu，据此分析解题。A项，由分析可知，交换膜应当选择阴离子交换膜，阻止阳极Cu2＋通过以保证两侧溶液中有Cu2＋浓度差，错误；B项，由分析可知，K与a连接是电极B为阳极，电极反应为Cu－2e—＝Cu2＋，电极A为阴极，电极反应为：Cu2＋＋2e—＝Cu，其目的是形成两电极区溶液的浓度差，正确；C项，由分析可知，K与b连接时，电极B为正极，其上发生的反应为Cu2＋＋2e—＝Cu，正确；D项，由分析可知，离子交换膜为阴离子交换膜，故K与b连接时，导线中通过2 mol电子，约有1 mol离子即SO42－通过交换膜，正确。 30．(2026·浙江宁波市镇海中学等校高三二模)某储能电池原理如图1，其俯视图如图2，已知放电时N是负极(NA是阿伏加德罗常数的值)。下列说法不正确的是( ) A．放电时，Cl-向N极移动 B．放电时，每转移1 mol电子，N极质量理论上减少23 g C．充电时，阴极反应式为：Na2Ti2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 D．充电过程中，右侧储液器中NaCl溶液浓度增加 【答案】D 【解析】放电时N是负极，负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-＝NaTi2(PO4)3+2Na+，正极反应：Cl2+2e-＝2Cl-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-＝Cl2↑，由此解析。A项，放电为原电池，阴离子向负极移动，因此Cl-向负极N极移动，A正确；B项，放电时负极N的反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=Na2Ti2(PO4)3+2Na+，每转移1mol电子，N极失1molNa+，质量减少，B正确；C项，充电时，原负极N作阴极，阴极发生得电子的还原反应，是放电负极反应的逆过程，反应式为Na2Ti2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，C正确；D项，充电为电解过程，原正极M作阳极，反应为2Cl--2e-=Cl2↑，电解池中Cl-(阴离子)向阳极(左侧M极)移动，Na+(阳离子)向阴极(右侧N极)移动并被N极结合消耗，因此右侧储液器中NaCl的浓度降低，D错误；故选D。 重难·创新演练 1．(2026·浙江温州市普通高中高三第二次适应性考试)电催化还原硝酸盐生成氨气的15．(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)中国科大研究团队开发出一种锂-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。下列说法不正确的是( ) A．放电时，电解质溶液质量减少 B．充电时，Li+移向惰性电极 C．充电时，阳极电极反应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4 D．该锂-氢可充电电池对比传统锂离子电池的优势在于降低成本和提高安全性 【答案】A 【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解离为锂离子和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7g/mol×2mol-2g/mol×1mol=12g，即电解质溶液质量会增大，A错误；B项，充电时，阳离子向阴极移动，则Li+移向惰性电极，B正确；C项，由分析，充电时，阳极电极反应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4，C正确；D项，传统锂离子电池依赖贵金属材料，成本高且安全性差，该电池用氢气作活性物质，可降低成本并提高安全性，D正确；故选A。 2．【电化学与物质结构结合】磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为：LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。图1为某磷酸铁锂电池的切面，图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法不正确的是( ) A．放电时，负极反应： LixC6- xe- = xLi++6C B．(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为NA C．(b)代表放电过程， Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极 D．充电时的阳极反应： LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+ 【答案】B 【解析】从总反应分析， LixC6变为C和Li+为氧化反应，该极为原电池的负极。而Li1-xFePO4变为LiFePO4发生还原反应，它为原电池的正极。A项，放电的负极为 LixC6- xe- = xLi++6C，A正确；B项，a过程由于Fe2+化合价升高为Fe3+，为了平衡电荷Li+脱嵌减少。从图看晶胞中减少了棱上1个和面心的一个Li+总共减少，所以1mol晶体中转移NA电子，B错误；C项，放电时，该材料在正极发生还原反应，即Fe由+2变为+3为b过程，Li+嵌入正极，C正确；D项，充电时的总反应为 6C+LiFePO4= LixC6+Li1-xFePO4，阳极发生氧化反应为 LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+，D正确；故选B。 3．(2026·浙江杭州市高三年级教学质量检测)在恒温条件下，一种S2浓差电池的工作原理如下图，下列说法不正确的是( ) A．气体压强P1[S2(g)]＜P2[S2(g)] B．固体电解质中加入TiS2的目的是提高电解质的导电能力 C．B电极的电极方程式为：2Mg2++S2+4e-=2MgS D．若外电路中转移4mole-，则两极气体的质量差将改变64g 【答案】D 【解析】原电池中阳离子向正极移动，由Mg2+移向B电极可知：A为负极，B为正极，据此分析。A项，负极(A)反应：2MgS-4e-=2Mg2++S2(生成S2)；正极(B)反应：2Mg2++S2+4e-=2MgS(消耗S2)。浓差电池自发进行方向为S2从高压(高浓度)变为低压(低浓度)，消耗S2一极的气体压强更大，所以压强为P1[S2(g)]＜P2[S2(g)]，A正确；B项，TiS2具有导电性，加入固体电解质中可以提高电解质导电能力，B正确；C项，B为正极，S2得电子，结合Mg2+生成MgS，电极反应2Mg2++S2+4e-=2MgS，配平、原理均正确，C正确；D项，转移4mole-时，A极生成1molS2(气体质量增加64g)，B极消耗1molS2(气体质量减少64g)，两极气体的质量差改变量为64g+64g=128g，不是64g，D错误；故选D。 4．(2026·浙江省宁波市镇海首考最后一卷)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V2CT2电极含V、C、N元素，电解质溶液中主要存在团簇离子NH4+(CH3COO)3，放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，NH4+(CH3COO)3向Y极方向移动 B．充电时，X极的电极反应式为 C．电池工作时，电流从Y极流向X极，再经电解质溶液流向Y极 D．充电时，电解质溶液中NH4+(CH3COO)3每增加1 mol，X极质量增加46 g 【答案】B 【解析】放电时X极锰元素化合价升高，失去电子，X为负极，则Y为正极，因此据此作答。A项，放电时Y为正极，阳离子向正极移动，即NH4+(CH3COO)3向Y极方向移动，故A正确；B项，充电时，X电极为阴极，发生的反应为：MnO2+0.6e-+0.6Na+=Na0.6MnO2，B错误；C项，由分析知，X为负极，则Y为正极，电池工作时，电流从Y极流向X极，再经电解质溶液流向Y极，C正确；D项，充电时，X电极为阴极，Y电极为阳极，发生的反应为，，增加1 mol 时，转移的电子为2 mol，根据电荷守恒可知，阴极转移的电子也是2 mol，MnO2得电子生成Na0.6MnO2，可知得到2 mol Na+，则X极质量增加46 g，D正确；故选B。 5．(2026·广西柳州高三模拟)我国科研人员研制出以钠箔和多壁碳纳米管为电极的可充电“Na-CO2”电池，Na2CO3与C均沉积在多壁碳纳米管电极。其工作原理如图所示。下列叙述错误的是( ) A．放电时，电路中转移0.4mole-，多壁碳纳米管电极增重13.2g B．放电时，采用多壁碳纳米管作电极可以增强吸附CO2的能力 C．充电时，电源电极a 为正极，Na+向钠箔电极方向移动 D．充电时，阳极反应式为2Na2CO3+C-4e-=3CO2+4Na+ 【答案】A 【解析】放电时，钠箔为负极，多壁碳纳米管为正极；充电时，钠箔为阴极，多壁碳纳米管为阳极；电源电极a为正极，b为负极。A项，放电时正极发生还原反应，生成的Na2CO3与C 均沉积在多壁碳纳米管电极，正极反应式为：3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，转移0.4mol电子时，生成0.2mol Na2CO3和0.1mol C，电极增重，A错误；B项，多壁碳纳米管比表面积大，吸附能力强，作电极可增强吸附CO2的能力，B正确；C项，充电时，多壁碳纳米管为阳极，接电源正极a，阳离子Na+向阴极(钠箔电极)移动，C正确；D项，充电时，阳极发生氧化反应，是放电正极反应的逆过程，反应式为2Na2CO3+C-4e-=3CO2+4Na+，D正确；故选A。 6．(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三联考)某钠离子二次电池如图所示，该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作。下列说法正确的是( ) A．充电时，a电极发生还原反应 B．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜 C．放电时，b电极的电极反应式： D．若放电前两极室质量相等，放电过程中转移1mol电子，则两极室质量差为23g 【答案】C 【解析】该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作，由电流方向可知，放电时，b极为负极，失去电子发生氧化反应生成：，此时钠离子通过阳离子膜B向左侧运动；a极为正极，得到电子发生还原反应生成：+2e-=，和通过阳离子膜A迁移过来的钠离子结合生成；充电时a与外接电源正极相连为阳极、b与外接电源负极相连为阴极。A项，充电时，a电极为阳极，发生氧化反应，A错误； B项，A、B均为阳离子交换膜，B错误；C项，放电时，b电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：，C正确；  D项，若放电前两极室质量相等，根据电子转移关系可知钠离子迁移情况为e-~Na+，则放电过程中转移1mol电子时，有1mol钠离子由b极区迁移至a极区，b极区减少1mol钠离子、a极增加1mol钠离子，则两极质量差为23g/mol×1mol×2=46g，D错误；故选C。 7．【逻辑思维与科学建模】胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类，它是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态，具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理，下列说法不正确的是 A．该电池中较大离子直径约为1×10-9~1×10-7 B．充电时，储罐乙所在电极接直流电源正极 C．放电时，负极反应为[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3- D．放电时，若外电路转移1mol电子，理论上储罐甲质量增加1g 【答案】B 【解析】由题干图示信息可知，放电时储罐甲的电极反应为：[H12(VO2)12(RC6H4PO3)8](4-x)-+xe-= [H12(VO2)12(RC6H4PO3)8]4-，发生还原反应，作正极，而储罐乙的电极反应为：[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3-，发生氧化反应，作负极。A项，胶体的粒子直径为1~100nm，故该胶体液流电池中较大离子直径约为1×10-9~1×10-7，A正确；B项，根据电池工作原理图储罐乙充电时，发生电极反应：[PW12O40]3-+e-=[PW12O40]4-，作阴极，接在直流电源的负极，B错误；C项，根据电池工作原理图放电时，负极反应为：[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3-，C正确；D项，转移1mol电子时，理论上有1molH+从右向左迁移，则储罐甲质量增加1g，D正确；故选B。 8．(2026·北京鲁迅中学高三考前模拟)某光电化学装置工作原理如图所示(甲池含H2AQ/AQ2-电对，乙池为ST/TiO2-N 型半导体体系)，该装置可实现制备双氧水协同处理废气中硫化氢并回收高附加值的硫黄。 下列说法错误的是( ) A．甲池中，H2AQ 发生反应：H2AQ+2e-+O2=AQ2-+H2O2 B．光照射下ST/TiO2-N 型半导体为负极，发生的电极反应为3I--2e-=I3- C．装置工作时，质子通过全氟磺酸膜从甲池向乙池迁移 D．若11.2 L(标准状况)O2参与反应，理论上生成16 g硫单质 【答案】C 【解析】该装置为原电池光电化学体系，根据电子流向，左侧甲池碳棒为正极，右侧乙池ST/TiO2-N型半导体为负极，光照下I-失电子发生氧化反应生成I3-，生成的I3-再氧化H2S得到单质硫，原电池内部阳离子H+向正极(甲池)移动，质子透过全氟磺酸膜由乙池迁移至甲池，外电路电子从负极半导体电极流向正极碳棒，两极氧化还原反应协同完成双氧水制备与硫化氢废气处理。A项，甲池为正极，发生还原反应，O2被还原为H2O2，H2AQ转化为AQ2-，配平后反应为H2AQ+2e-+O2=AQ2-+H2O2，原子、电荷均守恒，A正确；B项，电子从ST/TiO2-N电极流出，故该电极为负极，I-失去电子生成I3-，电极反应3I--2e-=I3-书写正确，B正确；C项，原电池中阳离子向正极(甲池碳棒)迁移，质子应从乙池向甲池迁移，不是从甲池向乙池迁移，C错误；D项，标准状况下11.2LO2物质的量为0.5mol，每个O2参与反应得2e-，总转移电子1mol，H2S生成S时每个S失2e-，故生成S的物质的量为0.5mol，质量为，D正确；故选C。 9．(2026·安徽宿州三模)科研人员设计的酶—光电化学电池可同时在电池两室分别实现两种酶的催化转化，合成高附加值的有机物，工作原理如图所示，已知FMN、FMNH2分别是黄素单核苷酸、还原型黄素单核苷酸。下列说法错误的是( ) A．该电池工作过程中实现了光能转化为化学能 B．H+从IO-ITO电极向Mo：BiVO4电极方向迁移 C．Mo：BiVO4电极上的反应式为2H2O-2e-=H2O2＋2H+ D．消耗1 mol 同时生成1 mol 【答案】B 【解析】该装置为原电池，左侧Mo：BiVO4电极发生氧化反应(失电子)，为负极；右侧IO-ITO电极发生还原反应(得电子)，为正极。A项，该装置为光电化学电池，吸收光能驱动反应，合成高附加值有机物，过程中将光能转化为化学能，A正确；B项，原电池中，阳离子向正极移动，因此H+应从Mo：BiVO4电极(负极)向IO-ITO电极(正极)迁移，B错误；C项，左侧负极上H2O被氧化为H2O2，电极反应式为：2H2O-2e-=H2O2＋2H+，C正确；D项，正极区，1 mol被还原生成，共得到2mole-；负极区，1 mol乙苯()被氧化生成1-苯乙醇()，共失去2mole-，根据得失电子守恒，消耗1mol同时生成，D正确；故选B。 10．(2026·福建厦门高三模拟)某实验小组尝试设计如下装置，利用光伏发电，以甲苯为原料通过间接氧化法制取苯甲酸并实现储能，下列有关说法错误的是( ) A．电极a为阴极，H+通过质子交换膜移向a极 B．装置M中发生反应： C．电极b发生电极反应为2Cr3+-6e-+7H2O=Cr2O72-+14H+ D．每生成3 mol H2，理论上装置M中可获得244 g苯甲酸 【答案】D 【解析】图示装置配备了光伏外接电源，为电解池，b极上Cr3+放电，生成Cr2O72-，发生氧化反应，故电极b为阳极，则电极a为阴极，氢离子移向电极a并放电，生成氢气；电极b得到的Cr2O72-具有较强氧化性，将甲苯氧化为苯甲酸，同时Cr2O72-重新转化为Cr3+，实现物质的循环与苯甲酸的制取。A项，由分析可知，电极a为阴极，H+通过质子交换膜移向a极，A正确；B项，由分析，电极b上生成的重铬酸根可与甲苯发生氧化还原反应，生成苯甲酸，电解质溶液呈酸性，可配平方程式为：，B正确；C项，b极上Cr3+放电，生成Cr2O72-，电极方程式为2Cr3+-6e-+7H2O=Cr2O72-+14H+，C正确；D项，每生成3 molH2，即转移6 mol电子，根据b电极的电极方程式，转移6 mol电子时生成1 molCr2O72-，1 mol可氧化1 mol甲苯，得到1 mol苯甲酸，苯甲酸的摩尔质量为，1 mol苯甲酸即122 g，而不是244 g，D错误；故选D。 真题·实战演练 1．(2026·湖南卷，7，3分)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(LiClO4-有机溶剂作电解质溶液，Ag2CrO4难溶于该溶剂)。下列说法错误的是( ) A．往Ag2CrO4电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为Ag++e-=Ag C．放电时，Li+从负极向正极移动 D．每消耗负极材料2.1g，理论上外电路中通过了过0.3mole- 【答案】B 【解析】该扣式电池中，活泼金属Li作负极，Ag2CrO4作正极。A项，石墨具有良好的导电性，添加到Ag2CrO4电极材料中可增强电极的导电性，A正确；B项，题干明确Ag2CrO4难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的Ag+，正极反应物是固体Ag2CrO4，正极反应应为Ag2CrO4+2e-=2Ag+CrO42-，B错误；C项，原电池放电时，阳离子向正极移动，因此Li+从负极向正极移动，C正确；D项，负极反应为 Li-e-=Li+，2.1gLi的物质的量为，理论上外电路中通过0.3mole-，D正确；故选B。 2．(2026·陕晋青宁卷，13，3分)某科研团队利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简单处理可恢复。下列说法正确的是( ) A．膜为阳离子交换膜 B．当气体通入左室开始工作时，电极a为正极 C．理论上，电路中通过的e-与消耗NH3·H2O的物质的量之比为1：4 D．电池总反应为 Cu2++4NH3= [Cu(NH3)4]2+ 【答案】D 【解析】根据题干“工作时，反应的S和Cu2S物质的量相等”，结合化合价变化可得电子守恒的电极反应：左室电极a为正极，电极反应：2Cu2++S+4e-=Cu2S；右室电极b为负极：电极反应，，加热时释放NH3。A项，反应后左室消耗Cu2+，剩余多余的SO42-；右室生成带正电的，正电荷多余。需要SO42-(阴离子)从左室迁移到右室平衡电荷，因此膜为阴离子交换膜；若为阳离子交换膜，向左侧移动，无法实现该电池的功能，A错误；B项，放电完成后，电极a的S完全转化为Cu2S，电极b的Cu2S完全转化为S；加热右室电解液，分解放出NH3，将NH3通入左室后重新开始工作时，电极a现在为Cu2S，发生失电子的氧化反应，为负极，B错误；C项，根据负极反应，转移4mole-时，消耗8molNH3·H2O，因此电路中通过的e-与消耗NH3·H2O的物质的量之比为4：8=1：2，不是1：4，C错误；D项，将正负极反应相加，消去两边均有的S、Cu2S和电子，得到总反应： ，化简得，D正确；故选D。 3．(2026·云南卷，13，3分)一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：Cl2只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为SO2Cl2+Cl2+4Li=SO2+4LiCl。下列说法正确的是( ) A．充电时，模式Ⅱ的反应为2SO2Cl2+6Li=Li2S2O4+4LiCl B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成0.5mol Cl2 C．放电时，体系中的Li+向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗1molSO2Cl2，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 【答案】D 【解析】SO2Cl2中S元素为+6价，由此可知模式I放电过程中石墨电极上S元素化合价降低，发生还原反应，为正极，锂电极为负极，充电过程中石墨电极为阳极，锂电极为阴极。A项，充电时，模式II阴极上LiCl得到电子生成Li，阳极上Li2S2O4失去电子生成SO2Cl2，根据守恒关系可知模式II的反应为Li2S2O4+LiCl=2SO2Cl2+6Li，A项错误；B项，模式I充电时总反应为SO2+4LiCl=SO2Cl2+Cl2+4Li，充电过程中Li元素化合价降低，S元素及部分Cl元素化合价升高，因此外电路通过1mol电子，石墨阳极上最多生成0.25mol Cl2，B项错误；C项，放电时，Li+移向正极，即石墨电极，C项错误；D项，放电时，模式I的总反应与转移电子关系为SO2Cl2+Cl2+4Li=4LiCl+SO2-4e-，模式II的总反应与转移电子关系为2SO2Cl2+6Li=Li2S2O4+4LiCl-6e-，由此可知分别消耗1molSO2Cl2，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ，D项正确；故选D。 4．(2025·海南卷，13，4分)用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，实现对铝工件的保护。装置示意如图。电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出。下列说法错误的是( ) A．铝工件连接电源正极 B．槽电压越高，氧化膜的形成速率越快 C．电路中每转移6 mol ，铝工件增重48 g D．为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度 【答案】BC 【解析】由题意可知用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，铝作阳极接电源正极，电极反应式为2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+，可能存在副反应：2Al+6H＋=2Al3++3H2↑，导致铝工件表面上有少量气泡逸出，石墨作阴极接电源负极，电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑。A项，由分析可知铝工件连接电源正极，A正确；项，并非槽电压越高氧化膜形成速率就越快，过高电压会造成膜层烧蚀等不利影响，B错误；C项，电路中每转移6 mole-，若铝工件全部生成氧化膜，增重3 mol氧原子，质量为48 g，但电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出(H2)，导致部分电量未用于生成氧化膜，故铝工件增重小于48 g，C错误；D项，为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度，如果电流密度过小，氧化膜形成速率慢，电流密度过大，可能会导致氧化膜不均匀，D正确；故选BC。 5．(2025·江西卷，9，3分)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(Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O) 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 【解析】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。A项，CuHCF的化学式为Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O，设Fe化合价为x。Cu为+2价，CN-为-1价，整体电中性：+2 + 0.67×(x - 6) = 0，解得x≈+3，A正确；B项，Zn电极为负极，反应为Zn - 2e- = Zn2+，负极区正电荷增加。污水中SO42-通过交换膜移向负极区以平衡电荷，说明交换膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，B正确；C项，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；D项，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。 6．(2025·四川卷，14，3分)最近，我国科学工作者制备了一种Ni-CuO电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的NO3-为NH3，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的NO3-逐步还原为NH3。 下列说法错误的是( ) A．放电时，负极区游离的OH-数目保持不变 B．放电时、还原1.0molNO3-为NH3，理论上需要8.0mol氢原子 C．充电时，OH-从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为4[Al(OH)4]-=4Al+6H2O+4OH-+3O2↑ 【答案】A 【解析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的NO3-逐步还原为NH3，正极区发生反应为NO3-+8e-+6H2O=NH3+9OH- (注意此反应不是电极反应)，充电时，金属铝为阴极，Ni-CuO电极为阳极。A项，放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，当转移3mol电子时，消耗4molOH-，同时正极区会有3molOH-通过OH-离子交换膜进行补充，OH-净消耗1mol，故负极区游离的OH-数目会减少，故A错误；B项，氢原子将吸附在电催化剂表面的NO3-逐步还原为NH3，还原1.0molNO3-为NH3，由化合价变化可知，得到8mol电子，所以理论上需要8.0mol氢原子，故B正确；C项，充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，OH-从阴极区穿过OH-离子交换膜进入阳极区，故C正确；D项，充电时，电池阴极反应式为4[Al(OH)4]-+12e-=4Al+16OH-，阳极反应式为12OH--12e-=3O2↑＋6H2O，总反应为4[Al(OH)4]-=4Al+6H2O+4OH-+3O2↑，故D正确；故选A。 7．(2025·重庆卷，10，3分)下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是( ) A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为Ag+Cl--e-=AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗1molSb4O5Cl2 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O 【答案】D 【解析】由图可知，放电时，N电极上AgCl→Ag发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：AgCl+e-=Ag+Cl-，M电极为负极，电极反应为4Sb+Cl-+5H2O-12e-=Sb4O5Cl2+10H+，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反。A项，放电时，M电极为负极，A错误；B项，放电时，N电极反应为：AgCl+e-=Ag+Cl-，B错误；C项，建立电子转移关系式：Sb4O5Cl2~12e-~12Ag，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误；D项，充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O，D正确；故选D。 8．(2025·北京卷，14，3分)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a a＞d＞c＞b＞0 ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是( ) A．a＞0，说明实验i中形成原电池，反应为2H2+O2=2H2O B．b＜d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应 D．d＞c，是因为电极I上吸附H2的量：iv>iii 【答案】D 【解析】按照图1电解Na2SO4溶液，石墨1为阳极，发生反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。A项，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，a＞0，反应为2H2+O2=2H2O，A正确；B项，因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少H2作为还原剂，故导致b＜d，B正确；C项，图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应，C正确；D项，d＞c，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，d＞c，是因为电极I上吸附O2的量：iv>iii，D错误；故选D。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原电池、化学电源 (专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考向01原电池的工作原理 考向02原电池电极判断及电极反应的书写 考向03一次电池 考向04二次电池 考向05燃料电池 考向06 新型化学电源 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01原电池的工作原理 1．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( ) A．正极反应式为Zn-2e-=Zn2+ B．电池总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu C．在外电路中，电流从负极流向正极 D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 2．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( ) A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 3． (2025·浙江省温州市三模)铝-空气电池、Mg-AgCl电池，均以海水为电解质溶液。下列叙述中正确的是( ) A．单位质量的负极输出电量：铝-空气电池＞Mg-AgCl电池 B．两种电池均是二次电池 C．铝-空气电池负极反应式：Al+3OH--3e-=Al(OH)3 D．两电池放电时，均是H2O在正极被还原 4．【定性与定量相结合】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 考向02原电池电极判断及电极反应的书写 5．原电池的电极的正负不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( ) A．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Al-3e-=Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ 6．一种O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示，电池使用AlCl3溶液作电解质溶液，反应后有Al2(C2O4)3沉淀生成。下列说法正确的是( ) A．电池工作将电能转化为化学能 B．正极区的总反应为6CO2＋6e−＋2Al3＋＝Al2(C2O4)3↓ C．放电时电子经导线移向铝电极 D．常温时，铝电极质量减少2.7 g，理论上消耗6.72 L CO2 7．碳的单质及其化合物是重要而值得深入探讨的研究对象。 (1)CO2可以被电化学还原为乙烯，写出在酸性水溶液中阴极的电极反应方程式 。 8．(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)CO2通过电化学、热化学方法转化为CH3OH等高附加值化学品，符合绿色化学理念。 (1)电化学方法。将CO2转化为CH3OH，可采用如图1所示装置。电极上发生的电极反应式是 。 9．(2025·浙江省绍兴市三模)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡胶。 (5)研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛，以该反应原理设计成酸性燃料电池，则电池负极 。 10．(2026·浙江省七校联盟高三一模，节选)(6)某实验小组利用微生物设计出处理酸性废水的工艺如下图所示。废水中含有高浓度有机物(CH2O)n和NO3-离子，处理废水的同时除了获得电能还能淡化咸水。请写出负极的电极反应方程式： 。 考向03一次电池 11．(2026·广东佛山高三模拟)普通锌锰电池在生活中用量很大，其构造示意图如下。下列说法错误的是( ) A．石墨棒作正极 B．NH4Cl糊作电解质溶液 C．MnO2发生还原反应 D．该电池放电以后可以充电 12．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 13．碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，Zn+2MnO2+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)。下列关于两种电池的说法中，正确的是( ) A．两种电池的负极反应物均为外壳金属 B．两种电池工作时都是MnO2发生氧化反应 C．碱性锌锰电池工作时KOH不参与电极反应 D．碱性锌锰电池中离子导体与电极反应物接触更充分 14．(2026·浙江省嘉兴市高三一模)低品位热(温度低于150℃)是一种丰富且广泛存在的可持续能源，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．该装置可实现热能转化为电能 B．电池左侧电极为热端电极 C．正极电极反应式为+2H++2e−= D．保持冷热端温差恒定，该电池可持续放电 15．以LiAlCl4为离子导体的铝一磷酸铁锂电池，该电池放电时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法不正确的是( ) A．化学能转化为电能 B．电极Al作负极 C．Li＋透过离子交换膜从右向左迁移 D．正极的电极反应：Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋＝LiFePO4 16．微生物电池除去废水中CH3COO－的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．高温可以提高CH3COO－的去除速率 B．不锈钢表面发生了氧化反应 C．石墨电极表面发生的电极反应为：CH3COO－－8e－＋2H2O＝2CO2↑＋7H＋ D．电池工作时，每消耗0.1 mol CH3COO－，有0.7 mol H＋从质子交换膜左侧向右侧迁移 考向04二次电池 17．(2026·浙江省精诚联盟高三一模)一种可充放电Zn-I2电池的结构示意图如图所示。电解质为ZnSO4溶液。 下列说法不正确的是( ) A．多层复合结构有利于为I2的反应提供丰富活性位点 B．放电时，a极为正极，发生氧化反应 C．放电时发生I2+I-I3-，供电能力下降，可通过向电解质溶液添加正丁醇改善 D．充电时，b电极接电源的负极 18．(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)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。下列说法不正确的是( ) A．放电时锂电极的电势低 B．放电时每转移1mol电子，c(H＋)降低1 mol/L C．充电时阳极的电极反应式为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4 D．充电时Li+移向惰性电极 19．(2026·浙江台州市高三第二次教学质量评估)Ru掺杂非晶Se电极水系锌电池应用前景广阔，其充电原理如图所示，Ru掺杂可有效降低Zn2+嵌入电极过程的活化能，下列说法不正确的是( ) A．充电时，Zn电极接电源负极，发生还原反应 B．充电时，需控制充电速率使Zn2+在电极均匀沉积 C．放电时，Zn电极会发生腐蚀 D．放电时，Ru掺杂可加快Zn2+在α-RuxSe电极得电子速率 20．(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池可作储能设备如图所示，关闭开关b，CCl4中Cl2的含量降低。 下列说法正确的是( ) A．放电时，钛电极的反应：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 B．放电时，Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移 C．放电时NaCl溶液的浓度和pH均增大 D．充电过程中，CCl4吸收0.25molCl2，钛电极质量理论上增加23g 21．(2025·浙江省温州市高三二模)某新型锂离子电池是以嵌锂非晶硅薄膜和钴酸锂(LiCoO2)薄膜为电极的二次电池，充电时，Li+嵌入非晶硅膜，放电时发生脱嵌，工作原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．充电时，b极接电源的负极 B．充电时，a极的电极反应式为 C．放电时，外电路通过，b极质量增加7g D．放电时，Li+穿过Li+交换膜向a极移动 22．(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)水系锌离子在充电时会引起锌枝晶的生长，在多次充放电循环过程中锌枝晶可能会刺穿隔膜，导致电池短路。科学家用锌箔和MnO2做电极、性能水凝胶做电解质替代水溶液，装置如图所示，下列说法不正确的是( ) A．充电时，锌离子从MnO2隧道结构中脱出，此时ZnMn2O4为阳极 B．性能水凝胶电解质可防止电池鼓包，一定程度上避免竞争放电，提高电流效率 C．若用ZnSO4作电解质溶液，游离的Zn2+会吸附聚集得电子，在阳极形成初始枝晶 D．放电时，当负极减重32.5g时有NA个电子通过外电路转移至正极 23．钠离子电池是利用Na＋在电极之间“嵌脱”实现充放电(原理如图所示)，工作时总反应为NaxMO2＋nCNax－yMO2＋NayCn(M为一种过渡元素)。下列说法正确的是( ) A．放电时，Na＋由Y极通过交换膜移向X极 B．放电时，正极反应式为NaxMO2＋ye－＝Nax－yMO2＋yNa＋ C．充电时，过渡元素M发生氧化反应 D．用铅蓄电池对该钠离子电池充电，铅蓄电池中每消耗20.7 g铅，钠离子电池正极区域质量减少4.6 g 考向05燃料电池 24．燃料电池是一种能量转化效率高、对环境友好的新型电池。一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如下图所示，下列有关叙述正确的是 A．电池工作时，溶液中的由乙槽通过离子交换膜向甲槽迁移 B．当外电路中流过0.04mol电子时，消耗N2H4的质量为0.32g C．b极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O，反应一段时间后溶液的pH增大 D．若将N2H4改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，电路中通过的电子数减少 25．一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( ) A．电池工作时，化学能完全转化为电能 B．电池工作时，CO32－向电极B移动 C．电极B上发生的电极反应为O2－4e－＝2O2－ D．H2参与的电极反应为H2＋CO32－－2e－＝H2O＋CO2 26．【人体血糖与学科知识结合】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 考向05新型化学电源 27．【锂离子电池】一款锂离子电池如图所示，放电时的总反应Li1－xCoO2＋LixC6＝LiCoO2＋C6。下列说法正确的是( ) A．电池放电时，钴氧层为负极 B．电池放电时，Li＋通过隔膜向石墨层移动 C．电池充电时，钴氧层反应为LiCoO2＋xe－＝Li1－xCoO2＋xLi＋ D．电池充电时，外电路中流过0.02 mol电子，石墨层增重0.14 g 28．【液流电池】我国科学家研发的一种新型全氯液流电池可用于能量储存。该电池装置如图所示。释能时电极b的反应为Cl2＋2e－＝2Cl－，下列说法正确的是( ) A．储能时，电极a与电源正极相连 B．释能时，电极a发生的电极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－＝Na3Ti2(PO4)3 C．用Na2SO3溶液代替CCl4吸收Cl2，也能达到储能—释能的效果 D．释能时，吸收桶中溶液质量每减少71 g，理论上电极a应减少46 g 29．【浓差电池】一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法不正确的是( ) A．交换膜应当选择阳离子交换膜 B．K与a连接的目的是形成两电极区溶液的浓度差 C．K与b连接时，电极B上发生的反应为Cu2＋＋2e—＝Cu D．K与b连接时，导线中通过2 mol电子，约有1 mol离子通过交换膜 30．(2026·浙江宁波市镇海中学等校高三二模)某储能电池原理如图1，其俯视图如图2，已知放电时N是负极(NA是阿伏加德罗常数的值)。下列说法不正确的是( ) A．放电时，Cl-向N极移动 B．放电时，每转移1 mol电子，N极质量理论上减少23 g C．充电时，阴极反应式为：Na2Ti2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 D．充电过程中，右侧储液器中NaCl溶液浓度增加 重难·创新演练 1．(2026·浙江温州市普通高中高三第二次适应性考试)电催化还原硝酸盐生成氨气的15．(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)中国科大研究团队开发出一种锂-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。下列说法不正确的是( ) A．放电时，电解质溶液质量减少 B．充电时，Li+移向惰性电极 C．充电时，阳极电极反应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4 D．该锂-氢可充电电池对比传统锂离子电池的优势在于降低成本和提高安全性 2．【电化学与物质结构结合】磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为：LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。图1为某磷酸铁锂电池的切面，图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法不正确的是( ) A．放电时，负极反应： LixC6- xe- = xLi++6C B．(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为NA C．(b)代表放电过程， Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极 D．充电时的阳极反应： LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+ 3．(2026·浙江杭州市高三年级教学质量检测)在恒温条件下，一种S2浓差电池的工作原理如下图，下列说法不正确的是( ) A．气体压强P1[S2(g)]＜P2[S2(g)] B．固体电解质中加入TiS2的目的是提高电解质的导电能力 C．B电极的电极方程式为：2Mg2++S2+4e-=2MgS D．若外电路中转移4mole-，则两极气体的质量差将改变64g 4．(2026·浙江省宁波市镇海首考最后一卷)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V2CT2电极含V、C、N元素，电解质溶液中主要存在团簇离子NH4+(CH3COO)3，放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，NH4+(CH3COO)3向Y极方向移动 B．充电时，X极的电极反应式为 C．电池工作时，电流从Y极流向X极，再经电解质溶液流向Y极 D．充电时，电解质溶液中NH4+(CH3COO)3每增加1 mol，X极质量增加46 g 5．(2026·广西柳州高三模拟)我国科研人员研制出以钠箔和多壁碳纳米管为电极的可充电“Na-CO2”电池，Na2CO3与C均沉积在多壁碳纳米管电极。其工作原理如图所示。下列叙述错误的是( ) A．放电时，电路中转移0.4mole-，多壁碳纳米管电极增重13.2g B．放电时，采用多壁碳纳米管作电极可以增强吸附CO2的能力 C．充电时，电源电极a 为正极，Na+向钠箔电极方向移动 D．充电时，阳极反应式为2Na2CO3+C-4e-=3CO2+4Na+ 6．(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三联考)某钠离子二次电池如图所示，该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作。下列说法正确的是( ) A．充电时，a电极发生还原反应 B．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜 C．放电时，b电极的电极反应式： D．若放电前两极室质量相等，放电过程中转移1mol电子，则两极室质量差为23g 7．【逻辑思维与科学建模】胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类，它是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态，具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理，下列说法不正确的是 A．该电池中较大离子直径约为1×10-9~1×10-7 B．充电时，储罐乙所在电极接直流电源正极 C．放电时，负极反应为[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3- D．放电时，若外电路转移1mol电子，理论上储罐甲质量增加1g 8．(2026·北京鲁迅中学高三考前模拟)某光电化学装置工作原理如图所示(甲池含H2AQ/AQ2-电对，乙池为ST/TiO2-N 型半导体体系)，该装置可实现制备双氧水协同处理废气中硫化氢并回收高附加值的硫黄。 下列说法错误的是( ) A．甲池中，H2AQ 发生反应：H2AQ+2e-+O2=AQ2-+H2O2 B．光照射下ST/TiO2-N 型半导体为负极，发生的电极反应为3I--2e-=I3- C．装置工作时，质子通过全氟磺酸膜从甲池向乙池迁移 D．若11.2 L(标准状况)O2参与反应，理论上生成16 g硫单质 9．(2026·安徽宿州三模)科研人员设计的酶—光电化学电池可同时在电池两室分别实现两种酶的催化转化，合成高附加值的有机物，工作原理如图所示，已知FMN、FMNH2分别是黄素单核苷酸、还原型黄素单核苷酸。下列说法错误的是( ) A．该电池工作过程中实现了光能转化为化学能 B．H+从IO-ITO电极向Mo：BiVO4电极方向迁移 C．Mo：BiVO4电极上的反应式为2H2O-2e-=H2O2＋2H+ D．消耗1 mol 同时生成1 mol 10．(2026·福建厦门高三模拟)某实验小组尝试设计如下装置，利用光伏发电，以甲苯为原料通过间接氧化法制取苯甲酸并实现储能，下列有关说法错误的是( ) A．电极a为阴极，H+通过质子交换膜移向a极 B．装置M中发生反应： C．电极b发生电极反应为2Cr3+-6e-+7H2O=Cr2O72-+14H+ D．每生成3 mol H2，理论上装置M中可获得244 g苯甲酸 真题·实战演练 1．(2026·湖南卷，7，3分)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(LiClO4-有机溶剂作电解质溶液，Ag2CrO4难溶于该溶剂)。下列说法错误的是( ) A．往Ag2CrO4电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为Ag++e-=Ag C．放电时，Li+从负极向正极移动 D．每消耗负极材料2.1g，理论上外电路中通过了过0.3mole- 2．(2026·陕晋青宁卷，13，3分)某科研团队利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简单处理可恢复。下列说法正确的是( ) A．膜为阳离子交换膜 B．当气体通入左室开始工作时，电极a为正极 C．理论上，电路中通过的e-与消耗NH3·H2O的物质的量之比为1：4 D．电池总反应为 Cu2++4NH3= [Cu(NH3)4]2+ 3．(2026·云南卷，13，3分)一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：Cl2只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为SO2Cl2+Cl2+4Li=SO2+4LiCl。下列说法正确的是( ) A．充电时，模式Ⅱ的反应为2SO2Cl2+6Li=Li2S2O4+4LiCl B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成0.5mol Cl2 C．放电时，体系中的Li+向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗1molSO2Cl2，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 4．(2025·海南卷，13，4分)用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，实现对铝工件的保护。装置示意如图。电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出。下列说法错误的是( ) A．铝工件连接电源正极 B．槽电压越高，氧化膜的形成速率越快 C．电路中每转移6 mol ，铝工件增重48 g D．为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度 5．(2025·江西卷，9，3分)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(Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O) 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 6．(2025·四川卷，14，3分)最近，我国科学工作者制备了一种Ni-CuO电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的NO3-为NH3，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的NO3-逐步还原为NH3。 下列说法错误的是( ) A．放电时，负极区游离的OH-数目保持不变 B．放电时、还原1.0molNO3-为NH3，理论上需要8.0mol氢原子 C．充电时，OH-从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为4[Al(OH)4]-=4Al+6H2O+4OH-+3O2↑ 7．(2025·重庆卷，10，3分)下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是( ) A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为Ag+Cl--e-=AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗1molSb4O5Cl2 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2+12e-+10H+=4Sb+Cl-+5H2O 8．(2025·北京卷，14，3分)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a a＞d＞c＞b＞0 ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是( ) A．a＞0，说明实验i中形成原电池，反应为2H2+O2=2H2O B．b＜d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应 D．d＞c，是因为电极I上吸附H2的量：iv>iii 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原电池、化学电源(专项训练) 参考答案 模拟·基础演练 1 2 3 4 5 6 B B A B C B 7．(1) 2CO2+12e-＋12H+=C2H4＋4H2O 8．(1) CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O 9．(5)—8e—+3H2O=+8H++CO2 10．(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2↑＋4nH＋ 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D C D B D C B B D B 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 C C D B D C D D A D 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B D B A C B C B D 真题·实战演练 1 2 3 4 5 6 7 8 B D D BC C A D D 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $