第02讲 原电池、化学电源（复习讲义）（山东专用）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 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 原电池的工作原理及应用 知识解构 知识点1 原电池定义及本质 知识点2 原电池装置模型——构成条件 知识点3 原电池的工作原理 知识点4 原电池的应用 考向破译 考向1 原电池工作原理 考向2 原电池原理的应用 考点二 化学电源 知识解构 知识点1 化学电源的优点和优劣判断标准 知识点2 一次电池——放电后不可再充电的电池 知识点3 二次电池 知识点4 燃料电池 考向破译 考向1 可充电电池的工作原理及应用 考向2 燃料电池的工作原理及应用 考向3 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 T12（B），3分 新型化学电源分析 T12，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 分析近几年山东高考试题，本讲的命题有以下规律： 选择题：是山东卷必考题型，以新型化学电源为核心情境，重点考查原电池正负极判断、离子/电子移动方向、电极反应式正误辨析，常结合双极膜、离子交换膜、浓差电池等新载体命题，偶尔关联金属钝化、盐桥作用等基础原理细节。 非选择题：多嵌入原理综合大题中，常以工业废旧资源回收、生物传感、储能电池等真实场景为背景，考查陌生电极反应式书写、电子转移数目计算，偶尔与电解池串联形成多池综合装置，联动考查能量转化效率分析，侧重原理的实际应用，分值3~6分。 ►复习目标： 1．理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。 3．能够了解新型化学电源的工作原理。 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 原电池的工作原理及应用 知●识●解●构 知识点1 原电池定义及本质 1.概念：原电池是把化学能转化为 的装置， 2.反应本质：自发进行的 。 知识点2 原电池装置模型——构成条件 （1）一看反应：看是否有能 发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 （2）二看两电极：一般是 不同的两电极。 （3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液或 ； ②两电极 接触； ③两电极插入 中。 得分速记 离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。 知识点3 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 以铜锌原电池为例构建原电池的认知模型 知识点4 原电池的应用 1.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是 的金属，正极一般是 的金属(或非金属)。 2.加快化学反应速率：一个自发进行的氧化还原反应，创造多个 反应环境，使反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成 ，反应速率 。 得分速记 原电池加快反应速率的理解：在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀硫酸足量时，产生H2的物质的量要减少。 3.用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池 而得到保护。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 。 4.设计制作化学电源 ①拆分反应：将氧化还原反应分成两个 。 ②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作 极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作 极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极—— 作负极。 ③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与 发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与 发生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料 的阳离子。 ④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 得分速记 画原电池装置图常见的四个失分点 （1）不注明电极材料名称或元素符号。 （2）不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 （3）误把盐桥画成导线。 （4）不能连成闭合回路。 考●向●破●译 考向1 原电池工作原理 例1某小组设计实验利用足量的铁粉(含少量活性炭和氯化钠溶液)消耗密闭容器内的氧气，从而测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是 A．活性炭作正极 B．氧气发生还原反应 C．铁发生反应： D．可用醋酸溶液代替氯化钠溶液 解题妙招 判断原电池正负极的6种方法 【变式1】如图所示，锌片和铜片紧贴着稀硫酸浸湿的滤纸。下列说法不正确的是 A．该装置中锌片作负极 B．该装置能将化学能转化为电能 C．电流由锌片经外电路流向铜片 D．电池总反应方程式： 【变式2·变考法】某同学在化学课上受到启发，制作了如图的“柠檬电池”。下列说法正确的是 A．Cu为负极，Zn为正极 B．电子由锌片通过柠檬流向铜片 C．负极的电极反应式： D．将铜片换成锌片，LED灯也会发光 考向2 原电池原理的应用 例2回答下列问题。 （1）为探究与的还原性强弱，取适量制得的晶体，进行如下实验： 将适量加入溶液中，若观察到 ，则可证明还原性；实际发现溶液产生红褐色沉淀，并闻到臭鸡蛋气味气体，请从平衡移动的角度解释上述现象： 。 （2）为了证明可以氧化溶液中的，某同学设计了一个原电池装置，并正确绘制了其工作原理示意图，但不慎被污渍遮住了部分内容(如下图)，请“复原”该示意图： 解题妙招 根据电池反应设计原电池的模板 拆分反应 将氧化还原反应分成两个半反应(电极反应) 选择电极材料 将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极 构成闭合回路 如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子 画出装置图 结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等 【变式1·变考法】A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验，下列说法正确的是 装置 甲 乙 丙 现象 金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 A．装置甲溶液中的阴离子移向B极 B．装置乙中C极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+ C．装置丙中电流由A→导线→D→电解质溶液→A D．四种金属活动性由强到弱的顺序是B＞A＞D＞C 【变式2·变题型】依据氧化还原反应：设计的原电池如下图所示。 (1)电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 溶液。 (2)银电极为电池的 极，发生的电极反应式为 。 (3)电子通过外电路 (填“从左到右”或者“从右到左”)移动。 (4)盐桥中装有含氯化钾的琼胶，盐桥中向 (填“左烧杯”或者“右烧杯”)中迁移，盐桥的作用是 。 考点二 化学电源 知●识●解●构 知识点1 化学电源的优点和优劣判断标准 1.相对其他能源，电池的优点是能量转换效率较高，供能稳定可靠，形状、大小可根据需要设计，使用方便等。 2.判断电池优劣的标准是电池单位质量或单位体积所能输出的比能量或比功率及可储存时间的长短。 知识点2 一次电池——放电后不可再充电的电池 1．普通锌锰干电池 正极材料：MnO2 正极： 。 负极材料：Zn 负极： ； 总反应：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O； 2.碱性锌锰干电池 正极材料：MnO2 正极反应： ； 负极材料：Zn 负极反应： ； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 3.银锌电池 正极材料：Ag2O 正极反应： ； 负极材料：Zn 负极反应： ； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 4.锂电池 Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。 负极材料：锂 电极反应： 。 正极材料：SOCl2 正极反应 。 总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。 知识点3 二次电池 1.特点及工作原理 （1）特点：放电后能充电复原继续使用，两个电极均参与电极反应，“放电”为 原理，“充电”为 原理。 （2）铅蓄电池工作原理： 铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。 铅酸蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 ①放电时的反应 a．负极反应：Pb＋SO－2e－===PbSO4； b．正极反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－=== ； c．总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。 ②充电时的反应 a．阴极反应：PbSO4＋2e－=== ； b．阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO； c．总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。 （3）纳米硅基锂电池 一种新型二次电池，电池装置如图所示，电池反应式为xFeS2＋4LixSixFe＋2xLi2S＋4Si。 （1）电池放电时，Li＋由 极移向 极，电子 (填“能”或“不能”)通过聚合物隔膜。 （2）电池充电时，a极反应式为xFe＋2xLi2S－4xe－=== 。 2.图解二次电池的充放电 3.二次电池的充放电规律 （1）充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的 相连以 ，可简记为负接 后作 极，正接 后作 极。 （2）工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是 ；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也 。 得分速记 1.可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。 2.充电时电极的连接：正接正作阳极，负接负作阴极。 知识点4 燃料电池 1.氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 正极反应式 电池总反应式 备注 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.甲烷燃料电池 ①酸性介质(如H2SO4)或传导质子（H＋）固体介质 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。 负极反应式： 。 正极反应式：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O。 ②碱性介质(如KOH) 总反应式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。 负极反应式： 。 正极反应式：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。 ③熔融盐介质(如K2CO3) 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。 负极反应式： 。 正极反应式：2O2＋8e－＋4CO2===4CO32-。 ④用能传导氧离子(熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O2-)的固体作介质 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。 负极反应式： 。 正极反应式：2O2＋8e－===4O2-。 3.解答燃料电池题目的思维模型 4.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 ，通入正极的物质为 。 ③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.化学电源中电极反应式书写的一般方法 （1）明确两极的反应物； （2）明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物； （3）确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物； （4）配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 得分速记 1.燃料电池电极反应式书写 ①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。 2.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。 考●向●破●译 考向1 可充电电池的工作原理及应用 例1一种新型水系可充电电池示意图如下。已知放电和充电过程中S和均吸附在电极Ⅰ上，充电时电极Ⅰ和电极Ⅱ的质量均增加。下列说法错误的是 A．充电时，电极Ⅱ上发生氧化反应 B．放电时，电解质溶液的pH增大 C．放电时，电极Ⅰ为负极，电极反应式为 D．充电时，理论上电极Ⅰ和Ⅱ增加的质量之比为80:87 解题妙招 充电电池放电遵循原电池原理，充电时遵循电解原理，其工作原理特点如下： 【变式1·变考法】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2·变情境】我国科研工作者建立了一种新型双功能辅助电池系统，总反应为：，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. Li电极为电池的正极 B. 光电电极产生电子，有利于发生氧化反应 C. 放电时光电电极反应式为： D. 用该电池电解精炼铜，溶解6.4 g粗铜时，通过隔膜的为0.2 mol 考向2 燃料电池的工作原理及应用 例2氨可用于燃料电池，根据电解质传导机制可分为两类：O-SOFC（氧离子传导型电解质）和H-SOFC（质子传导型电解质），其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．O-SOFC和H-SOFC燃料电池通一极均为负极 B．H-SOFC燃料电池通一极的电极反应为 C．从环保的角度来说，具有更大优势的是O-SOFC燃料电池 D．两类燃料电池发生的总反应相同 解题妙招 解答燃料电池题目的几个关键点 （1）注意介质成分，是电解质溶液还是熔融盐、氧化物或是有机溶剂。 （2）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)。 （3）通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子是否参与靠近一极的电极反应。 【变式1·变情境】美国加州Miramal海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃～700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。该电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，负极反应为：H2+CO→H2O+CO2+2e-。则下列推断中，正确的是 A．正极反应为4OH-→2H2O+O2↑+4e- B．当电池生成1mol水时，转移4mol电子 C．放电时CO向负极移动 D．放电时电子向负极移动 【变式2变情境】燃料电池的能量利用率较高，CH4酸性燃料电池工作原理如图所示： (1)电极b为燃料电池的___________极。 A．正    B．负 (2)电极a的电极反应式为___________。 (3)当离子交换膜中有1molH+转移时，消耗O2的物质的量为___________。 考向3 新型化学电源分析 例3（2026·山东菏泽·一模）清华大学首次利用糠醛研制了新型“生物质二次电池”，工作原理如图所示，充电、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸盐。下列说法正确的是 A．放电时，a极发生还原反应 B．充电时，b极附近碱性增强 C．充电时，a极反应式为：+2H2O+2e-=+2OH- D．若使用铅蓄电池为其充电，当1 mol糠醛转化时，理论上电极增重96 g 【变式1·变考法】（2026·山东潍坊·一模）我国科学家成功研发出一种利用氢负离子的移动来存储和释放能量的新型固态电池，该电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，b极为正极 B．放电时，a极CeH3的物质的量增加 C．充电时，b极的电极反应式为 D．充电时，电路中每转移1 mol ，b极与a极质量差变化1 g 【变式2·变情境】（2025·山东济宁·三模）一种“自充电”锌离子水系电池工作原理如图1所示。电池工作一段时间后，通过加入实现“自充电”。电池右侧电极材料为晶体，结构如图2(a)，填充在立方体空隙中(未画出)。下列说法正确的是 A．反复使用过程中，不需要更换Zn电极 B．“自充电”过程中，右侧pH减小 C．若消耗1molZn，则需加入实现电池“自充电” D．若晶体发生图2中a→b变化，则中 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·湖南卷）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 2．（2025·湖北卷）某电池的正极材料为，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将注入电池后充电补锂，过程中转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是 A．在阳极失去电子 B．生成气体中含有氟代烃 C．过程中铁元素的价态降低 D．反应并离去是该电池保持原结构的原因 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．（2026·云南卷）一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法正确的是 A．充电时，模式Ⅱ的反应为 B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成 C．放电时，体系中的向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 5．（2025·北京卷）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图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 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．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii 6．（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 7．（2023·山东卷）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为： D．扩散到乙室将对电池电动势产生影响 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 原电池的工作原理及应用 知识解构 知识点1 原电池定义及本质 知识点2 原电池装置模型——构成条件 知识点3 原电池的工作原理 知识点4 原电池的应用 考向破译 考向1 原电池工作原理 考向2 原电池原理的应用 考点二 化学电源 知识解构 知识点1 化学电源的优点和优劣判断标准 知识点2 一次电池——放电后不可再充电的电池 知识点3 二次电池 知识点4 燃料电池 考向破译 考向1 可充电电池的工作原理及应用 考向2 燃料电池的工作原理及应用 考向3 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 T12（B），3分 新型化学电源分析 T12，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 分析近几年山东高考试题，本讲的命题有以下规律： 选择题：是山东卷必考题型，以新型化学电源为核心情境，重点考查原电池正负极判断、离子/电子移动方向、电极反应式正误辨析，常结合双极膜、离子交换膜、浓差电池等新载体命题，偶尔关联金属钝化、盐桥作用等基础原理细节。 非选择题：多嵌入原理综合大题中，常以工业废旧资源回收、生物传感、储能电池等真实场景为背景，考查陌生电极反应式书写、电子转移数目计算，偶尔与电解池串联形成多池综合装置，联动考查能量转化效率分析，侧重原理的实际应用，分值3~6分。 ►复习目标： 1．理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。 3．能够了解新型化学电源的工作原理。 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 原电池的工作原理及应用 知●识●解●构 知识点1 原电池定义及本质 1.概念：原电池是把化学能转化为电能的装置， 2.反应本质：自发进行的氧化还原反应。 知识点2 原电池装置模型——构成条件 （1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 （2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 （3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液或熔融电解质； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。 得分速记 离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。 知识点3 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 以铜锌原电池为例构建原电池的认知模型 知识点4 原电池的应用 1.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 2.加快化学反应速率：一个自发进行的氧化还原反应，创造多个微电池反应环境，使反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率增大。 得分速记 原电池加快反应速率的理解：在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀硫酸足量时，产生H2的物质的量要减少。 3.用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。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。 4.设计制作化学电源 ①拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应。 ②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极——石墨棒、铂片作负极。 ③构成闭合回路：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(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 ④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 得分速记 画原电池装置图常见的四个失分点 （1）不注明电极材料名称或元素符号。 （2）不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 （3）误把盐桥画成导线。 （4）不能连成闭合回路。 考●向●破●译 考向1 原电池工作原理 例1某小组设计实验利用足量的铁粉(含少量活性炭和氯化钠溶液)消耗密闭容器内的氧气，从而测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是 A．活性炭作正极 B．氧气发生还原反应 C．铁发生反应： D．可用醋酸溶液代替氯化钠溶液 【答案】D 【解析】A．该装置构成铁碳原电池，铁活泼性强于活性炭，铁作负极，活性炭作正极，A正确； B．正极上氧气得到电子发生还原反应，电极反应为，B正确； C．负极上铁失去电子生成亚铁离子，电极反应为，C正确； D．若用醋酸溶液代替氯化钠溶液，酸性条件下铁发生析氢腐蚀，正极生成氢气，会干扰氧气含量的测定，无法达到实验目的，D错误； 故选D。 解题妙招 判断原电池正负极的6种方法 【变式1】如图所示，锌片和铜片紧贴着稀硫酸浸湿的滤纸。下列说法不正确的是 A．该装置中锌片作负极 B．该装置能将化学能转化为电能 C．电流由锌片经外电路流向铜片 D．电池总反应方程式： 【答案】C 【解析】A．锌的金属活动性强于铜，在原电池中活泼金属作负极，锌片发生氧化反应，A正确； B．该装置为原电池，能将化学能转化为电能，电流表指针偏转可证明有电流产生，B正确； C．电流方向与电子流向相反，电子从负极（锌片）经外电路流向正极（铜片），则电流应由铜片经外电路流向锌片，C错误； D．电池总反应为锌与稀硫酸的置换反应，方程式为，D正确； 故答案选C。 【变式2·变考法】某同学在化学课上受到启发，制作了如图的“柠檬电池”。下列说法正确的是 A．Cu为负极，Zn为正极 B．电子由锌片通过柠檬流向铜片 C．负极的电极反应式： D．将铜片换成锌片，LED灯也会发光 【答案】C 【分析】Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极，果汁作电解质溶液，据此分析解答。 【解析】A．根据分析， Zn为负极，Cu为正极，A错误； B．电子不能进入溶液，电子从锌电极经导线流向铜电极，B错误； C．锌做负极，负极失去电子发生氧化反应，电极反应式：，C正确； D．将铜片换成锌片，两电极均为锌，活泼性相同，不能构成原电池，因此LED灯不会发光，D错误； 故选C。 考向2 原电池原理的应用 例2回答下列问题。 （1）为探究与的还原性强弱，取适量制得的晶体，进行如下实验： 将适量加入溶液中，若观察到 ，则可证明还原性；实际发现溶液产生红褐色沉淀，并闻到臭鸡蛋气味气体，请从平衡移动的角度解释上述现象： 。 （2）为了证明可以氧化溶液中的，某同学设计了一个原电池装置，并正确绘制了其工作原理示意图，但不慎被污渍遮住了部分内容(如下图)，请“复原”该示意图： 【答案】（1）淡黄色沉淀 水解呈碱性，+H2O+OH-，+H2O+OH-，Fe3+水解产生酸性，Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+，H++OH-=H2O，两者相互促进，最终产生氢氧化铁沉淀和H2S气体 （2） 【解析】（1）为探究与的还原性强弱，将适量加入溶液中，若观察到生成淡黄色沉淀，则可证明还原性；实际发现溶液产生红褐色沉淀，并闻到臭鸡蛋气味气体，从平衡移动的角度解释为水解呈碱性，+H2O+OH-，+H2O+OH-，Fe3+水解产生酸性，Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，H++OH-=H2O，两者相互促进，最终产生氢氧化铁沉淀和H2S气体。 （2）可以氧化溶液中的生成S，失去电子，化合价升高被氧化，故左侧为Na2S溶液，而铁离子被还原生成Fe2+，得到电子，化合价降低被还原，故右侧为FeCl3溶液，中间需要用盐桥进行联通，则“复原”的示意图为：。 解题妙招 根据电池反应设计原电池的模板 拆分反应 将氧化还原反应分成两个半反应(电极反应) 选择电极材料 将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极 构成闭合回路 如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子 画出装置图 结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等 【变式1·变考法】A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验，下列说法正确的是 装置 甲 乙 丙 现象 金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 A．装置甲溶液中的阴离子移向B极 B．装置乙中C极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+ C．装置丙中电流由A→导线→D→电解质溶液→A D．四种金属活动性由强到弱的顺序是B＞A＞D＞C 【答案】C 【解析】A．在装置甲中金属A不断溶解，则A作原电池的负极，B作原电池的正极，在电解质溶液中，阴离子移向正电荷较多的A极，A错误；B．在乙中C电极的质量增加，则C电极为原电池的正极，B电极为原电池的负极，C电极为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，B错误；C．在装置丙中，电极A上有气体产生，则A为原电池的正极，D为原电池的负极。负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，外电路中电子定向移动，在内电路中离子定向移动，电流的方向为正电荷移动方向。电流由正极经导线流向负极，因此电流方向为A→导线→D→电解质溶液→A，C正确；D．在原电池装置中，负极金属活泼性强于正极，根据装置甲可知金属活动性：A＞B；根据装置乙中现象，可知金属活动性：B＞C；根据装置丙的现象可知金属活动性：D＞A，故四种金属活动性由强到弱的顺序是：D＞A＞B＞C，D错误；故合理选项是C。 【变式2·变题型】依据氧化还原反应：设计的原电池如下图所示。 (1)电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 溶液。 (2)银电极为电池的 极，发生的电极反应式为 。 (3)电子通过外电路 (填“从左到右”或者“从右到左”)移动。 (4)盐桥中装有含氯化钾的琼胶，盐桥中向 (填“左烧杯”或者“右烧杯”)中迁移，盐桥的作用是 。 【答案】(1) Cu (2) 正 (3)从左到右 (4) 右烧杯 传递离子，平衡电荷，形成闭合回路 【分析】由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：正极：，负极：，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极。盐桥中的移向正极（Ag极）；移向负极（Cu极），以此解答； 【解析】（1）由分析可知，电极X的材料是Cu，电解质溶液Y是溶液，故答案为：Cu；； （2）由分析可知，银离子得到电子，银电极为电池的正极，发生的电极反应式为，故答案为：正；； （3）在原电池中，电子从负极经外电路流向正极，Cu电极为负极，Ag电极为正极，所以电子通过外电路从左到右移动，故答案为：从左到右； （4）在原电池中，阳极子向正极移动，所以盐桥中向右烧杯迁移，盐桥中的阴离子和阳离子分别移向负极和正极，从而维持电中性，故答案为：右烧杯；传递离子，平衡电荷，形成闭合回路。 考点二 化学电源 知●识●解●构 知识点1 化学电源的优点和优劣判断标准 1.相对其他能源，电池的优点是能量转换效率较高，供能稳定可靠，形状、大小可根据需要设计，使用方便等。 2.判断电池优劣的标准是电池单位质量或单位体积所能输出的比能量或比功率及可储存时间的长短。 知识点2 一次电池——放电后不可再充电的电池 1．普通锌锰干电池 正极材料：MnO2 正极：2MnO2＋2NH＋2e－===2NH3＋Mn2O3＋H2O。 负极材料：Zn 负极：Zn－2e－===Zn2＋； 总反应：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O； 2.碱性锌锰干电池 正极材料：MnO2 正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 负极材料：Zn 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 3.银锌电池 正极材料：Ag2O 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 负极材料：Zn 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 4.锂电池 Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。 负极材料：锂 电极反应：8Li－8e－===8Li＋。 正极材料：SOCl2 正极反应：3SOCl2＋8e－===2S＋SO＋6Cl－。 总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。 知识点3 二次电池 1.特点及工作原理 （1）特点：放电后能充电复原继续使用，两个电极均参与电极反应，“放电”为原电池原理，“充电”为电解池原理。 （2）铅蓄电池工作原理： 铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。 铅酸蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 ①放电时的反应 a．负极反应：Pb＋SO－2e－===PbSO4； b．正极反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O； c．总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。 ②充电时的反应 a．阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； b．阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO； c．总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。 （3）纳米硅基锂电池 一种新型二次电池，电池装置如图所示，电池反应式为xFeS2＋4LixSixFe＋2xLi2S＋4Si。 （1）电池放电时，Li＋由b极移向a极，电子不能(填“能”或“不能”)通过聚合物隔膜。 （2）电池充电时，a极反应式为xFe＋2xLi2S－4xe－===4xLi＋＋xFeS2。 2.图解二次电池的充放电 3.二次电池的充放电规律 （1）充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。 （2）工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。 得分速记 1.可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。 2.充电时电极的连接：正接正作阳极，负接负作阴极。 知识点4 燃料电池 1.氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 备注 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.甲烷燃料电池 ①酸性介质(如H2SO4)或传导质子（H＋）固体介质 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。 负极反应式：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。 正极反应式：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O。 ②碱性介质(如KOH) 总反应式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。 负极反应式：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。 正极反应式：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。 ③熔融盐介质(如K2CO3) 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。 负极反应式：CH4－8e－＋4CO32-===5CO2＋2H2O。 正极反应式：2O2＋8e－＋4CO2===4CO32-。 ④用能传导氧离子(熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O2-)的固体作介质 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。 负极反应式：CH4－8e－＋4O2-===CO2＋2H2O。 正极反应式：2O2＋8e－===4O2-。 3.解答燃料电池题目的思维模型 4.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气。 ③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.化学电源中电极反应式书写的一般方法 （1）明确两极的反应物； （2）明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物； （3）确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物； （4）配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 得分速记 1.燃料电池电极反应式书写 ①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。 2.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。 考●向●破●译 考向1 可充电电池的工作原理及应用 例1一种新型水系可充电电池示意图如下。已知放电和充电过程中S和均吸附在电极Ⅰ上，充电时电极Ⅰ和电极Ⅱ的质量均增加。下列说法错误的是 A．充电时，电极Ⅱ上发生氧化反应 B．放电时，电解质溶液的pH增大 C．放电时，电极Ⅰ为负极，电极反应式为 D．充电时，理论上电极Ⅰ和Ⅱ增加的质量之比为80:87 【答案】D 【分析】放电为原电池，充电为电解池，已知充电时两电极质量均增加，推导如下： 放电（原电池）：电极Ⅰ 失电子生成和，电极Ⅰ为负极；电极Ⅱ 得电子，转化为进入溶液，电极Ⅱ为正极；充电（电解池）：电极Ⅰ为阴极（得电子，发生还原反应），电极Ⅱ为阳极（失电子，发生氧化反应），总反应为放电的逆反应：，据此分析。 【解析】A．充电时电极Ⅱ是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，A正确； B．放电总反应为，反应消耗，并生成水，溶液中浓度降低，增大，B正确； C．放电时电极Ⅰ为负极，失电子生成和，电极反应式，满足原子守恒和电荷守恒，C正确； D．充电时电极Ⅰ反应为：，每转移电子，阴极质量增加量为的质量：；电极Ⅱ反应：，全部吸附在电极上，阳极质量增加量为； 质量比，D错误； 故选D。 解题妙招 充电电池放电遵循原电池原理，充电时遵循电解原理，其工作原理特点如下： 【变式1·变考法】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2·变情境】我国科研工作者建立了一种新型双功能辅助电池系统，总反应为：，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. Li电极为电池的正极 B. 光电电极产生电子，有利于发生氧化反应 C. 放电时光电电极反应式为： D. 用该电池电解精炼铜，溶解6.4 g粗铜时，通过隔膜的为0.2 mol 【答案】C 【解析】A．由题图方程式可知，的化合价升高，发生了氧化反应，为电池的负极，A错误；B．因为光电电极为正极，发生还原反应，B错误；C．放电时光电电极为正极，得电子发生还原反应，根据图示和总反应式可确定电极反应式无误，C正确；D．电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜为混合物，含有比铜活泼的金属也可失去电子。不如铜活泼的金属以单质存在于阳极泥中，故粗铜溶解6.4 g时，无法确定是哪个金属失电子，更不能准确计算出转移电子总数，所以通过隔膜的不一定为0.2 mol，D错误；故选C。 考向2 燃料电池的工作原理及应用 例2氨可用于燃料电池，根据电解质传导机制可分为两类：O-SOFC（氧离子传导型电解质）和H-SOFC（质子传导型电解质），其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．O-SOFC和H-SOFC燃料电池通一极均为负极 B．H-SOFC燃料电池通一极的电极反应为 C．从环保的角度来说，具有更大优势的是O-SOFC燃料电池 D．两类燃料电池发生的总反应相同 【答案】C 【分析】氨燃料电池，氨气发生氧化还原反应最终转化为氮气，故通入氨气的一极为负极，通入氧气的一极为正极。 【解析】A．根据分析可知，通入氨气的一极为负极，故A正确； B．酸性环境中通入氧气的一极电极反应为，故B正确； C．从环保的角度来说，O-SOFC（氧离子传导型电解质）生成氮气和水；H-SOFC（质子传导型电解质）的产物也为氮气和水，最终产物均为对环境无污染的氮气和水，从环保角度看，二者没有明显优势劣势之分，故C错误； D．两类燃料电池的总反应式都为4NH3+3O2=2N2+6H2O，故D正确； 故选C。 解题妙招 解答燃料电池题目的几个关键点 （1）注意介质成分，是电解质溶液还是熔融盐、氧化物或是有机溶剂。 （2）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)。 （3）通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子是否参与靠近一极的电极反应。 【变式1·变情境】美国加州Miramal海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃～700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。该电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，负极反应为：H2+CO→H2O+CO2+2e-。则下列推断中，正确的是 A．正极反应为4OH-→2H2O+O2↑+4e- B．当电池生成1mol水时，转移4mol电子 C．放电时CO向负极移动 D．放电时电子向负极移动 【答案】C 【解析】A．该原电池的电解质为熔融的K2CO3，没有水作为溶剂，故不含有OH-，正极反应为O2+4e-+2CO2=2CO，故A错误；B．由总反应式2H2+O2=2H2O可知，转移4mol电子可产生2mol水，因此供应1mol水蒸气只需要转移2mol电子，故B错误；C．电池放电时，阴离子向负极移动，则CO向负极移动，故C正确；D．放电时电子由负极沿导线向正极移动，故D错误；故选C。 【变式2变情境】燃料电池的能量利用率较高，CH4酸性燃料电池工作原理如图所示： (1)电极b为燃料电池的___________极。 A．正    B．负 (2)电极a的电极反应式为___________。 (3)当离子交换膜中有1molH+转移时，消耗O2的物质的量为___________。 【答案】(1)A (2)CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ (3)0.25mol 【分析】由题干图示信息可知，CH4酸性燃料电池中，CH4在负极失电子，电极反应为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，O2在正极得电子，电极b通入O2，为正极，正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，据此分析解题。 【解析】（1）CH4酸性燃料电池中，CH4在负极失电子，O2在正极得电子，电极b通入O2，为正极，故答案为：A； （2）电极a为负极，CH4在酸性条件下失电子生成CO2和H+，配平得：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+； 考向3 新型化学电源分析 例3（2026·山东菏泽·一模）清华大学首次利用糠醛研制了新型“生物质二次电池”，工作原理如图所示，充电、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸盐。下列说法正确的是 A．放电时，a极发生还原反应 B．充电时，b极附近碱性增强 C．充电时，a极反应式为：+2H2O+2e-=+2OH- D．若使用铅蓄电池为其充电，当1 mol糠醛转化时，理论上电极增重96 g 【答案】C 【分析】先判断电极性质：根据题意和转化关系，放电时，a极上糠醛被氧化为糠酸根（失电子，氧化反应），因此放电时a为负极、b为正极；充电时，a为阴极、b为阳极，据此分析选项： 【解析】A．放电时a极是负极，糠醛失电子发生氧化反应，A错误； B．充电时b为阳极，电极反应为：，反应消耗，b极附近碱性减弱，B错误； C．充电时a为阴极，糠醛得电子被还原为糠醇，电极反应式：+2H2O+2e-=+2OH-，配平、产物均正确，C正确； D．1 mol糠醛转化时转移2 mol电子，铅蓄电池中电极反应为：，1 mol 反应时，增重质量为，D错误； 答案选C。 【变式1·变考法】（2026·山东潍坊·一模）我国科学家成功研发出一种利用氢负离子的移动来存储和释放能量的新型固态电池，该电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，b极为正极 B．放电时，a极CeH3的物质的量增加 C．充电时，b极的电极反应式为 D．充电时，电路中每转移1 mol ，b极与a极质量差变化1 g 【答案】AB 【分析】该装置为原电池，向a电极移动，则a为负极，被氧化生成，负极反应式为，b为正极，正极反应式为，放电时总反应为：，充电时，a为阴极，b为阳极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【解析】A．由分析可知，放电时，b极为正极，A正确； B．放电时，a极反应式为，物质的量增加，B正确； C．充电时，b为阳极，电极反应为，C错误； D．充电时，a极反应：，每转移电子，a极质量减少。b极发生反应，每转移1 mol电子，b极质量增加1 g，两极的质量变化差值为，D错误； 故选AB。 【变式2·变情境】（2025·山东济宁·三模）一种“自充电”锌离子水系电池工作原理如图1所示。电池工作一段时间后，通过加入实现“自充电”。电池右侧电极材料为晶体，结构如图2(a)，填充在立方体空隙中(未画出)。下列说法正确的是 A．反复使用过程中，不需要更换Zn电极 B．“自充电”过程中，右侧pH减小 C．若消耗1molZn，则需加入实现电池“自充电” D．若晶体发生图2中a→b变化，则中 【答案】CD 【解析】A．在锌离子水系电池中，Zn电极作为负极，发生氧化反应：Zn-2e- =Zn2+，反复使用会被消耗，因此需要更换Zn电极，A错误； B．右侧电极为正极，发生还原反应，得电子转变为，“自充电”过程中，H2O2作为氧化剂参与反应，将氧化为，反应过程中会消耗H+，导致右侧pH增大，B错误； C．Zn作为负极，1 mol Zn失去电子物质的量为2 mol， H2O2 作为氧化剂，每1 mol H2O2 得到2 mol电子，根据得失电子守恒，若消耗1molZn需要加入 H2O2物质的量为 1 mol，C正确； D．b结构中，Fe2+个数为，Fe3+个数为，CN-个数为，根据化学式，b结构中Na+个数为，通过电荷守恒计算，解得 x= 0.5 ，D正确； 答案为CD。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·湖南卷）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】A．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； B．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； C．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； D．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。 2．（2025·湖北卷）某电池的正极材料为，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将注入电池后充电补锂，过程中转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是 A．在阳极失去电子 B．生成气体中含有氟代烃 C．过程中铁元素的价态降低 D．反应并离去是该电池保持原结构的原因 【答案】C 【解析】A．充电时，Li+在阴极得电子生成Li嵌入负极材料，[SO2CF3]-在阳极失去电子生成气体离去，A正确； B．[SO2CF3]-在阳极失去电子，反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，生成气体中含有氟代烃CF3-CF3，B正确； C．充电补锂时正极反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，不涉及正极材料反应，铁元素价态不变，C错误； D．[SO2CF3]-反应后离去，维持电池原结构，D正确； 答案选C。 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．（2026·云南卷）一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法正确的是 A．充电时，模式Ⅱ的反应为 B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成 C．放电时，体系中的向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 【答案】D 【分析】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。 【解析】A．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，根据守恒关系可知模式II的反应为，A项错误； B．模式I充电时总反应为，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．放电时，Li+移向正极，即石墨电极，C项错误； D．放电时，模式I的总反应与转移电子关系为，模式II的总反应与转移电子关系为，由此可知分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ，D项正确； 故答案为D。 5．（2025·北京卷）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图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 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．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii 【答案】D 【分析】按照图1电解溶液，石墨1为阳极，发生反应，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应，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。 【解析】A．由分析可知，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，，反应为2H2+O2=2H2O，A正确； B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少作为还原剂，故导致，B正确； C．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上有发生反应，C正确； D．，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，，是因为电极I上吸附的量：iv>iii，D错误； 故选D。 6．（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 【答案】B 【分析】放电时，电极Ⅱ上减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为：。 【解析】A．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确； B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：，反应消耗，溶液的pH升高，B错误； C．由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：，C正确； D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为，每消耗16gS，即0.5molS，转移1mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A⋅h，D正确； 故选B。 7．（2023·山东卷）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为： D．扩散到乙室将对电池电动势产生影响 【答案】CD 【解析】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，故A错误； B. 再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误； C. 左侧负极是，正极是，则电池总反应为：，故C正确； D. 扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。 综上所述，答案为CD。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $