第02讲 原电池、化学电源（复习讲义）（江苏专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

第02讲 原电池、化学电源 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 原电池的工作原理与应用 知识解构 知识点1 原电池概念与形成条件 知识点2 原电池的工作原理 知识点3 原电池的应用 知识点4 原电池电极反应式的书写 考向破译 考向1 原电池的工作原理与应用 考向2 电极反应式的书写 考点二 常见 化学电源 知识解构 知识点1 一次电池与二次电池 知识点2 燃料电池 考向破译 考向1 一次电池与二次电池 考向2 燃料电池 考点 三 新型 化学电源 知识解构 知识点1 浓差电池 知识点2 锂电池与锂离子电池 知识点3 液流循环储能电池 知识点4 微生物燃料电池 考向破译 考向1 新型化学电源分析 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 原电池的工作原理及应用 江苏卷T8，3分 江苏卷T7，A项，3分 江苏卷T6，C项，3分 化学电源分析 江苏卷T1，C项，3分 江苏卷T8，C项，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．命题规律： （1）在选择题中考查：典型原电池的工作原理，更多的是通过新型图示装置考查对原电池工作原理的理解程度，如对离子交换膜、电极反应式书写、溶液浓度及电子转移数的判断等。 （2）在非选择题中考查：电极反应式的书写，用原电池原理解释废水治理、物质制备问题。 2．复习策略： 原电池是高考必考点，也是近年来高考化学的持续热点，在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。 复习过程通过典型原电池分析，确保对原电池的基本原理有清晰的理解，通过练习引导学生小结一些有效的解题技巧和方法，如快速判断电极反应类型、电极反应式正误，特别是电极反应式的书写；此外关注新型电源的练习，以适应高考要求。 ►复习目标： 1．能判断原电池中电子、电流流动方向及溶液中离子的迁移方向。 2．根据原电池原理，理解其应用——新型电池的设计、金属性强弱的判断、金属的腐蚀与防护等。 3．能根据原电池装置或总反应方程式，书写电极反应式或判断其正误。 4．理解可充电电池的充放电原理。 5．会分析新型化学电源的工作原理，能正确书写新型化学电源的电极反应式。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池工作原理与应用 知●识●解●构 知识点1 原电池概念与形成条件 1．原电池概念 化学能转化为电能。 2．原电池形成条件 两个电极 组合情况 ① ② ③ ④ 负 极 较活泼金属 金属 金属 石墨或Pt 正 极 较不活泼金属 金属氧化物 石墨或Pt 石墨或Pt 电解质溶液/溶液、固体 可与负极（正、负）反应，也可不参与反应 形成闭合回路 电极上有自发的氧化还原反应发生(放热反应) 得分速记 ①电极不一定参加电极反应。 ②一般活泼金属作负极，活动性较弱的金属或惰性电极作正极。 特例：Al－NaOH溶液－Mg原电池中，虽然Mg比Al活泼，但是Mg不与NaOH溶液反应，故Al作负极，Mg作正极。Fe(Al)－浓硝酸－Cu原电池中，虽然Fe、Al比Cu活泼，但是Fe、Al会在浓硝酸中钝化，故钝化后，Cu作负极，Fe或Al作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的固定思维。 类型 单液电池 双液电池 工作原理 负极：电极本身或离子、分子失电子 正极：离子或分子得电子 电解质：离子导体 半电池构成：电极材料、电解质溶液 盐桥组成：装有琼脂饱和KCl溶液 盐桥作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，Cl－移向负极，K＋移向正极 三个 流向 外电路 电子的流向：电子从负极出发经导线流向正极(电子不入水) 电流流向：电流从正极出发以导线流向负极 内电路 溶液中离子流向(正正负负)：阳离子移向正极，阴离子移向负极 知识点2 原电池的工作原理 1.反应原理 ①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极。 ②离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 ③两极电极反应式 负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。 正极(铜极)：2H＋＋2e－===H2(还原反应)。 总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 2.单液原电池和双液原电池对比 比较项目 单液原电池 双液原电池 相同点 正负极，电极反应，总反应式，电极现象 不 同 点 能量 变化 化学能转化为电能和热能 化学能只转化为电能 反应 区域 两极反应在相同区域 两极反应在不同区域 3.双液原电池中盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥中离子移向：盐桥含饱和KCl（KNO3）溶液，K＋移向正极，Cl－（NO3－）移向负极。 ③盐桥的作用： a.连接内电路，形成闭合回路； b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。 c.减少能量损耗。 得分速记 ①电解质溶液溶液中无电子通过，即电子不下水，离子不上岸。 ②原电池电极判断 知识点3 原电池的应用 加快化学反应速率 实验室制取H2时，稀H2SO4中滴入几滴CuSO4溶液，从而加快了H2的逸出 比较金属的活泼性 通常溶解（或质量减轻）的为负极，质量增加（或产生气泡）的为正极，据负极活泼性＞正极活泼性，可得出结论 用于金属的防护 将需要保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极 设计制作化学电源 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 电极材料的选择 在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电，电池中的负极不一定能够与电解质溶液反应。 电解质溶液的选择 电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择含有与电极材料相同的阳离子。如在铜—锌—硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的溶液中。 得分速记 把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。 知识点4 原电池电极反应式的书写 正极：找出氧化剂及还原产物，写出“氧化剂＋n e－＝还原产物” 负极：找出还原剂及氧化产物，写出“还原剂－n e－＝氧化产物” 注意开始生成的氧化产物、还原产物在溶液中能否存在，如碱性溶液中H＋要结合OH－生成H2O。由电荷守恒确定要添加的离子，再据质量守恒，配平其他微粒个数 将正、负析电极反应式相加，与总反应式对照验证 复杂 电极反应式的书写 ①首先写出较简单的电极反应式 ②复杂电极反应式＝总反应式－简单电极反应式 ③注意电子守恒 得分速记 书写三个原则 共存原则 因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中不可能存在CO2，也不可能有H＋参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有OH－参加反应 得氧失氧原则 得氧时，在反应物中加H2O（电解质为酸性时）或OH－（电解质为碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加H2O（电解质为碱性或中性时）或H＋（电解质为酸性时） 中性吸氧反应成碱原则 在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱 考●向●破●译 考向1 原电池的工作原理与应用 例1银首饰表面的黑色物质（）可用口香糖包装纸（含）与热食盐水浸泡进行清洗，发生反应如下：。下列说法不正确的是 A．该过程将化学能转化为电能 B．电子从转移至银首饰上 C．清洗过程中，移向银首饰 D．银首饰表面发生的变化为： 【答案】C 【分析】银首饰表面的黑色物质（）可用口香糖包装纸（含）与热食盐水浸泡进行清洗，形成原电池，，失电子为负极，得电子为正极，以此分析； 【解析】A．上述装置形成原电池，故该过程将化学能转化为电能，A正确； B．根据分析可知，为负极失电子，为正极得电子，所以电子从转移至银首饰上，B正确； C．清洗过程中，移向负极，即口香糖包装纸（含），C错误； D．银首饰表面发生还原反应，变化为：，D正确； 故答案选C。 【变式1】兴趣小组对铜锌原电池进行性能改进研究，并测得3个装置的电流强度随时间变化的曲线如图。          下列说法不正确的是 A．装置1中，碳棒表面有红色固体析出 B．装置1中，锌片表面有红色固体析出 C．对比装置1和3，可知阴离子交换膜阻隔了Cu2+向负极扩散，避免了Cu2+直接氧化Zn，使化学能得以持续转化为电能 D．对比装置2和3，可知盐桥的离子传导能力强于阴离子交换膜 【答案】D 【解析】A．装置1为铜锌单液原电池，锌片作负极，电极反应为：；碳棒作正极，得到电子，电极反应为：，故碳棒表面有红色固体析出，A正确； B．装置 1 为单液原电池，Zn片直接浸泡在溶液中，会发生置换反应：，因此Zn片表面会直接析出红色Cu（自腐蚀），B正确； C．对比装置1和3，由电流强度随时间变化的曲线可知，装置3产生的电流更强更稳定，可知阴离子交换膜阻隔了Cu2+向负极扩散，避免了Cu2+直接氧化Zn，使化学能得以持续转化为电能，C正确； D．对比装置2和3，由电流强度随时间变化的曲线可知，装置3产生的电流更强更稳定，可知盐桥的离子传导能力弱于阴离子交换膜，D错误； 故选D。 【变式2】现代生活离不开方便实用的化学电源。Zn-Cu原电池结构如图所示，该装置工作时，下列说法正确的是 已知：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。 A．CuSO4溶液属于强电解质 B．Zn电极上的电极反应式为： C．每生成6.4 g Cu，此时转移0.2 mol电子 D．盐桥中的Cl-往Cu电极工作室方向迁移 【答案】C 【分析】在带盐桥的Zn-Cu原电池中，活泼金属Zn作为负极发生氧化反应失去电子，电子经导线流向正极 Cu，CuSO4溶液中的 Cu2+在Cu片表面得到电子发生还原反应析出铜单质。 【解析】A．强电解质是指在水溶液中或熔融状态下能完全电离的化合物。而CuSO4溶液是混合物，既不是电解质也不是非电解质，CuSO4溶液属于强电解质溶液，A错误； B．根据分析，Zn作为负极，应发生氧化反应，即Zn失去电子生成Zn2+。Zn电极上的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B错误； C．6.4 gCu的物质的量：，正极反应为。每生成1mol Cu需要转移2mol电子，因此生成0.1 mol Cu需要转移为电子，C正确； D．盐桥中Cl-应向负极（Zn电极）迁移，盐桥中的K+往Cu电极工作室方向迁移，D错误； 故选C。 考向2 电极反应式的书写 例2 银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 【答案】A 【解析】A．银锌纽扣电池中，Zn为负极，发生氧化反应，在KOH溶液中，负极反应为Zn失去电子结合OH⁻生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，A正确； B．正极Ag2O发生还原反应，Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，B错误； C．电池工作时，正极的电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，生成氢氧根离子，正极附近pH增大，C错误； D．电池工作时，阳离子(K+)向正极(Ag2O)移动，D错误； 故选A。 【变式1】在如图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量无色气泡，而图2装置中铜电极上无气泡产生，铬电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确的是 A．图1装置中 Cu 电极上电极反应式是 B．图2装置中 Cu 电极上发生的电极反应为 C．图2装置中 Cr电极上电极反应式为 D．两个装置中，电子均由 Cr电极经导线流向 Cu 电极 【答案】D 【分析】观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，说明图1中，Cr为负极，铜为正极，正极上析出氢气，而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜被氧化应为负极，正极上应是硝酸被还原生成二氧化氮气体。 【解析】A．图1为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢气，电极反应式是2H++2e-=H2↑，选项A正确； B．图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜为负极，铬电极为正极，负极发生Cu-2e-=Cu2+，选项B正确； C．图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，正极上应是硝酸被还原生成二氧化氮气体，电极反应式为NO+e-+2H+=NO2↑+H2O，选项C正确； D．图1中，电子由Cr经导线流向Cu，图2中电子由Cu极经导线流向Cr，选项D不正确； 答案选D。 【变式2】【新情境——钠离子电池】钠离子电池是一种利用在电极之间“嵌脱”实现充放电的新型电池，工作时总反应为（M为过渡元素）。以下说法正确的是 A．嵌钠硬碳中的碳参与了电极反应 B．放电时，电极A发生的电极反应为： C．充电时，每转移电子，电极增重 D．可使用水溶液体系提高转移效率 【答案】C 【分析】先根据总反应判断充放电时电极类型： 放电时总反应：，（电极B）脱钠生成，失电子作负极；（电极A）嵌钠生成，得电子作正极。充电时电极类型反转：电极A为阳极，电极B为阴极，据此分析； 【解析】A．嵌钠硬碳中，仅作为骨架，只有发生脱嵌，化合价未变化，不参与电极反应，A错误； B．放电时电极A是正极，发生得电子的还原反应，正确电极反应为：，B错误； C．充电时电极B为阴极，电极反应为：，每转移电子，就有嵌入电极B，增重为的质量，即，C正确； D．是活泼金属，若使用水溶液体系，会与水反应，且水溶液中会优先放电，无法正常工作，因此不能使用水溶液体系，D错误； 故选C。 考点二 常见化学电源 知●识●解●构 知识点1 一次电池与二次电池 1．一次电池 主要特点 实例 电极反应式书写 放电后不可再充电再生 普通锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池 先写出负极反应式，再将总反应式减去负极反应式就得正极反应式 【实例】 碱性锌锰电池 构造 正极材料 负极材料 电解质 MnO2 Zn 主要是KOH溶液 总反应方程式 Zn＋2MnO2＋2H2O＝Zn(OH)2＋2MnOOH 电极反应式 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－ 负极：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 银锌钮扣电池 构造 正极 负极 电解质 Ag2O Zn KOH溶液 总反应方程式 Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag 电极反应式 正极：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－ 负极：Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋H2O 2．二次电池（可充电电池） 主要特点 可充电再生，多次循环使用 实例 铅蓄电池、锂电池 放电与充电 放电发生的是原电池反应，充电发生的是电解反应 充电时 电极连接 正正负负：原电池负极电源负极 原电池正极电源正极 【实例】 铅蓄电池 放电（原电池） 充电（电解池） 电极 负极材料 正极材料 蓄电池负极接电源负极，作电解池的阴极 Pb PbO2 蓄电池正极接电源正极，作电解池的阳极 电解质 H2SO4 H2SO4 电极 反应式 负极 Pb＋SO42－－2e－＝PbSO4 阴极 PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－ 正极 PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝PbSO4＋2H2O 阳极 PbSO4＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H＋＋SO42－ 总反应式 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 得分速记 ①可充电电池题目的解题思路 一定 装置类型 放电——原电池 充电——电解池 二判 电极名称 放电时的正极为充电时的阳极 放电时的负极为充电时的阴极 三写 电极反应式 放电时的正极反应式颠倒过来为充电时的阳极反应式 放电时的负极反应式颠倒过来为充电时的阴极反应式 四看 离子移动 离子由生成一极向消耗一极移动 区域pH变化：OH－生成区，H＋消耗区，pH增大；OH－消耗区，H＋生成区，pH减小 ②二次电池放电的总反应式和充电总反应式互为相反过程：充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应与放电时的负极反应相反。 ③化学电源电极反应式的书写：书写电极反应时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。 拆分法 ①写出原电池的总反应；②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应。 加减法 ①写出总反应；②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)；③利用总反应与写出的一极反应相减，即得另一个电极的反应。 知识点2 燃料电池 特点 连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。电能转化率超过80％ 反应原理 燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧 正极 是O2或空气或O2与辅助气体 负极 为可燃物，如H2、、CO、NH3、N2N4、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)及其衍生物如醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)等 电解质 常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响 书写 电极反应式 应先写出正极反应式，再将总反应式减去正极反应式就得负极反应式 整个过程须考虑一个重要的细节——电池工件的环境（如酸性电池、碱性电池、熔融氧化物电池、熔融碳酸盐电池、熔融硝酸盐电池等） 解题模板 解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时分析该离子参与靠近一极的电极反应。 【实例】氢氧燃料电池 物质 介质 电极反应式 总反应 工作原理示意图 H2 酸性介质 H2－2e－＝2H＋ 2H2＋O2＝2H2O 碱性介质 H2＋2OH－－2e－＝2H2O O2 酸性介质 O2＋4e－＋4H＋＝2H2O 碱性介质 O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ 得分速记 ①燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。 ②注意介质是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ③通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气(或其他氧化剂)。 ④ 通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 ⑤书写燃料电池的电极反应时，要注意溶液的酸碱性，溶液的酸碱性对电极反应和总反应都会产生影响。 考●向●破●译 考向1 一次电池与二次电池 例1某低成本储能电池工作原理如图所示，下列有关说法正确的是 A．充电时，电极与电源的正极相连 B．充电时，总反应为 C．放电时，电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D．放电时，电路中每转移电子，左侧溶液质量减少 【答案】D 【分析】该储能电池放电时，电极发生氧化反应，为负极，多孔碳电极发生还原反应，为正极；充电时，电极为阴极，多孔碳电极为阳极。 【解析】A．充电时，电极为阴极，应与电池负极相连，A错误； B．放电时，总反应为；充电时，总反应应为：，B错误； C．电子只能在外电路中移动，不能穿过电解质溶液，放电时，电子由电极经导线流向多孔碳电极，C错误； D．放电时，电极的电极反应为：，电路中每转移2 mol电子，左侧溶液减少1 mol 的质量96 g；同时，为了电荷守恒，会有2 mol 经质子交换膜移向多孔碳电极，左侧溶液质量再减少2 g，所以电路中每转移1 mol电子，左侧溶液质量减少49 g，D正确； 故选D。 【变式1】【新情境——碱性锌锰电池】碱性锌锰电池的总反应为：，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，发生氧化反应 B．电池工作时，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，转移电子的物质的量为2 mol 【答案】C 【分析】由总反应可知，锌是碱性锌锰电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，二氧化锰是正极，水分子作用下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢氧根离子，电极反应式为：MnO2+H2O+ e-=MnO(OH)+OH-。 【解析】A．由分析可知，电池工作时，二氧化锰是正极，水分子作用下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢氧根离子，A错误； B．由分析可知，电池工作时，氢氧根离子通过隔膜向负极移动，B错误； C．环境温度过低，反应速率减慢，不利于电池放电，C正确； D．由分析可知，二氧化锰放电的电极反应式为：MnO2+H2O+ e-=MnO(OH)+OH-，则生成1 mol碱式氧化锰时，转移电子的物质的量为1 mol，D错误； 故选C。 考向2 燃料电池 例1(2026·江苏南师附中、海门中学、天一中学、海安高级中学联考·一模)微生物燃料电池可以净化废水，同时获得电能，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电极N作阳极 B．电池工作时，左室中浓度减小 C．电池工作时，右室除铬的电极反应式为： D．理论上，反应每生成，转移电子数为8 mol 【答案】C 【分析】根据图示，电极M上被氧化为，碳元素的平均化合价从0价升高到+4价，发生氧化反应，因此电极M是负极，负极反应为，电极N上被还原为，同时也参与了反应，发生还原反应，因此电极N是正极，正极电极反应式为。 【解析】A．由分析可得，电极N是正极，A错误； B．由分析可得，负极反应：，生成的通过质子交换膜迁移到右室，迁移量等于生成量（电荷守恒），但负极反应消耗水，因此左室浓度变大，B错误； C．由分析可得，在酸性条件下被还原为，电极反应式为：，该式满足原子守恒与电荷守恒，且符合图示产物，C正确； D．由分析可得，由负极反应可知每生成，转移电子数为8 mol，则每生成，转移电子数为4 mol，D错误； 故答案选C。 【变式1】【新情境——直接碳燃料电池】(2026·江苏扬州·一模)直接碳燃料电池能够将固体碳(如煤、生物质炭等)的化学能直接转化为电能，并生成高纯度CO2。其使用Li2CO3-K2CO3等二元共熔碳酸盐作为电解质，工作原理如图1所示。 ①在正极，CO2和O2反应生成，电极反应式为___________。 ②在负极，固体碳燃料(用C表示)发生一系列反应，其中反应C(s)+CO2(g)2CO(g)  ∆H=+172kJ·mol-1，在高温下(>700°C)有利于自发进行的原因是___________。 【答案】 该反应ΔH＞0，ΔS＞0 【解析】①正极发生还原反应，氧气被还原，同时生成，故答案为：； ②该反应气体分子数增大，ΔS＞0，且ΔH＞0，要使ΔH-TΔS＜0，则反应应该在高温时利于自发进行； 【变式2】(2026·江苏镇江·一模)燃料电池的工作原理如图-2所示。写出极的电极反应式_______。 【答案】 【解析】a极输入，输出和，说明 a 极发生氧化反应，是负极；中N为−2价，产物中N为0价，失去；在碱性环境中通常转化为 ，则极的电极反应式为。 考点三 新型化学电源 知●识●解●构 知识点1 浓差电池 装置图及 装置特点 用如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计的指针发生偏转 ①a、b电极均为Ag单质 ②左池为AgNO3稀溶液，右池为AgNO3浓溶液。两池AgNO3溶液的浓度不同，可以形成浓差电池 ③离子交换膜作用：使两池Ag＋浓度不同；平衡两池的电荷 ④随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流逐渐减小，电流计指针偏转幅度逐渐变小。当左右两池离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时左右两池硝酸银溶液的物质的量浓度相等 原理分析 ①Ag＋浓度越大，氧化性越强，故b电极为正极，发生还原反应，b电极反应式为Ag＋＋e－＝Ag；a电极为负极，发生氧化反应，a电极反应式为Ag－e－＝Ag＋ ②离子交换膜的类型和作用：不允许Ag＋通过，只允许NO通过，是阴离子交换膜。随着反应进行，NO穿过离子交换膜的速率将减小 得分速记 1．浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，是仅由一种物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池。 2．浓差电池两侧半电池中，将两个完全相同的电极浸入两个溶质相同但浓度不同的电解质溶液中构成的浓差电池，离子均是由“高浓度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正、负极，这是解题的关键。 3．在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及“离子交换膜”。 常见的离子交换膜 阳离子交换膜 只允许阳离子（包括H＋）通过 阴离子交换膜 只允许阴离子通过 质子交换膜 只允许H＋通过 离子交换膜的作用 ①能将两极区隔离，阻止两极物质发生化学反应 ②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用 注意 离子交换膜的选择依据是离子的定向移动——结合目的及离子的定性移动判断离子交换的种类，确定是阳离子交换膜、阴离子交换膜还是质子交换膜等。 知识点2 锂电池与锂离子电池 1．锂电池 （1）锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。 （2）工作时金属锂失去电子被氧化为Li＋，负极反应均为Li－e－＝Li＋，负极生成的Li＋经过电解质定向移动到正极。 2．锂离子电池 ① 锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电势差的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌” ② 锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋xLi＋＋xe－＝LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6－xe－＝C6＋xLi＋ ③ 锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等 知识点3 液流循环储能电池 液流电池由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。 （1）判断放电时电池的正极和负极：依据物质转化中元素化合价的变化，或离子的移动方向(电流的流向)等。 （2）结合原电池原理，确定正极、负极的反应式，判断电极区(或整个电解质溶液)的变化等。 （3）根据充电、放电时电极反应的互逆性，推测充电时电极反应及变化等。 知识点4 微生物燃料电池 微生物电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂（一般为氧气）在正极得到电子被还原与质子结合成水。 考●向●破●译 考向1 新型化学电源分析 例1(2026·江苏盐城·一模)一种热激活电池的构造示意图如图所示，无水混合物一旦受热熔融，即可按反应输出电能。 下列说法正确的是 A．负极的电极反应： B．放电过程中，向钙电极移动 C．正极反应物为LiCl D．常温下，在正、负极之间连上电流表，指针发生偏转 【答案】A 【分析】根据总反应，从价升高为价，失电子，作负极，电极反应式；中从价降低为价，得电子，硫酸铅电极为正极，电极反应式为，据此分析。 【解析】A．由分析知，Ca为负极，Ca失电子生成，电极反应，书写正确，A正确； B．原电池放电时，阳离子向正极移动，钙电极为负极，因此向硫酸铅（正极）移动，B错误； C．正极是得电子发生还原反应，反应物为，不是，C错误； D．该电池需要受热熔融后才能电离出自由移动的离子导电，常温下电解质为固态，没有自由移动离子，不能形成闭合回路，电流表指针不偏转，D错误； 故选A。 【变式1】(2026·江苏镇江·一模)锌-空气电池由金属锌和负载催化剂的空气电极组成，电解液为KOH与醋酸锌[化学式为，其为弱电解质]的混合溶液，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子从Zn电极经过混合溶液传递到空气电极 B．使用负载催化剂的空气电极，可以加快电池的放电速率 C．Zn电极发生反应： D．在水中电离： 【答案】B 【分析】该装置是原电池，负极是Zn电极，正极是负载催化剂的空气电极（通入），电解液是KOH与的混合溶液；Zn电极发生氧化反应，电极反应式为。 【解析】A．电子通过外电路从Zn电极流向空气电极，不经过电解液；溶液中靠离子迁移导电，A错误； B．催化剂可降低氧气在空气电极还原反应的活化能，从而加快电极反应速率，提升电池整体放电速率，B正确； C．Zn电极为负极，发生氧化反应，故正确电极反应式为，C错误； D．为弱电解质，其电离应为可逆过程，正确表达为，D错误； 故答案为B。 【变式2】(2026·江苏南通·一模)某可充电锂电池分别以Li、为电池的电极反应物，硫化物固体电解质传导，电池构造示意图如图所示。下列说法正确的是 A．该锂电池也可用水溶液作电解液传导 B．放电时，失电子，发生氧化反应 C．放电时，负极质量每减少0.7g，外电路转移0.2 mol D．充电时阳极电极反应式： 【答案】D 【分析】电池工作原理：放电时为原电池：负极(Li)：，Li失去电子被氧化，通过硫化物固体电解质向正极移动，正极()：，得到电子被还原；充电时为电解池：阴极：，阳极：，失去电子被氧化。由此解题。 【解析】A．Li是活泼金属，会与水溶液中的水发生反应，因此不能用水溶液作电解液传导，A错误； B．放电时，在正极得到电子，发生还原反应，而非氧化反应，B错误； C．放电时负极反应为，每消耗1 molLi即7 g，外电路转移1 mol电子。因此负极质量每减少0.7 g，外电路转移0.1 mol电子，C错误； D．充电时阳极发生氧化反应，失去电子生成和，电极反应式为：，D正确； 故答案选D。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·江苏卷）构建新型能源体系，建设能源强国。下列属于化学能向电能转化的是 A．风力发电 B．水力发电 C．燃料电池发电 D．潮汐发电 【答案】C 【解析】A．风力发电是将风能转化为电能，能量转化过程不涉及化学反应，无化学能参与，A错误； B．水力发电是将水的重力势能（机械能）转化为电能，能量转化过程不涉及化学能的变化，B错误； C．燃料电池发电利用自发的氧化还原反应实现能量转化，将燃料存储的化学能直接转化为电能，属于化学能向电能的转化，C正确； D．潮汐发电是将潮汐能转化为电能，能量转化过程不涉及化学能，D错误； 故选C。 2．（2026·江苏卷）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 【答案】D 【解析】A．镁合金作负极，但发生的是氧化反应，非还原反应，A错误； B．Br⁻为阴离子，在原电池中应向负极迁移，而非从负极向正极迁移，B错误； C．“鼓包”若因气体产生，该方程式生成O2，但是Mg是强还原剂，反应中Mg应该被氧化，O不会被氧化生成O2；鼓包实际是Mg与水发生副反应生成H2，C错误； D．由总反应可知，2 mol MnO₂参与反应时转移2 mol电子，故1 mol MnO2参与反应时，外电路通过电子总量为1 mol，D正确； 故选D。 3．（2026·山东卷）利用电还原产生的氧化石油化工副产物制备，装置如图所示。电解过程中，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是 A．极反应式为 B．双极膜中解离的向极方向迁移 C．电解一段时间后，电极反应消耗与生成的质量相等 D．理论上，生成时，极上消耗 【答案】CD 【分析】该装置为电解池，双极膜将槽体分隔为a极室、b极室，双极膜解离出、，阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动；b极发生失电子的氧化反应析出，故b为阳极、接电源正极；a为阴极，通入结合迁移过来的得电子生成，生成的再与进料在碱性体系中发生氧化还原反应，最终得到目标产物，阳极持续生成，阴极持续消耗用于制备，电极反应为： 阳极（b极）：； 阴极（a极）制：； 氧化反应：。 【解析】A．由分析可知，b极是阳极，电解液为碱性溶液，放电生成，电极反应，A正确； B．电解池中阳离子向阴极定向迁移，a极为阴极，双极膜解离出的向a极移动，向阳极b移动，B正确； C．设电路中转移。阳极反应，转移，阳极生成；阴极反应，每消耗，转移时阴极消耗，因此电极反应消耗与生成的质量不相等，C错误； D．由氧化反应、a极电极反应可得关系式，因此生成时，极上消耗，D错误； 故选CD。 4．（2025·江西卷）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】A．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； B．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； C．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．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。 5．（2026·陕晋青宁卷）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，电路中通过的与消耗的物质的量之比为 D．电池总反应为 【答案】D 【分析】根据题干“工作时，反应的S和物质的量相等”，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：；右室电极b为负极：电极反应，，加热时释放，据此解答。 【解析】A．反应后左室消耗，剩余多余的；右室生成带正电的，正电荷多余。需要（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．放电完成后，电极a的S完全转化为，电极b的完全转化为S；加热右室电解液，分解放出，将通入左室后重新开始工作时，电极a现在为，发生失电子的氧化反应，为负极，B错误； C．根据负极反应，转移时，消耗，因此电路中通过的与消耗的物质的量之比为，不是，C错误； D．将正负极反应相加，消去两边均有的S、和电子，得到总反应： ，化简得，D正确； 故选D。 6．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为，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，发生氧化反应 B．电池工作时，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，转移电子数为 【答案】C 【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。 【解析】A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误； C．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．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误； 故选C。 7．（2023·广东卷）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是    A．作原电池正极 B．电子由经活性炭流向 C．表面发生的电极反应： D．每消耗标准状况下的，最多去除 【答案】B 【分析】在Pt得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag失去电子与溶液中的Cl-反应，Ag为负极。 【解析】A．由分析可知，Ag失去电子与溶液中的Cl-反应生成AgCl，Ag为负极，A错误； B．电子由负极经活性炭流向正极，B正确； C．溶液为酸性，故表面发生的电极反应为，C错误； D．每消耗标准状况下的，转移电子2mol，而失去2mol电子，故最多去除，D错误。 故选B。 2 / 3 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 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理与应用 知识解构 知识点1 原电池概念与形成条件 知识点2 原电池的工作原理 知识点3 原电池的应用 知识点4 原电池电极反应式的书写 考向破译 考向1 原电池的工作原理与应用 考向2 电极反应式的书写 考点二 常见化学电源 知识解构 知识点1 一次电池与二次电池 知识点2 燃料电池 考向破译 考向1 一次电池与二次电池 考向2 燃料电池 考点三 新型化学电源 知识解构 知识点1 浓差电池 知识点2 锂电池与锂离子电池 知识点3 液流循环储能电池 知识点4 微生物燃料电池 考向破译 考向1 新型化学电源分析 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 原电池的工作原理及应用 江苏卷T8，3分 江苏卷T7，A项，3分 江苏卷T6，C项，3分 化学电源分析 江苏卷T1，C项，3分 江苏卷T8，C项，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．命题规律： （1）在选择题中考查：典型原电池的工作原理，更多的是通过新型图示装置考查对原电池工作原理的理解程度，如对离子交换膜、电极反应式书写、溶液浓度及电子转移数的判断等。 （2）在非选择题中考查：电极反应式的书写，用原电池原理解释废水治理、物质制备问题。 2．复习策略： 原电池是高考必考点，也是近年来高考化学的持续热点，在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。 复习过程通过典型原电池分析，确保对原电池的基本原理有清晰的理解，通过练习引导学生小结一些有效的解题技巧和方法，如快速判断电极反应类型、电极反应式正误，特别是电极反应式的书写；此外关注新型电源的练习，以适应高考要求。 ►复习目标： 1．能判断原电池中电子、电流流动方向及溶液中离子的迁移方向。 2．根据原电池原理，理解其应用——新型电池的设计、金属性强弱的判断、金属的腐蚀与防护等。 3．能根据原电池装置或总反应方程式，书写电极反应式或判断其正误。 4．理解可充电电池的充放电原理。 5．会分析新型化学电源的工作原理，能正确书写新型化学电源的电极反应式。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池工作原理与应用 知●识●解●构 知识点1 原电池概念与形成条件 1．原电池概念 能转化为 能。 2．原电池形成条件 两个电极 组合情况 ① ② ③ ④ 负 极 较活泼金属 金属 金属 石墨或Pt 正 极 较不活泼金属 金属氧化物 石墨或Pt 石墨或Pt 溶液/溶液、固体 可与 极（正、负）反应，也可不参与反应 形成闭合回路 电极上有自发的 反应发生(放热反应) 得分速记 ①电极不一定参加电极反应。 ②一般活泼金属作负极，活动性较弱的金属或惰性电极作正极。 特例：Al－NaOH溶液－Mg原电池中，虽然Mg比Al活泼，但是Mg不与NaOH溶液反应，故Al作负极，Mg作正极。Fe(Al)－浓硝酸－Cu原电池中，虽然Fe、Al比Cu活泼，但是Fe、Al会在浓硝酸中钝化，故钝化后，Cu作负极，Fe或Al作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的固定思维。 类型 单液电池 双液电池 工作原理 负极：电极本身或离子、分子 电子 正极：离子或分子 电子 电解质：离子导体 半电池构成：电极材料、电解质溶液 盐桥组成：装有琼脂饱和KCl溶液 盐桥作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，Cl－移向 极，K＋移向 极 三个 流向 外电路 电子的流向：电子从 极出发经导线流向 极(电子不入水) 电流流向：电流从 极出发以导线流向负极 内电路 溶液中离子流向(正正负负)： 离子移向正极， 离子移向负极 知识点2 原电池的工作原理 1.反应原理 ①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液， 从负极经导线流入正极。 ②离子移动方向：阴离子向 移动(如SO)，阳离子向 移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在 上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 ③两极电极反应式 负极(锌极)： 。 正极(铜极)： 。 总反应： 。 2.单液原电池和双液原电池对比 比较项目 单液原电池 双液原电池 相同点 不 同 点 能量 变化 反应 区域 3.双液原电池中盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的 等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥中离子移向：盐桥含饱和KCl（KNO3）溶液，K＋移向 ，Cl－（NO3－）移向 。 ③盐桥的作用： a.连接内电路，形成 ； b.平衡电荷，使原电池 产生电流。 c.减少 。 得分速记 ①电解质溶液溶液中无电子通过，即电子不下水，离子不上岸。 ②原电池电极判断 知识点3 原电池的应用 加快化学反应速率 实验室制取H2时，稀H2SO4中滴入几滴CuSO4溶液，从而加快了H2的逸出 比较金属的活泼性 通常溶解（或质量减轻）的为 极，质量增加（或产生气泡）的为 极，据负极活泼性＞正极活泼性，可得出结论 用于金属的防护 将需要保护的金属制品作原电池 极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极 设计制作化学电源 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 电极材料的选择 在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电，电池中的负极不一定能够与电解质溶液反应。 电解质溶液的选择 电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择含有与电极材料相同的阳离子。如在铜—锌—硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的溶液中。 得分速记 把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。 知识点4 原电池电极反应式的书写 正极：找出氧化剂及还原产物，写出“氧化剂＋n e－＝还原产物” 负极：找出还原剂及氧化产物，写出“还原剂－n e－＝氧化产物” 注意开始生成的氧化产物、还原产物在溶液中能否存在，如碱性溶液中H＋要结合OH－生成H2O。由电荷守恒确定要添加的离子，再据质量守恒，配平其他微粒个数 将正、负析电极反应式相加，与总反应式对照验证 复杂 电极反应式的书写 ①首先写出较简单的电极反应式 ②复杂电极反应式＝总反应式－简单电极反应式 ③注意电子守恒 得分速记 书写三个原则 共存原则 因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中不可能存在CO2，也不可能有H＋参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有OH－参加反应 得氧失氧原则 得氧时，在反应物中加H2O（电解质为酸性时）或OH－（电解质为碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加H2O（电解质为碱性或中性时）或H＋（电解质为酸性时） 中性吸氧反应成碱原则 在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱 考●向●破●译 考向1 原电池的工作原理与应用 例1银首饰表面的黑色物质（）可用口香糖包装纸（含）与热食盐水浸泡进行清洗，发生反应如下：。下列说法不正确的是 A．该过程将化学能转化为电能 B．电子从转移至银首饰上 C．清洗过程中，移向银首饰 D．银首饰表面发生的变化为： 【变式1】兴趣小组对铜锌原电池进行性能改进研究，并测得3个装置的电流强度随时间变化的曲线如图。          下列说法不正确的是 A．装置1中，碳棒表面有红色固体析出 B．装置1中，锌片表面有红色固体析出 C．对比装置1和3，可知阴离子交换膜阻隔了Cu2+向负极扩散，避免了Cu2+直接氧化Zn，使化学能得以持续转化为电能 D．对比装置2和3，可知盐桥的离子传导能力强于阴离子交换膜 【变式2】现代生活离不开方便实用的化学电源。Zn-Cu原电池结构如图所示，该装置工作时，下列说法正确的是 已知：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。 A．CuSO4溶液属于强电解质 B．Zn电极上的电极反应式为： C．每生成6.4 g Cu，此时转移0.2 mol电子 D．盐桥中的Cl-往Cu电极工作室方向迁移 考向2 电极反应式的书写 例2 银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 【变式1】在如图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量无色气泡，而图2装置中铜电极上无气泡产生，铬电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确的是 A．图1装置中 Cu 电极上电极反应式是 B．图2装置中 Cu 电极上发生的电极反应为 C．图2装置中 Cr电极上电极反应式为 D．两个装置中，电子均由 Cr电极经导线流向 Cu 电极 【变式2】【新情境——钠离子电池】钠离子电池是一种利用在电极之间“嵌脱”实现充放电的新型电池，工作时总反应为（M为过渡元素）。以下说法正确的是 A．嵌钠硬碳中的碳参与了电极反应 B．放电时，电极A发生的电极反应为： C．充电时，每转移电子，电极增重 D．可使用水溶液体系提高转移效率 考点二 常见化学电源 知●识●解●构 知识点1 一次电池与二次电池 1．一次电池 主要特点 实例 电极反应式书写 放电后不可再充电再生 普通锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池 先写出负极反应式，再将总反应式减去负极反应式就得正极反应式 【实例】 碱性锌锰电池 构造 正极材料 负极材料 电解质 主要是KOH溶液 总反应方程式 Zn＋2MnO2＋2H2O＝Zn(OH)2＋2MnOOH 电极反应式 正极： 负极： 银锌钮扣电池 构造 正极 负极 电解质 KOH溶液 总反应方程式 Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag 电极反应式 正极： 负极： 2．二次电池（可充电电池） 主要特点 可充电再生，多次循环使用 实例 铅蓄电池、锂电池 放电与充电 放电发生的是 反应，充电发生的是 反应 充电时 电极连接 ：原电池负极电源负极 原电池正极电源正极 【实例】 铅蓄电池 放电（原电池） 充电（电解池） 电极 负极材料 正极材料 蓄电池负极接电源 极，作电解池的 极 蓄电池正极接电源 极，作电解池的 极 电解质 H2SO4 H2SO4 电极 反应式 负极 阴极 正极 阳极 总反应式 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 得分速记 ①可充电电池题目的解题思路 一定 装置类型 放电——原电池 充电——电解池 二判 电极名称 放电时的正极为充电时的阳极 放电时的负极为充电时的阴极 三写 电极反应式 放电时的正极反应式颠倒过来为充电时的阳极反应式 放电时的负极反应式颠倒过来为充电时的阴极反应式 四看 离子移动 离子由生成一极向消耗一极移动 区域pH变化：OH－生成区，H＋消耗区，pH增大；OH－消耗区，H＋生成区，pH减小 ②二次电池放电的总反应式和充电总反应式互为相反过程：充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应与放电时的负极反应相反。 ③化学电源电极反应式的书写：书写电极反应时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。 拆分法 ①写出原电池的总反应；②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应。 加减法 ①写出总反应；②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)；③利用总反应与写出的一极反应相减，即得另一个电极的反应。 知识点2 燃料电池 特点 连续地将燃料和氧化剂的化学能 转化为电能。电能转化率超过80％ 反应原理 燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧 正极 是 或空气或O2与辅助气体 负极 为可燃物，如H2、、CO、NH3、N2N4、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)及其衍生物如醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)等 电解质 常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响 书写 电极反应式 应先写出正极反应式，再将总反应式减去正极反应式就得负极反应式 整个过程须考虑一个重要的细节——电池工件的环境（如酸性电池、碱性电池、熔融氧化物电池、熔融碳酸盐电池、熔融硝酸盐电池等） 解题模板 解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时分析该离子参与靠近一极的电极反应。 【实例】氢氧燃料电池 物质 介质 电极反应式 总反应 工作原理示意图 H2 酸性介质 2H2＋O2＝2H2O 碱性介质 O2 酸性介质 碱性介质 得分速记 ①燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。 ②注意介质是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ③通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气(或其他氧化剂)。 ④ 通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 ⑤书写燃料电池的电极反应时，要注意溶液的酸碱性，溶液的酸碱性对电极反应和总反应都会产生影响。 考●向●破●译 考向1 一次电池与二次电池 例1某低成本储能电池工作原理如图所示，下列有关说法正确的是 A．充电时，电极与电源的正极相连 B．充电时，总反应为 C．放电时，电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D．放电时，电路中每转移电子，左侧溶液质量减少 【变式1】【新情境——碱性锌锰电池】碱性锌锰电池的总反应为：，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，发生氧化反应 B．电池工作时，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，转移电子的物质的量为2 mol 考向2 燃料电池 例1(2026·江苏南师附中、海门中学、天一中学、海安高级中学联考·一模)微生物燃料电池可以净化废水，同时获得电能，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电极N作阳极 B．电池工作时，左室中浓度减小 C．电池工作时，右室除铬的电极反应式为： D．理论上，反应每生成，转移电子数为8 mol 【变式1】【新情境——直接碳燃料电池】(2026·江苏扬州·一模)直接碳燃料电池能够将固体碳(如煤、生物质炭等)的化学能直接转化为电能，并生成高纯度CO2。其使用Li2CO3-K2CO3等二元共熔碳酸盐作为电解质，工作原理如图1所示。 ①在正极，CO2和O2反应生成，电极反应式为___________。 ②在负极，固体碳燃料(用C表示)发生一系列反应，其中反应C(s)+CO2(g)2CO(g)  ∆H=+172kJ·mol-1，在高温下(>700°C)有利于自发进行的原因是___________。 【变式2】(2026·江苏镇江·一模)燃料电池的工作原理如图-2所示。写出极的电极反应式_______。 考点三 新型化学电源 知●识●解●构 知识点1 浓差电池 装置图及 装置特点 用如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计的指针发生偏转 ①a、b电极均为Ag单质 ②左池为AgNO3稀溶液，右池为AgNO3浓溶液。两池AgNO3溶液的浓度不同，可以形成浓差电池 ③离子交换膜作用：使两池Ag＋浓度不同；平衡两池的电荷 ④随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流逐渐减小，电流计指针偏转幅度逐渐变小。当左右两池离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时左右两池硝酸银溶液的物质的量浓度相等 原理分析 ①Ag＋浓度越大，氧化性越强，故b电极为正极，发生还原反应，b电极反应式为Ag＋＋e－＝Ag；a电极为负极，发生氧化反应，a电极反应式为Ag－e－＝Ag＋ ②离子交换膜的类型和作用：不允许Ag＋通过，只允许NO通过，是阴离子交换膜。随着反应进行，NO穿过离子交换膜的速率将减小 得分速记 1．浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，是仅由一种物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池。 2．浓差电池两侧半电池中，将两个完全相同的电极浸入两个溶质相同但浓度不同的电解质溶液中构成的浓差电池，离子均是由“高浓度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正、负极，这是解题的关键。 3．在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及“离子交换膜”。 常见的离子交换膜 阳离子交换膜 只允许阳离子（包括H＋）通过 阴离子交换膜 只允许阴离子通过 质子交换膜 只允许H＋通过 离子交换膜的作用 ①能将两极区隔离，阻止两极物质发生化学反应 ②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用 注意 离子交换膜的选择依据是离子的定向移动——结合目的及离子的定性移动判断离子交换的种类，确定是阳离子交换膜、阴离子交换膜还是质子交换膜等。 知识点2 锂电池与锂离子电池 1．锂电池 （1）锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。 （2）工作时金属锂失去电子被氧化为Li＋，负极反应均为Li－e－＝Li＋，负极生成的Li＋经过电解质定向移动到正极。 2．锂离子电池 ① 锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电势差的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌” ② 锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋xLi＋＋xe－＝LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6－xe－＝C6＋xLi＋ ③ 锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等 知识点3 液流循环储能电池 液流电池由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。 （1）判断放电时电池的正极和负极：依据物质转化中元素化合价的变化，或离子的移动方向(电流的流向)等。 （2）结合原电池原理，确定正极、负极的反应式，判断电极区(或整个电解质溶液)的变化等。 （3）根据充电、放电时电极反应的互逆性，推测充电时电极反应及变化等。 知识点4 微生物燃料电池 微生物电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂（一般为氧气）在正极得到电子被还原与质子结合成水。 考●向●破●译 考向1 新型化学电源分析 例1(2026·江苏盐城·一模)一种热激活电池的构造示意图如图所示，无水混合物一旦受热熔融，即可按反应输出电能。 下列说法正确的是 A．负极的电极反应： B．放电过程中，向钙电极移动 C．正极反应物为LiCl D．常温下，在正、负极之间连上电流表，指针发生偏转 【变式1】(2026·江苏镇江·一模)锌-空气电池由金属锌和负载催化剂的空气电极组成，电解液为KOH与醋酸锌[化学式为，其为弱电解质]的混合溶液，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子从Zn电极经过混合溶液传递到空气电极 B．使用负载催化剂的空气电极，可以加快电池的放电速率 C．Zn电极发生反应： D．在水中电离： 【变式2】(2026·江苏南通·一模)某可充电锂电池分别以Li、为电池的电极反应物，硫化物固体电解质传导，电池构造示意图如图所示。下列说法正确的是 A．该锂电池也可用水溶液作电解液传导 B．放电时，失电子，发生氧化反应 C．放电时，负极质量每减少0.7g，外电路转移0.2 mol D．充电时阳极电极反应式： 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·江苏卷）构建新型能源体系，建设能源强国。下列属于化学能向电能转化的是 A．风力发电 B．水力发电 C．燃料电池发电 D．潮汐发电 2．（2026·江苏卷）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 3．（2026·山东卷）利用电还原产生的氧化石油化工副产物制备，装置如图所示。电解过程中，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是 A．极反应式为 B．双极膜中解离的向极方向迁移 C．电解一段时间后，电极反应消耗与生成的质量相等 D．理论上，生成时，极上消耗 4．（2025·江西卷）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 5．（2026·陕晋青宁卷）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，电路中通过的与消耗的物质的量之比为 D．电池总反应为 6．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为，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，发生氧化反应 B．电池工作时，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，转移电子数为 7．（2023·广东卷）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是    A．作原电池正极 B．电子由经活性炭流向 C．表面发生的电极反应： D．每消耗标准状况下的，最多去除 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $