专题02 原电池、化学电源（举一反三讲义）2027年高考化学一轮复习

专题02 原电池、化学电源 内容导航 题型精讲·举一反三 题型 01 原电池装置的判断（盐桥、构成） 题型 02 原电池的工作原理 题型 03 原电池原理的应用（氧化还原反应的速率、金属活动性的强弱） 题型 04 原电池电极和电极方程式（原电池电极判断、电极反应的书写） 题型 05 一次电池及其应用（碱性锌锰干电池、锌银电池、锂电池） 题型 06 二次电池及其应用（铅酸蓄电池、锂离子电池） 题型 07 燃料电池及其应用（氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池） 题型 08 新型化学电源 靶向突破·分层训练 题型精讲·举一反三 题型01 原电池装置的判断 举一反三 【例1】【结合实验现象】（2023·新课标卷·高考真题）根据实验操作及现象，下列结论中正确的是 选项 实验操作及现象 结论 A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强 B 取一定量样品，溶解后加入溶液，产生白色沉淀。加入浓，仍有沉淀 此样品中含有 C 将银和溶液与铜和溶液组成原电池。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 的金属性比强 D 向溴水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．常温下，铁片与浓硝酸会发生钝化，导致现象不明显，但稀硝酸与铁不发生钝化，会产生气泡，所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，A错误； B．浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根，仍然产生白色沉淀，所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸根，B错误； C．铜比银活泼，在形成原电池过程中，做负极，发生氧化反应，生成了铜离子，导致溶液变为蓝色，所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱，C正确； D．向溴水中加入苯，苯可将溴萃取到上层，使下层水层颜色变浅，不是溴与苯发生了加成反应，D错误； 故选C。 【变式1-1】【结合实验装置】（2026·广东深圳·三模）下列实验装置(省略部分夹持装置)或操作能达到实验目的的是 A．海水淡化 B．除去乙烯中的SO2 C．证明Cl2和CH4会发生取代反应 D．Cu-Fe原电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．冷凝管水流方向错误，图示为上进下出，冷凝效率低，无法有效淡化，应下进上出，A错误； B．酸性溶液具有强氧化性，不仅能氧化，也会氧化乙烯，应选用溶液，B错误； C．与取代生成和氯代甲烷，其中极易溶于水，使试管内压强减小，液面上升，则证明反应发生，C正确； D．乙醇为非电解质不导电，无法形成闭合回路，不能构成原电池，应选用稀硫酸、溶液等电解质溶液，D错误； 故选C。 【变式1-2】【结合材料常识】（2025·广东惠州·模拟预测）现代电子设备中常用到多种材料。下列说法错误的是 A．制作某些塑料外壳的聚苯乙烯，其单体是 B．电脑CPU芯片通常以高纯单晶硅为基础材料，单晶硅属于分子晶体 C．手机中的锂离子电池放电时，将化学能转化为电能 D．印刷电路板(PCB)常用FeCl3溶液腐蚀铜箔，该过程发生了化学变化 【答案】B 【详解】A．聚苯乙烯的单体为苯乙烯，A正确； B．单晶硅是硅原子通过共价键形成空间网状结构的共价晶体，不属于分子晶体，B错误； C．锂离子电池放电时为原电池工作过程，将化学能转化为电能，C正确； D．溶液腐蚀铜箔时发生反应，有新物质生成，属于化学变化，D正确； 故选B。 【变式1-3】【结合实验装置】（2026·宁夏银川·模拟预测）利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．配制草酸溶液 B．实验室快速制备氨气 C．实验室蒸馏分离和 D．Cu-Fe原电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的定容容器，向容量瓶中倒入液体需使用玻璃棒引流，装置错误，A不符合题意； B．浓氨水滴入固体中，固体溶解放热，且溶液中浓度增大，促进分解放出氨气，该装置为固液不加热制气装置，可快速制备氨气，B符合题意； C．蒸馏操作中，温度计用于测量馏分蒸气的温度，温度计下端玻璃泡应放在蒸馏烧瓶的支管口处，不能浸入液面下，装置错误，C不符合题意； D．乙醇是非电解质，乙醇溶液不能导电，无法形成闭合回路，不能构成原电池，装置错误，D不符合题意； 答案选B。 技巧点拨 1．原电池的概念 原电池是将化学能转化为电能的装置。 2．盐桥及其作用 （1）成分：含KCl饱和溶液的琼胶。 （2）离子移动方向：Cl－移向负极区，K＋移向正极区。 （3）作用：将两个半电池形成通路，使氧化还原反应持续进行，并保持两溶液的电中性。 【解题通法】原电池的形成条件 1.能自发进行的氧化还原反应； 2.两个活泼性不同的能导电的电极； 3.电解质溶液或熔融电解质； 4.形成闭合回路。 题型02 原电池的工作原理 举一反三 【例2】【结合晶胞结构】（2026·广西·高考真题）某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是 A．充电前后与S距离最近的金属原子数目相同 B．晶胞2中S与S的最短距离为 C．结构1的化学式可表示为 D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体 【答案】D 【详解】A．结构1中，与S最近的是4个，晶胞2中与S最近的有8个，故A错误； B．由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为：，故B错误； C．由均摊法得，结构1中含有的数目为，含有S的数目为，与S的原子个数比为，因此结构1的化学式为，故C错误； D．如图，当2个晶胞2放在一起时，图中从之间截取的立方体就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体， ，故D正确； 答案选D。 【变式2-1】【结合反应事实】（2026·北京·高考真题）下列方程式与所给事实相符的是 A．金属钠在空气中燃烧： B．钢铁电化学析氢腐蚀：(负极)；(正极) C．实验室用大理石和盐酸反应制二氧化碳： D．电解饱和食盐水制氯气： 【答案】B 【详解】A．金属钠在空气中燃烧产物为，该化学方程式为2Na + O2 Na2O2，A错误； B．钢铁发生析氢腐蚀时，负极失电子生成，正极酸性条件下得电子生成，电极反应均符合事实，B正确； C．大理石主要成分为，属于难溶物，离子方程式中不能拆分为，大理石和盐酸反应制二氧化碳的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，C错误； D．电解饱和食盐水生成、和，电解熔融才生成和，化学方程式为‌，D错误； 故选B。 【变式2-2】【结合光电装置】（2026·湖北·高考真题）某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压，偏压为负时，光电极上发生还原反应。 下列说法错误的是 A．偏压为时，光电极反应为 B．每产生，右室溶液质量减少 C．偏压为时，光电极排斥以清洁表面 D．相对于恒定偏压，脉冲偏压利于提高光电极的制效率 【答案】B 【详解】A．偏压为-0.2V时为负偏压，光电极发生还原反应，得电子生成，电极方程式为，A正确； B．18g 的物质的量为1mol，生成1mol 转移8mol电子。右室对电极反应为，转移8mol电子时，生成2mol （质量64g）逸出，同时有8mol 通过质子交换膜进入左室，右室共减少质量为，B错误； C．偏压为1.0V时为正偏压，光电极带正电，会排斥阳离子，可清洁电极表面，C正确； D．脉冲偏压下，负偏压时还原生成，正偏压时同种电荷相互排斥，及时排出生成的，能有效刷新电极表面，从而提高长效反应的催化效率，利于提高制的效率，D正确； 故选B。 【变式2-3】【结合液流电池】（2026·贵州·高考真题）储能技术是新能源产业发展的重要支撑。一种基于TEMPO衍生物作为正极储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图。 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．充电时，电子从电源的负极流向a极，由b极流向电源的正极 C．放电时，正极反应为 D．放电时，外电路转移2 mol电子，理论上负极区溶液质量减少71 g 【答案】B 【详解】A．充电时电极a连接电源负极，为阴极，得电子发生还原反应，A错误； B．充电时电子仅在外电路移动，由电源负极流向阴极a，再由阳极b流向电源正极，B正确； C．放电时正极发生得电子的还原反应，正确反应为，选项给出的是失电子的氧化反应，C错误； D．放电时阴离子向负极移动，转移2 mol电子时，有2 mol 进入负极区，负极区溶液质量增加71 g，而非减少，D错误； 故选B。 知识总结 工作原理——锌­铜原电池可用简图表示 总反应离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (1)电极 ①负极：失去电子，发生氧化反应 ②正极：得到电子，发生还原反应 (2)电子定向移动方向和电流方向 ①电子从负极流出经外电路流入正极 ②电流从正极流出经外电路流入负极 (3)离子移动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动 题型03 原电池原理的应用 举一反三 【例3】【结合实验操作】（2026·浙江·高考真题）利用下列装置进行操作，不能达到实验目的的是 A．实验室制取氨 B．向容量瓶中转移溶液 C．用盐酸标准溶液滴定NaOH溶液 D．验证Zn的金属活动性强于 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．实验室加热和固体混合物制，发生装置试管口略向下倾斜可防止冷凝水倒流炸裂试管，向下排空气法收集、管口塞棉花减少空气对流，装置合理，能达到实验目的，A不符合题意； B．未使用玻璃棒引流，溶液易溅出或残留于瓶口，导致溶质损失、浓度不准确。不符合配制标准溶液的操作规范，不能达到实验目的，B符合题意； C．使用酸式滴定管盛装盐酸，滴定终点通过酚酞由红变无色判断，装置与操作均正确，C不符合题意； D．、与酸化的溶液构成原电池，活泼性更强作负极，电流表指针偏转，可验证金属活动性强于，能达到实验目的，D不符合题意； 故选B。 【变式3-1】【结合实验方案】（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下列实验方案不能得出相应结论的是 A B 结论：金属活动性顺序为 结论：氧化性顺序为 C D 结论：甲基使苯环活化 结论：增大反应物浓度，该反应速率加快 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．Fe、Cu、稀硫酸原电池中，电子由活泼金属Fe流向Cu，Fe、Zn、硫酸原电池中，电子由Zn流向Fe，活泼性：Zn>Fe>Cu，A正确； B．FeCl3与淀粉KI溶液反应，溶液变蓝色，则氧化性：Fe3+>I2，新制氯水加入含KSCN的FeCl2溶液中，溶液变红色，生成了Fe3+，则氧化性：Cl2>Fe3+，故氧化性：，B正确； C．酸性高锰酸钾分别滴入苯和甲苯中，甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是是甲基被氧化，不能说明甲基使苯环活化，C错误； D．不同浓度的Na2S2O3与相同浓度的稀硫酸反应，浓度大的Na2S2O3先出现浑浊，说明增大反应物浓度，反应速率加快，D正确； 答案选C。 【变式3-2】【结合金属防腐】（2024·浙江·高考真题）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【答案】B 【详解】A．图1为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；图2为外加电流保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的，A不正确； B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的放电外，海水中溶解的也会竞争放电，故可发生，B正确； C．图2为外加电流保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确； D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和辅助阳极均发生了氧化反应，D不正确； 综上所述，本题选B。 【变式3-3】【结合血糖电池】（2024·新课标卷·高考真题）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 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．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 【答案】C 【详解】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确； B．b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为，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．根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，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．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。 综上所述，本题选C。 方法总结 1、加快氧化还原反应的速率：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率 2、比较金属活动性的强弱：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) ①方法：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常见规律：电极质量较少，作负极较活泼，有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼 如：有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A＞B 题型04 原电池电极和电极方程式 举一反三 【例4】【结合双模锂电】（2026·云南·高考真题）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 【详解】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。 【变式4-1】【结合镍氢电池】（2025·浙江·高考真题）镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是： Ni(OH)2+ M = NiOOH+ MH 已知：6NiOOH + NH3+ H2O + OH－=6Ni(OH)2+ NO2－ 下列说法正确的是 A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－ B．充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e－= MH + OH-，H2O中的H被M还原 D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 【答案】A 【详解】A、正极的电极反应式为：NiOOH+H2O+e-═Ni(OH)2+OH-，故A正确； B、电解时阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，所以OH-离子从阴极向阳极，故B错误； C、H2O中的H得电子，不是被M还原，故C错误； D、不能用氨水做电解质溶液，因为NiOOH能和氨水发生反应，故D错误； 答案选A。 【变式4-2】【结合金属空气电池】（2026·浙江·高考真题）金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是 A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面 B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高 C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n D．在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 【答案】C 【详解】A．反应物接触面积越大，反应速率越快，所以采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，从而提高反应速率，故A正确； B．电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多，假设质量都是1g时，这三种金属转移电子物质的量分别为×2=mol、×3=mol、×2=mol，所以Al−空气电池的理论比能量最高，故B正确； C．正极上氧气得电子和水反应生成OH−，因为是阴离子交换膜，所以阳离子不能进入正极区域，则正极反应式为O2+2H2O+4e−=4OH−，故C错误； D．负极上Mg失电子生成Mg2+，为防止负极区沉积Mg(OH)2，则阴极区溶液不能含有大量OH−，所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜，故D正确； 故选C。 【变式4-3】【结合电解制气】（2025·江苏·高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是 A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑ D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2 【答案】B 【详解】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误； B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正确； C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误； D．电解过程中转移4mol电子，生成4molNiOOH，根据，生成1mol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误； 选B。 方法总结 原电池电极判断及电极反应的书写 1．原电池电极判断 说明：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。 2．电极反应的书写 （1）一般电极反应的书写 （2）复杂电极反应的书写。复杂电极反应等于总反应减去较简单一极的电极反应。 题型05 一次电池及其应用 举一反三 【例5】【结合酸性锌锰电池】（2025·北京·高考真题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 【答案】D 【详解】A．酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误； C．发生得电子的还原反应，故C错误； D．锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应，故D正确； 故选D。 【变式5-1】【结合碱性锌锰电池】（2025·江苏·高考真题）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 【详解】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。 【变式5-2】【结合电化学装置】（2025·重庆彭水·模拟预测）关于下列四个电化学装置的说法正确的是 A．图I所示装置工作时，盐桥中的阳离子移向溶液 B．图Ⅱ所示电池工作时，作还原剂 C．图Ⅲ所示电池工作时，电解质溶液的pH减小 D．图Ⅳ所示装置工作时，溶液A是烧碱溶液 【答案】D 【详解】A．图I为铜锌原电池，Zn作负极，Cu作正极，原电池中阳离子向正极移动，即移向溶液，A错误； B．图Ⅱ为碱性锌锰电池，在正极得电子，Mn元素化合价降低，作氧化剂，B错误； C．图Ⅲ为酸性氢氧燃料电池，总反应为，反应生成水稀释酸性电解质，浓度减小，增大，C错误； D．图Ⅳ为电解饱和食盐水装置，阴极发生反应，通过阳离子交换膜移向阴极，与结合生成，故溶液A是烧碱溶液，D正确； 答案选D。 【变式5-3】【结合碱性锌锰电池】（2025·北京·三模）碱性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向正极方向移动 C．发生还原反应 D．锌筒发生的电极反应为 【答案】C 【详解】A．碱性锌锰干电池中锌粉为负极材料，石墨为正极导电材料，A错误； B．原电池工作时阴离子向负极移动，为阴离子，应向负极方向移动，B错误； C．在正极得电子，锰元素化合价降低，发生还原反应，C正确； D．碱性环境下锌失电子后会与结合，不会生成游离的，电极反应式为，D错误； 故选C。 知识总结 1、碱性锌锰干电池 结构 碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，其负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液 电极反应 负极反应 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极反应 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 总反应 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 特点 比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电 2、锌银电池 电极反应 负极反应 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极反应 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 总反应 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 特点 比能量大、电压稳定、储存时间长 3、锂电池 构成 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 电极反应 总反应 4Li＋2SOCl2===4LiCl＋SO2↑＋S 负极反应 4Li－4e－===4Li＋ 正极反应 2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－ 题型06 二次电池及其应用 举一反三 【例6】【结合新能源知识】（2025·湖南·高考真题）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是 A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌 D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 【答案】D 【详解】A．理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，故A正确； B．氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确； C．脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确； D．太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，D错误； 本题选D。 【变式6-1】【结合现象与结论】（2025·山东·高考真题）（多选）由下列事实或现象能得出相应结论的是 事实或现象 结论 A 向酸性溶液中加入草酸，紫色褪去 草酸具有还原性 B 铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加 电池发生了放电反应 C 向等物质的量浓度的，混合溶液中滴加溶液，先生成白色沉淀 D 为基元反应，将盛有的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅 正反应活化能大于逆反应活化能 A．A B．B C．C D．D 【答案】AB 【详解】A．向酸性KMnO4溶液中加入草酸，紫色褪去说明KMnO4被还原成无色Mn2+，则草酸具有还原性，A项符合题意； B．铅蓄电池放电时正极反应为PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O、负极反应为Pb-2e-+=PbSO4，正负极质量都增加，充电时阳极反应为PbSO4+2H2O-2e-= PbO2++4H+、阴极反应为PbSO4+2e-= Pb+，阴、阳极质量都减小，B项符合题意； C．向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液，先生成AgCl白色沉淀，说明先达到AgCl的Ksp，但由于AgCl、Ag2CrO4的类型不相同，不能得出Ksp(AgCl) ＜Ksp(Ag2CrO4)，事实上Ksp(AgCl) ＞Ksp(Ag2CrO4)，C项不符合题意； D．将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅，说明降低温度平衡向正反应方向移动，正反应为放热反应，根据∆H=正反应的活化能－逆反应的活化能＜0知，正反应的活化能小于逆反应的活化能，D项不符合题意； 答案选AB。 【变式6-2】【结合晶胞结构】（2026·山东济南·一模）某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物的晶体结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 A．结构1钴硫化物的化学式为 B．晶胞2和晶胞3表示同一晶体晶胞 C．晶胞2中距Li最近的有8个 D．晶胞3沿体对角线方向投影，外轮廓投影图是正六边形，面心的S原子投影全落在正六边形内部 【答案】C 【详解】A．结构1中，位于4个顶点和内部4处，数目为；位于12条棱的中点和体心，数目为。两者数目之比为，化学式为，A正确； B．将晶胞2的体心作为新晶胞的顶点，由棱心、体心位置转为顶点、面心位置，仍占据相应的四面体空隙，可得到晶胞3，两者只是晶胞选取方式不同，表示同一晶体，B正确； C．晶胞2中Li原子数为8、S原子数为，距S最近的Li有8个，根据原子个数比，则距Li最近的S有4个，C错误； D．立方晶胞沿体对角线投影时，体对角线两端的顶点重合于投影中心，其余6个顶点形成正六边形外轮廓；6个面心的投影形成一个更小的正六边形，全部位于外轮廓内部，D正确； 故选C。 【变式6-3】 【结合离子方程式】（2026·河南平顶山·模拟预测）下列有关电极反应式或离子方程式正确的是 A．甲烷碱性燃料电池的负极反应： B．铅酸蓄电池放电时的正极反应： C．利用覆铜板制作印刷电路板： D．将过量铁粉置于稀硝酸中： 【答案】D 【详解】A．甲烷碱性燃料电池的负极反应：，A项错误； B．铅酸蓄电池放电时的正极反应为，B项错误； C．利用覆铜板制作印刷电路板的离子方程式为，C项错误； D．将过量铁粉置于稀硝酸中，Fe最终转化为，离子方程式为，D项正确； 故选D。 方法总结 1.二次电池定义 二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。 2.铅酸蓄电池 构造示意图 总反应 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 放电 反应 负极 Pb＋SO－2e－===PbSO4 正极 PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O 充电 反应 阴极 PbSO4＋2e－===Pb＋SO 阳极 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 3.锂离子电池 总反应 Li1－xCoO2＋LixCyLiCoO2＋Cy 放电 反应 负极 LixCy－xe－===Cy＋xLi＋ 正极 Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 充电 反应 阴极 Cy＋xLi＋＋xe－=== LixCy 阳极 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 4.二次电池充电时的电极连接 (1)充电时的连接方法——正正负负 (2)充电时的电极反应式的关系——负极颠倒得阴极，正极颠倒得阳极 题型07 燃料电池及其应用 举一反三 【例7】【结合反应能量】（2025·海南·高考真题）等温等压下，  。此反应放出的热用于火力发电，能量转化效率为。下列说法错误的是 A．该反应 B．产物为时，反应放出的热量减少 C．该反应在燃料电池模式下进行，反应焓变为， D．该反应在燃料电池模式下做电功，转化效率为， 【答案】C 【详解】A．反应中气体物质的量减少（3 mol→1 mol），且生成液态水，系统混乱度降低，ΔS<0，A正确； B．生成H2O(g)时，相比H2O(l)少释放了液化潜热，故放出的热量减少，B正确； C．焓变（ΔH）是状态函数，与反应途径无关。燃料电池中反应的焓变ΔH'与原反应ΔH相等，C错误； D．燃料电池直接将化学能转化为电能，能量损失小于火力发电（需经热能→机械能→电能），故η'>η，D正确； 答案选C。 【变式7-1】【结合催化机理】（2025·广东·高考真题）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【答案】C 【详解】A．由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误； B．图a中，ⅰ到ⅱ过程为获得第一个电子的过程，根据题中信息，获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误； C．氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：，同时，反应负极每失去1个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确； D．由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误； 故选C。 【变式7-2】【结合反应方程式】（2026·四川·模拟预测）下列化学反应与对应的反应方程式不相符的是 A．甲醇-空气碱性燃料电池的负极反应： B．工业生产漂白粉的反应： C．水杨酸与乙酸酐制备乙酰水杨酸： D．泡沫灭火器灭火原理： 【答案】A 【详解】A．碱性电解质中，甲醇在负极被氧化应生成碳酸根离子（不会生成 H+），电极反应式为 ，A错误； B．工业制漂白粉是 Cl2 与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，离子方程式为Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl−+ClO−+H2O，B正确； C．水杨酸中酚羟基与乙酸酐发生酰化反应生成乙酰水杨酸和乙酸，化学方程式为，C正确； D．泡沫灭火器中铝离子与碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，离子方程式为，D正确； 故答案为A。 【变式7-3】【结合实验设计】（2026·湖北宜昌·模拟预测）下列实验设计合理的是 A．探究浓度对化学反应速率的影响 B．除去中的HCl C．提纯高锰酸钾 D．制作简易氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．与反应无明显实验现象，无法通过观察现象判断反应速率快慢，不能探究浓度对反应速率的影响，A错误； B．与饱和溶液反应会生成新杂质，且溶于水后反应生成的也会与反应消耗，除杂试剂应选饱和食盐水，B错误； C．高锰酸钾受热易分解，加热会导致高锰酸钾变质，无法实现提纯，C错误； D．先闭合，电解溶液，两石墨电极上分别生成和，再断开闭合，即可构成氢氧燃料电池，实验设计合理，D正确； 故选D。 技巧点拨 1．燃料电池定义 一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 2．氢氧燃料电池 工作原理示意图 电解质溶液 稀硫酸 KOH溶液 负极反应 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 2H2＋O2===2H2O 3.甲烷燃料电池 电解质溶液 电极反应 总反应 H2SO4溶液 负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O KOH溶液 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O 4.乙醇燃料电池 电解质溶液 电极反应 总反应 H2SO4溶液 负极：C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O C2H5OH＋ 3O2===2CO2＋3H2O　 NaOH溶液 负极：C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ C2H5OH＋3O2＋4OH－===2CO＋5H2O 5.熔融盐燃料电池 如用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物为电解质的燃料电池，CO为燃料，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，在工作过程中，电解质熔融盐的组成不变。 正极：O2＋2CO2＋4e－===2CO； 负极：2CO＋2CO－4e－===4CO2； 总反应：2CO＋O2===2CO2。 题型08 新型化学电源 举一反三 【例8】【结合新型电池】（2026·陕晋青宁卷·高考真题）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 【详解】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。 【变式8-1】【结合铝基电池】（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，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逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时，还原为，理论上需要氢原子 C．充电时，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 【答案】A 【详解】A．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：，当转移3mol电子时，消耗，同时正极区会有通过离子交换膜进行补充，净消耗1mol，故负极区游离的数目会减少，故A错误； B．氢原子将吸附在电催化剂表面的逐步还原为，还原为，由化合价变化可知，得到8mol电子，所以理论上需要氢原子，故B正确； C．充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区，故C正确； D．充电时，电池阴极反应式为，阳极反应式为，总反应为，故D正确； 答案选A。 【变式8-2】【结合二次电池】（2025·重庆·高考真题）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 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【详解】A．由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误； B．由分析可知，放电时，N电极反应为：，B错误； C．由分析可知，建立电子转移关系式：，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误； D．充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：，D正确； 故选D。 【变式8-3】【结合锂电补锂】（2025·湖北·高考真题）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 【详解】A．充电时，Li+在阴极得电子：，[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．补锂过程主要涉及Li+的迁移，不直接影响铁元素的价态，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。 方法总结 新型化学电源的突破 1.解答新型化学电源的四步骤 (1)根据题意分析元素化合价的变化，确定正、负极反应物。 (2)注意溶液酸碱性环境，书写正、负极反应式。 (3)依据原电池原理或正、负极反应式分析判断电子、离子的移向，电解质溶液的酸碱性变化。 (4)灵活应用守恒法、关系式法进行计算。 2.注意可充电电池的三事项 (1)放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 (2)充电时，可充电电池的正极连接外接电源的正极，可充电电池的负极连接外接电源的负极。 (3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断,分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 ①首先应分清电池是放电还是充电。 ②再判断出正、负极或阴、阳极。,放电：阳离子→正极，阴离子→负极；,充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。 靶向突破·分层训练 根基夯实 1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 【答案】D 【详解】A．放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以向b极迁移，A正确； B．负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B正确； C．a电极是负极，电极反应式为，C正确； D．若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误； 答案选D。 2．（2025·浙江·高考真题）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 【答案】C 【详解】A．由分析可知，电池总反应方程式为：或，充放电时有参与或生成，因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率，A正确； B．比的半径小，因此优先于通过固态电解质膜，B正确； C．放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为，C错误； D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确； 答案选C。 3．（2024·广西·高考真题）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为： C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 【答案】A 【详解】A．外电路通过1mol电子时，负极有1molNa失电子生成Na+进入右侧溶液，溶液中有1molNa+从右侧进入左侧，并与正极的Na3-xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为2mol×23g/mol=46g，A错误； B．充电时，左侧电极为阳极，Na3V2(PO4)3失电子生成Na3-xV2(PO4)3，则阳极电极反应为：，B正确 ； C．放电一段时间后，负极产生的Na+的物质的量与负极区通过隔膜进入左极区的Na+的物质的量相同，进入左极区的Na+与参加左侧正极反应的Na+的物质的量相同，所以电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，C正确 ； D．Na能与水反应，所以电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换，D正确 ； 故选 A。 4．（2024·福建·高考真题）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成，需消耗2molLi D．放电时总反应： 【答案】D 【详解】A．放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成，A错误； B．锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误； C．充电过程中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生：，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：，则每生成，同时生成2mol Li；放电过程中，消耗6mol Li，同时生成4mol LiCl，则整个充放电过程来看，理论上每生成，需消耗1mol Li，C错误； D．由分析，放电过程中，正极氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为和LiCl，负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为，D正确； 故选D。 5．（2025·湖北·高考真题）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是 A．阴极反应为 B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变 【答案】B 【详解】A．由分析可知，阴极反应为，A正确； B．已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断是吸热反应，则可推断的能量更低，比稳定，B错误； C．多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确； D．题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：和因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确； 故选B。 6．（2025·云南·高考真题）是优良的固态电解质材料，取代部分后产生空位，可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是 A．每个晶胞中个数为12 B．该晶胞在yz平面的投影为 C．取代后，该电解质的化学式为 D．若只有发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，Sc原子分布在晶胞的8个棱心和4个面心，由均摊法算出其原子个数为，由晶体的化学式可知，O原子的个数是Sc的3倍，因此，每个晶胞中O2-个数为12，A正确； B．由晶胞结构可知，该晶胞在yz平面的投影就是其前视图，B正确； C．Ce4+ 取代La3+后，Li+数目减小并产生空位，因此，根据化合价的代数和为0可知，取代后该电解质的化学式为，C错误； D．Li+与电子所带的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中内电路和外电路通过的电量相等，因此，若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等，D正确； 综上所述，本题选C。 7．（2025·安徽·高考真题）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通过。下列说法正确的是 A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 C．充电时移向惰性电极 D．充电时每转移电子，降低 【答案】C 【详解】A．放电时，会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误； B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B错误； C．充电时，向阴极移动，则向惰性电极移动，C正确； D．充电时每转移电子，会有与结合生成，但不知道电解液体积，无法计算降低了多少，D错误； 故选C。 8．（2026·广西南宁·一模）用光照充电的锌—空气电池的工作原理如图所示。光照时，光电极（空穴），驱动阴极和阳极反应。下列说法错误的是 A．放电时，向光电极迁移 B．放电时，溶液的降低 C．充电时，阳极涉及的反应有 D．充电时，空穴随光照进行而持续增多导致充电停止 【答案】D 【详解】A．放电时为原电池，阳离子向正极移动，光电极为正极，因此向光电极迁移，A正确； B．放电时总反应为，反应消耗，溶液中浓度降低，降低，B正确； C．充电时光电极为阳极，光照产生的空穴具有氧化性，可氧化生成，对应反应为，C正确； D．充电时空穴会与发生反应被消耗，不会随光照持续增多，D错误； 故本题选D。 9．（2026·广西玉林·模拟预测）普鲁士蓝可作钾电池的正极材料。该电池放电过程中，嵌入形成，工作原理如图。下列叙述正确的是 A．放电时，移动方向： B．充电时，阳极反应： C．离子交换膜主要作用是利于迁移 D．若开始时两电极质量相等，转移电子时，理论上两电极的质量差为 【答案】B 【详解】A．放电时为原电池，阳离子向正极移动，因此移动方向为，A错误； B．充电时阳极发生失电子的氧化反应，是放电时正极反应的逆过程，电极反应为，B正确； C．离子交换膜的主要作用除了利于迁移构成闭合回路外，更重要的是隔离两极活性物质，防止其直接接触发生自放电副反应，C错误； D．转移电子时，负极溶解失去，质量减少；正极嵌入，质量增加，两电极质量差为，D错误； 故选B。 10．（2026·黑龙江大庆·一模）我国科学家成功构建全球首例氢负离子型电池，工作原理如图所示。放电时，四氢铝钠（）释放，二氢化铈（）接受。下列说法不正确的是 A．放电时，电极电势 B．充电时，在阴极不断被消耗 C．放电时，电子由电极b经负载流向电极a D．充电时，电极a的电极反应为 【答案】B 【详解】A．原电池中正极电极电势高于负极，a是正极、b是负极，因此电极电势a>b，A正确； B．充电时，电极b作阴极，得电子，电极反应式为，在阴极不断生成，B错误； C．放电时，电流从正极（电极a）经外电路流向负极（电极b），与电子流向相反，由电极b经负载流向电极a，C正确； D．充电时，原正极a变为阳极，应发生氧化反应，电极a的电极反应式为，D正确； 故选B。 11．（2026·广东中山·模拟预测）磷酸亚铁锂()为锂离子电池的电极材料。工业上可用钢铁酸洗废液(主要成分为、、)作原料制备磷酸亚铁锂，其流程如图所示。 已知：开始沉淀为的pH为2.6。回答下列问题： (1)铁元素位于元素周期表的位置：_______________________。 (2)“沉铁”步骤中需要调节pH在2.0-2.5，试解释控制pH小于2.5的目的：____________________________________。 (3)“沉铁”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。 (4)“煅烧”前需要对进行脱水处理得到晶体，并在滚筒式球磨(粉碎)机中进行球磨处理，球磨前后的X射线衍射如下图所示： ①试分析球磨前后X射线吸收峰变化的原因：_____________。 ②写出隔绝空气条件下“煅烧”过程中发生反应的化学方程式：_______________。 (5)如下图磷酸亚铁锂电池的工作原理示意图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过，电池反应式为。则： ①放电时移向__________极(填“M”或“N”)。 ②充电时，N极电极反应式为_______________________________。 (6)某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间形成的，晶胞结构(底面为平行四边形)如图所示。该晶体的化学式为______________，该晶体中最近的两个碳原子核间距离为，石墨烯层间距离为，则该晶体的密度为___________ (列出计算式，用表示阿伏加德罗常数)。 【答案】(1)第四周期第Ⅷ族 (2)防止转化为沉淀 (3)1：2 (4) 球磨破坏了的晶体结构，使其表现出部分非晶体特征 (5) N (6) 【详解】（1）铁的原子序数为26，核外电子排布式为，因此位于元素周期表第四周期第Ⅷ族； （2）依据题意，若太低（<2.0）、浓度大，会与 结合成等，使 浓度太低，沉淀不完全，题目已知开始沉淀为的pH为2.6，若pH超过2.5接近2.6，会生成氢氧化铁杂质混入产物，因此控制pH小于2.5可防止转化为沉淀； （3）沉铁步骤中双氧水将废液中的氧化为，与结合生成沉淀，离子方程式为：，故氧化剂()与还原剂()之比为1：2； （4）①球磨的粉碎作用破坏了的晶体结构，使晶体颗粒细化、结晶度降低，因此原本尖锐的晶体特征衍射峰变宽变弱，呈现非晶化的漫散射形态； ②隔绝空气下草酸作为还原剂，将+3价的Fe还原为中的+2价Fe，草酸自身被氧化为，碳酸锂提供Li元素，结合电子得失守恒、原子守恒配平化学方程式为：； （5）①由题图可知，M电极材料是金属锂和碳的复合材料，放电时M电极上金属锂失去电子，发生氧化反应生成锂离子，为负极，则N电极是正极，原电池中阳离子向正极移动，因此从左侧的M电极区向右侧的N电极区移动； ②充电时原电池的正极N作阳极，发生氧化反应：失去电子，脱除生成，和总反应的充电过程匹配，电极反应式为； （6）由图可知，原子位于顶点，个数为，C原子位于面上和体内，个数为，则化学式为；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为，则底边边长为，石墨烯层间距离为，又底边为平行四边形，顶角为60°，设晶胞的密度为，晶胞质量为，晶胞体积为，结合密度公式解得。 12．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： (1)废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 (2)“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 (3)“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 (4)“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 (5)“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀，需小于________(用含a、b的代数式表示)。 (6)滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 (7)滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 【答案】(1) (2) 适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种） C（石墨） (3)+3 (4)NaOH溶液或Na2CO3溶液 (5) (6)Na2SO4 (7) 将氧化为，便于后续沉淀 铁氰化钾溶液（） 【详解】（1）磷酸铁锂电池放电时的总反应为：，正极与得电子生成，故正极的电极反应式为； （2）“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种）均可提高酸浸速率；“酸浸I”时， LiFePO4与反应生成、和，化学方程式为：；原料含石墨，石墨不与稀硫酸反应，故滤渣主要为C（石墨）； （3）再中，设Fe化合价为x，为+1价，P为+5价，O为-2价，化合价代数和为0，即，解得x=+3，即Fe为+3价； （4）流程中 “沉铝” 步骤消耗NaF，HF 与NaOH或Na2CO3反应生成的NaF可循环，故选用NaOH溶液或Na2CO3溶液； （5）反应的平衡常数表达式为，为防止Li3PO4沉淀，反应逆向进行，需满足Q>K，即，带入为，，； （6）沉锂反应的反应方程式为，则体系阳离子为Na+，阴离子为（酸浸II引入硫酸根），故除过量Na2CO3外，主要含Na2SO4； （7）沉铝产物含，Fe 为+3价，由分析知，酸浸后溶液含，H2O2作氧化剂，将氧化为，便于后续沉淀；由于与铁氰化钾溶液（）生成蓝色沉淀，故取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加铁氰化钾溶液（），若产生蓝色沉淀，则未完全氧化为，则需补加H2O2溶液。 综合进阶 1．（2026·四川·高考真题）化学与生产生活密切相关，下列应用中不涉及氧化还原反应的是 A．铁粉用于防止食品变质 B．漂白粉用于游泳池水消毒 C．表面活性剂用于油污去除 D．锂离子电池用于手机供电 【答案】C 【详解】A．铁粉具有还原性，可与食品包装内的氧气发生氧化还原反应消耗氧气，防止食品氧化变质，涉及氧化还原反应，A不符合题意； B．漂白粉消毒时利用次氯酸根的强氧化性使细菌蛋白质变性，氯元素化合价发生变化，涉及氧化还原反应，B不符合题意； C．表面活性剂去除油污是利用乳化作用，通过亲水基、亲油基将油污分散为小油滴除去，整个过程没有化合价变化，不涉及氧化还原反应，C符合题意； D．锂离子电池供电是原电池反应，通过负极氧化、正极还原的氧化还原反应实现化学能转化为电能，涉及氧化还原反应，D不符合题意； 故选C。 2．（2026·贵州·高考真题）下列离子方程式书写正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀的负极反应式： B．向苯酚钠溶液中通入少量：2 2 C．用稀硝酸溶解铜蓝(CuS)： D．向溶液中滴加过量溶液： 【答案】D 【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极Fe失电子生成，负极反应式为，A错误； B．酸性： 苯酚，根据“强酸制弱酸”的规律，无论通入的量有多少，苯酚钠和CO2反应产物均为苯酚和，不会生成，离子方程式为：，B错误； C．稀硝酸具有强氧化性，会氧化 中的，发生氧化还原反应，不会发生复分解反应生成，C错误； D．与过量反应时，、完全反应，与生成沉淀，离子方程式为： ，D正确； 故选D。 3．（2026·江西·高考真题）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 【答案】D 【详解】A．阳极是失去电子生成氧气，正确电极反应式为，A错误； B．右侧转化为，N元素化合价降低发生得电子的还原反应，故右侧为阴极，b为电源负极，a为电源正极，外电路电子只能在导线中移动，路径为b流向阴极、阳极流向a，不存在b直接流向a的路径，B错误； C．根据总反应，生成消耗，则生成 仅消耗，C错误； D．电解池通用规律为阴离子向阳极移动，阳极在装置左侧，体系中迁移的阴离子可穿过阴离子交换膜，因此从阴极区向阳极区移动，D正确； 故选D。 4．（2026·湖南·高考真题）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 【详解】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。 5．（2026·广东中山·模拟预测）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，将其与微生物电解池进行串联，可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下，所用电极均是惰性电极。 下列说法不正确的是 A．交换膜2为阳离子交换膜 B．电子由R极经导线流向N极 C．R极电极反应式： D．一段时间后，T极沉积2.07 g，溶液中减少0.02 mol 【答案】D 【详解】A．由分析可知，N电极为电池正极，电池工作时阳离子移向正极，穿过交换膜2移向N极，实现海水淡化，A正确； B．R电极为电解池阳极，发生氧化反应失去电子，N电极为电池正极，发生还原反应得电子，电子经导线由R极流向N极，B正确； C．R极为电解池阳极，失电子发生氧化生成，阳极反应式为，C正确； D．由分析可知，T电极反应式为、，由反应式可得沉积2.07 g （），转移0.02 mol电子，但同时还发生反应，电路中实际转移电子的物质的量大于0.02 mol，溶液中的减少量大于0.02 mol，D错误； 故选D。 6．（2026·贵州遵义·一模）科学家们开发出一种具有自保护功能的可聚合阻燃电解质，运用于钠离子电池中(装置如图所示)。已知：放电时，N电极的反应为。下列说法错误的是 A．该电解液采用非水溶剂 B．放电时，电解液中NaPF6浓度增大 C．充电时，N极与外接电源的正极相连 D．充电时，电路中每转移1mole-，M极减少23g 【答案】D 【详解】A．该电池的负极是合金，其中Na为活泼金属，极易与水发生反应，因此电解液不能使用水溶剂，必须采用非水溶剂，A正确； B．放电时，负极M发生反应生成，正极N反应生成，二者都进入电解液中，使得溶液中NaPF6的量增大，因此电解液中NaPF6浓度增大，B正确； C．放电时N为正极，充电时原电池的正极需要作为阳极发生氧化反应，因此N极与外接电源的正极相连，C正确； D．充电时，M极为阴极，发生还原反应，生成的Na会嵌入原本的Sn基底生成合金，M极的质量是增加的，每转移1 mol e-，会有1 mol Na嵌入合金中，M极质量增加23 g，D错误； 故选D。 7．（2026·贵州黔东南·模拟预测）二甲醚(DME)因具有含氢量高、廉价无毒等优点，被誉为“21世纪的清洁燃料”。工业上利用二甲醚催化重整制氢的反应如下： ① ② 回答下列问题： (1)计算： __________。 (2)可利用反应制取二甲醚，研究发现CO2的平衡转化率随反应温度、投料比[]的变化曲线如图一所示：    ①该反应在__________(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 ②下列说法正确的是__________。 A．恒温恒压下，充入惰性气体，CO2平衡转化率降低 B．工业上投料比越大，越有利于二甲醚的合成 C．化学平衡常数 D．500 K，投料比为2，该反应在恒容容器中达平衡时，体系压强变为原来的0.6倍 (3)恒温恒压(1000 kPa)条件下，向密闭容器中充入和进行催化重整制取H2，反应达平衡后，测得二甲醚的转化率为80%，平衡分压为40kPa，计算反应①的Kp=__________(列出计算式即可)。 (4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)，利用CO和H2合成二甲醚，反应方程式为 。相关物质的平衡转化率或选择性随的变化曲线如图二所示。该制备过程中的副产物有________________________________________(填化学式)；当为2时，最有利于二甲醚的合成，此时，反应应处于较低温度，其原因有___________________________________________。 (5)常温下，以二甲醚、空气、HCl溶液组成的燃料电池为电源，以石墨为电极电解10LNaCl溶液。 ①写出该燃料电池的负极反应式：________________________。 ②当NaCl溶液的pH变为12时，燃料电池中消耗了标准状况下______LO2(忽略溶液体积的变化)。 【答案】(1)-75 (2) 低温 AD (3) (4) 该反应为放热反应，低温有利于反应正向进行；副产物甲醇在低温下可转化为二甲醚，提高二甲醚的产率 (5) 0.56 【详解】（1）根据盖斯定律，目标反应 = 反应① - 2×反应②，因此。 （2）①该反应的正反应气体分子数减少，；由图一可知温度升高平衡转化率降低，说明正反应。根据自发反应判据，低温下才能满足，反应自发。 ②A．恒温恒压充入惰性气体，容器体积增大，相当于减压，平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动，平衡转化率降低，A正确； B．投料比过大时，过量的会稀释产物二甲醚，还会增加能耗和设备负荷，并非投料比越大越利于合成，B错误； C．该反应，温度越高平衡常数越小，m点温度低于n点，故，C错误； D．设初始投料、，总初始物质的量为3a；500K投料比为2时转化率为60%，列三段式：，可得平衡总物质的量为，恒容下压强之比等于物质的量之比，平衡压强为初始的倍，D正确； 故选AD。 （3）初始充入二甲醚和，二甲醚转化率80%，列三段式：，又，恒温恒压总压1000 kPa，则；设反应②消耗，则平衡时；解得，则、，代入反应①的压强平衡常数表达式。 （4）该反应为放热反应，低温有利于反应正向进行，提高反应物平衡转化率、提升二甲醚的选择性；副产物甲醇在低温下可转化为二甲醚，提高二甲醚的产率。 （5）①酸性介质中，二甲醚在负极失电子发生氧化反应，生成和，配平得到负极反应式：。 ②电解NaCl溶液pH=12时，，，电解反应中每生成1mol 转移1mol电子，故电路中转移电子总物质的量为0.1mol；该燃料电池正极反应为，消耗1mol 转移4mol电子，因此消耗，标准状况下体积为。 8．（2026·广西河池·一模）近年来，我国新能源汽车行业蓬勃发展，冠醚可用作锂电池电解质添加剂，提高导电性能。回答下列问题： (1)基态Li原子的电子排布式为_________。 (2)多种冠醚的空腔直径和适合粒子直径数据如下。 冠醚名称 冠醚空腔直径(pm) 适合粒子直径(pm) 12-冠-4 120~150 (152) 15-冠-5 170~220 (204) 18-冠-6 260~320 (276)、(404) ①锂离子可与哪一种冠醚__________作用生成稳定的络离子。 ②18-冠-6()可使辛烯更易被溶液氧化，其原因是___________________。 (3)锂钴复合氧化物是锂电池常用的正极材料，其晶体结构如图。 ①锂钴复合氧化物的化学式为____________。 ②该晶体的密度为___________________(列出计算式，表示阿伏加德罗常数的值)。 ③Li+在________(填“充电”或“放电”)过程中会从电解液嵌入正极材料层间，该过程会导致结构的c变小，原因是___________________________________________________________。 【答案】(1) (2) 12-冠-4 18-冠-6可与作用生成稳定的络离子，增大在辛烯中的溶解度 (3) 放电 锂离子增加，使得锂离子层与O-O层吸引力增强，克服O-O层之间的排斥使得层间距离变小 【详解】（1）是3号元素，根据构造原理，其基态原子的电子排布式为。 （2）① 冠醚识别碱金属离子的必要条件是冠醚空腔直径与离子直径适配。的直径为，与表格中12-冠-4的空腔直径（）最接近，因此可与12-冠-4生成稳定的络离子。 ② 18-冠-6的空腔直径（）与直径（）适配，能与形成稳定的络离子，起到相转移催化剂的作用，从而增大了在有机相（辛烯）中的溶解度；同时被冠醚包裹使得裸露，反应活性增强，故能使辛烯更易被氧化。 （3）① 根据均摊法，该六方晶胞中含有的原子数为，原子数为，原子数为。、、的原子个数比为，故该锂钴复合氧化物的化学式为。 ② 晶胞中含有9个，其质量；底面正六边形的面积，晶胞体积。则该晶体的密度。 ③ 锂钴复合氧化物作正极材料，在放电过程中，从负极脱出，经电解液嵌入正极材料层间发生还原反应；嵌入后，正极材料层间的锂离子数量增多，增强了锂离子层与相邻氧层（层）之间的静电吸引力，使得层间距离减小，从而导致晶胞参数变小。 1 / 47 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 原电池、化学电源 内容导航 题型精讲·举一反三 题型 01 原电池装置的判断（盐桥、构成） 题型 02 原电池的工作原理 题型 03 原电池原理的应用（氧化还原反应的速率、金属活动性的强弱） 题型 04 原电池电极和电极方程式（原电池电极判断、电极反应的书写） 题型 05 一次电池及其应用（碱性锌锰干电池、锌银电池、锂电池） 题型 06 二次电池及其应用（铅酸蓄电池、锂离子电池） 题型 07 燃料电池及其应用（氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池） 题型 08 新型化学电源 靶向突破·分层训练 题型精讲·举一反三 题型01 原电池装置的判断 举一反三 【例1】【结合实验现象】（2023·新课标卷·高考真题）根据实验操作及现象，下列结论中正确的是 选项 实验操作及现象 结论 A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强 B 取一定量样品，溶解后加入溶液，产生白色沉淀。加入浓，仍有沉淀 此样品中含有 C 将银和溶液与铜和溶液组成原电池。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 的金属性比强 D 向溴水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】【结合实验装置】（2026·广东深圳·三模）下列实验装置(省略部分夹持装置)或操作能达到实验目的的是 A．海水淡化 B．除去乙烯中的SO2 C．证明Cl2和CH4会发生取代反应 D．Cu-Fe原电池 A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】【结合材料常识】（2025·广东惠州·模拟预测）现代电子设备中常用到多种材料。下列说法错误的是 A．制作某些塑料外壳的聚苯乙烯，其单体是 B．电脑CPU芯片通常以高纯单晶硅为基础材料，单晶硅属于分子晶体 C．手机中的锂离子电池放电时，将化学能转化为电能 D．印刷电路板(PCB)常用FeCl3溶液腐蚀铜箔，该过程发生了化学变化 【变式1-3】【结合实验装置】（2026·宁夏银川·模拟预测）利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．配制草酸溶液 B．实验室快速制备氨气 C．实验室蒸馏分离和 D．Cu-Fe原电池 A．A B．B C．C D．D 技巧点拨 1．原电池的概念 原电池是将化学能转化为电能的装置。 2．盐桥及其作用 （1）成分：含KCl饱和溶液的琼胶。 （2）离子移动方向：Cl－移向负极区，K＋移向正极区。 （3）作用：将两个半电池形成通路，使氧化还原反应持续进行，并保持两溶液的电中性。 【解题通法】原电池的形成条件 1.能自发进行的氧化还原反应； 2.两个活泼性不同的能导电的电极； 3.电解质溶液或熔融电解质； 4.形成闭合回路。 题型02 原电池的工作原理 举一反三 【例2】【结合晶胞结构】（2026·广西·高考真题）某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是 A．充电前后与S距离最近的金属原子数目相同 B．晶胞2中S与S的最短距离为 C．结构1的化学式可表示为 D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体 【变式2-1】【结合反应事实】（2026·北京·高考真题）下列方程式与所给事实相符的是 A．金属钠在空气中燃烧： B．钢铁电化学析氢腐蚀：(负极)；(正极) C．实验室用大理石和盐酸反应制二氧化碳： D．电解饱和食盐水制氯气： 【变式2-2】【结合光电装置】（2026·湖北·高考真题）某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压，偏压为负时，光电极上发生还原反应。 下列说法错误的是 A．偏压为时，光电极反应为 B．每产生，右室溶液质量减少 C．偏压为时，光电极排斥以清洁表面 D．相对于恒定偏压，脉冲偏压利于提高光电极的制效率 【变式2-3】【结合液流电池】（2026·贵州·高考真题）储能技术是新能源产业发展的重要支撑。一种基于TEMPO衍生物作为正极储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图。 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．充电时，电子从电源的负极流向a极，由b极流向电源的正极 C．放电时，正极反应为 D．放电时，外电路转移2 mol电子，理论上负极区溶液质量减少71 g 知识总结 工作原理——锌­铜原电池可用简图表示 总反应离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (1)电极 ①负极：失去电子，发生氧化反应 ②正极：得到电子，发生还原反应 (2)电子定向移动方向和电流方向 ①电子从负极流出经外电路流入正极 ②电流从正极流出经外电路流入负极 (3)离子移动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动 题型03 原电池原理的应用 举一反三 【例3】【结合实验操作】（2026·浙江·高考真题）利用下列装置进行操作，不能达到实验目的的是 A．实验室制取氨 B．向容量瓶中转移溶液 C．用盐酸标准溶液滴定NaOH溶液 D．验证Zn的金属活动性强于 A．A B．B C．C D．D 【变式3-1】【结合实验方案】（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下列实验方案不能得出相应结论的是 A B 结论：金属活动性顺序为 结论：氧化性顺序为 C D 结论：甲基使苯环活化 结论：增大反应物浓度，该反应速率加快 A．A B．B C．C D．D 【变式3-2】【结合金属防腐】（2024·浙江·高考真题）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【变式3-3】【结合血糖电池】（2024·新课标卷·高考真题）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 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．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 方法总结 1、加快氧化还原反应的速率：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率 2、比较金属活动性的强弱：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) ①方法：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常见规律：电极质量较少，作负极较活泼，有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼 如：有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A＞B 题型04 原电池电极和电极方程式 举一反三 【例4】【结合双模锂电】（2026·云南·高考真题）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 【变式4-1】【结合镍氢电池】（2025·浙江·高考真题）镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是： Ni(OH)2+ M = NiOOH+ MH 已知：6NiOOH + NH3+ H2O + OH－=6Ni(OH)2+ NO2－ 下列说法正确的是 A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－ B．充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e－= MH + OH-，H2O中的H被M还原 D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 【变式4-2】【结合金属空气电池】（2026·浙江·高考真题）金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是 A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面 B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高 C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n D．在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 【变式4-3】【结合电解制气】（2025·江苏·高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是 A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑ D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2 方法总结 原电池电极判断及电极反应的书写 1．原电池电极判断 说明：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。 2．电极反应的书写 （1）一般电极反应的书写 （2）复杂电极反应的书写。复杂电极反应等于总反应减去较简单一极的电极反应。 题型05 一次电池及其应用 举一反三 【例5】【结合酸性锌锰电池】（2025·北京·高考真题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 【变式5-1】【结合碱性锌锰电池】（2025·江苏·高考真题）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 【变式5-2】【结合电化学装置】（2025·重庆彭水·模拟预测）关于下列四个电化学装置的说法正确的是 A．图I所示装置工作时，盐桥中的阳离子移向溶液 B．图Ⅱ所示电池工作时，作还原剂 C．图Ⅲ所示电池工作时，电解质溶液的pH减小 D．图Ⅳ所示装置工作时，溶液A是烧碱溶液 【变式5-3】【结合碱性锌锰电池】（2025·北京·三模）碱性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向正极方向移动 C．发生还原反应 D．锌筒发生的电极反应为 知识总结 1、碱性锌锰干电池 结构 碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，其负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液 电极反应 负极反应 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极反应 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 总反应 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 特点 比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电 2、锌银电池 电极反应 负极反应 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极反应 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 总反应 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 特点 比能量大、电压稳定、储存时间长 3、锂电池 构成 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 电极反应 总反应 4Li＋2SOCl2===4LiCl＋SO2↑＋S 负极反应 4Li－4e－===4Li＋ 正极反应 2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－ 题型06 二次电池及其应用 举一反三 【例6】【结合新能源知识】（2025·湖南·高考真题）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是 A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌 D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 【变式6-1】【结合现象与结论】（2025·山东·高考真题）（多选）由下列事实或现象能得出相应结论的是 事实或现象 结论 A 向酸性溶液中加入草酸，紫色褪去 草酸具有还原性 B 铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加 电池发生了放电反应 C 向等物质的量浓度的，混合溶液中滴加溶液，先生成白色沉淀 D 为基元反应，将盛有的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅 正反应活化能大于逆反应活化能 A．A B．B C．C D．D 【变式6-2】【结合晶胞结构】（2026·山东济南·一模）某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物的晶体结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 A．结构1钴硫化物的化学式为 B．晶胞2和晶胞3表示同一晶体晶胞 C．晶胞2中距Li最近的有8个 D．晶胞3沿体对角线方向投影，外轮廓投影图是正六边形，面心的S原子投影全落在正六边形内部 【变式6-3】 【结合离子方程式】（2026·河南平顶山·模拟预测）下列有关电极反应式或离子方程式正确的是 A．甲烷碱性燃料电池的负极反应： B．铅酸蓄电池放电时的正极反应： C．利用覆铜板制作印刷电路板： D．将过量铁粉置于稀硝酸中： 方法总结 1.二次电池定义 二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。 2.铅酸蓄电池 构造示意图 总反应 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 放电 反应 负极 Pb＋SO－2e－===PbSO4 正极 PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O 充电 反应 阴极 PbSO4＋2e－===Pb＋SO 阳极 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 3.锂离子电池 总反应 Li1－xCoO2＋LixCyLiCoO2＋Cy 放电 反应 负极 LixCy－xe－===Cy＋xLi＋ 正极 Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 充电 反应 阴极 Cy＋xLi＋＋xe－=== LixCy 阳极 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 4.二次电池充电时的电极连接 (1)充电时的连接方法——正正负负 (2)充电时的电极反应式的关系——负极颠倒得阴极，正极颠倒得阳极 题型07 燃料电池及其应用 举一反三 【例7】【结合反应能量】（2025·海南·高考真题）等温等压下，  。此反应放出的热用于火力发电，能量转化效率为。下列说法错误的是 A．该反应 B．产物为时，反应放出的热量减少 C．该反应在燃料电池模式下进行，反应焓变为， D．该反应在燃料电池模式下做电功，转化效率为， 【变式7-1】【结合催化机理】（2025·广东·高考真题）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【变式7-2】【结合反应方程式】（2026·四川·模拟预测）下列化学反应与对应的反应方程式不相符的是 A．甲醇-空气碱性燃料电池的负极反应： B．工业生产漂白粉的反应： C．水杨酸与乙酸酐制备乙酰水杨酸： D．泡沫灭火器灭火原理： 【变式7-3】【结合实验设计】（2026·湖北宜昌·模拟预测）下列实验设计合理的是 A．探究浓度对化学反应速率的影响 B．除去中的HCl C．提纯高锰酸钾 D．制作简易氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 技巧点拨 1．燃料电池定义 一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 2．氢氧燃料电池 工作原理示意图 电解质溶液 稀硫酸 KOH溶液 负极反应 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 2H2＋O2===2H2O 3.甲烷燃料电池 电解质溶液 电极反应 总反应 H2SO4溶液 负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O KOH溶液 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O 4.乙醇燃料电池 电解质溶液 电极反应 总反应 H2SO4溶液 负极：C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O C2H5OH＋ 3O2===2CO2＋3H2O　 NaOH溶液 负极：C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ C2H5OH＋3O2＋4OH－===2CO＋5H2O 5.熔融盐燃料电池 如用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物为电解质的燃料电池，CO为燃料，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，在工作过程中，电解质熔融盐的组成不变。 正极：O2＋2CO2＋4e－===2CO； 负极：2CO＋2CO－4e－===4CO2； 总反应：2CO＋O2===2CO2。 题型08 新型化学电源 举一反三 【例8】【结合新型电池】（2026·陕晋青宁卷·高考真题）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 【变式8-1】【结合铝基电池】（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，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逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时，还原为，理论上需要氢原子 C．充电时，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 【变式8-2】【结合二次电池】（2025·重庆·高考真题）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 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 【变式8-3】【结合锂电补锂】（2025·湖北·高考真题）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 方法总结 新型化学电源的突破 1.解答新型化学电源的四步骤 (1)根据题意分析元素化合价的变化，确定正、负极反应物。 (2)注意溶液酸碱性环境，书写正、负极反应式。 (3)依据原电池原理或正、负极反应式分析判断电子、离子的移向，电解质溶液的酸碱性变化。 (4)灵活应用守恒法、关系式法进行计算。 2.注意可充电电池的三事项 (1)放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 (2)充电时，可充电电池的正极连接外接电源的正极，可充电电池的负极连接外接电源的负极。 (3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断,分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 ①首先应分清电池是放电还是充电。 ②再判断出正、负极或阴、阳极。,放电：阳离子→正极，阴离子→负极；,充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。 靶向突破·分层训练 根基夯实 1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 2．（2025·浙江·高考真题）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 3．（2024·广西·高考真题）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为： C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 4．（2024·福建·高考真题）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成，需消耗2molLi D．放电时总反应： 5．（2025·湖北·高考真题）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是 A．阴极反应为 B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变 6．（2025·云南·高考真题）是优良的固态电解质材料，取代部分后产生空位，可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是 A．每个晶胞中个数为12 B．该晶胞在yz平面的投影为 C．取代后，该电解质的化学式为 D．若只有发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等 7．（2025·安徽·高考真题）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通过。下列说法正确的是 A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 C．充电时移向惰性电极 D．充电时每转移电子，降低 8．（2026·广西南宁·一模）用光照充电的锌—空气电池的工作原理如图所示。光照时，光电极（空穴），驱动阴极和阳极反应。下列说法错误的是 A．放电时，向光电极迁移 B．放电时，溶液的降低 C．充电时，阳极涉及的反应有 D．充电时，空穴随光照进行而持续增多导致充电停止 9．（2026·广西玉林·模拟预测）普鲁士蓝可作钾电池的正极材料。该电池放电过程中，嵌入形成，工作原理如图。下列叙述正确的是 A．放电时，移动方向： B．充电时，阳极反应： C．离子交换膜主要作用是利于迁移 D．若开始时两电极质量相等，转移电子时，理论上两电极的质量差为 10．（2026·黑龙江大庆·一模）我国科学家成功构建全球首例氢负离子型电池，工作原理如图所示。放电时，四氢铝钠（）释放，二氢化铈（）接受。下列说法不正确的是 A．放电时，电极电势 B．充电时，在阴极不断被消耗 C．放电时，电子由电极b经负载流向电极a D．充电时，电极a的电极反应为 11．（2026·广东中山·模拟预测）磷酸亚铁锂()为锂离子电池的电极材料。工业上可用钢铁酸洗废液(主要成分为、、)作原料制备磷酸亚铁锂，其流程如图所示。 已知：开始沉淀为的pH为2.6。回答下列问题： (1)铁元素位于元素周期表的位置：_______________________。 (2)“沉铁”步骤中需要调节pH在2.0-2.5，试解释控制pH小于2.5的目的：____________________________________。 (3)“沉铁”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。 (4)“煅烧”前需要对进行脱水处理得到晶体，并在滚筒式球磨(粉碎)机中进行球磨处理，球磨前后的X射线衍射如下图所示： ①试分析球磨前后X射线吸收峰变化的原因：_____________。 ②写出隔绝空气条件下“煅烧”过程中发生反应的化学方程式：_______________。 (5)如下图磷酸亚铁锂电池的工作原理示意图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过，电池反应式为。则： ①放电时移向__________极(填“M”或“N”)。 ②充电时，N极电极反应式为_______________________________。 (6)某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间形成的，晶胞结构(底面为平行四边形)如图所示。该晶体的化学式为______________，该晶体中最近的两个碳原子核间距离为，石墨烯层间距离为，则该晶体的密度为___________ (列出计算式，用表示阿伏加德罗常数)。 12．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： (1)废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 (2)“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 (3)“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 (4)“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 (5)“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀，需小于________(用含a、b的代数式表示)。 (6)滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 (7)滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 综合进阶 1．（2026·四川·高考真题）化学与生产生活密切相关，下列应用中不涉及氧化还原反应的是 A．铁粉用于防止食品变质 B．漂白粉用于游泳池水消毒 C．表面活性剂用于油污去除 D．锂离子电池用于手机供电 2．（2026·贵州·高考真题）下列离子方程式书写正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀的负极反应式： B．向苯酚钠溶液中通入少量：2 2 C．用稀硝酸溶解铜蓝(CuS)： D．向溶液中滴加过量溶液： 3．（2026·江西·高考真题）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 4．（2026·湖南·高考真题）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 5．（2026·广东中山·模拟预测）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，将其与微生物电解池进行串联，可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下，所用电极均是惰性电极。 下列说法不正确的是 A．交换膜2为阳离子交换膜 B．电子由R极经导线流向N极 C．R极电极反应式： D．一段时间后，T极沉积2.07 g，溶液中减少0.02 mol 6．（2026·贵州遵义·一模）科学家们开发出一种具有自保护功能的可聚合阻燃电解质，运用于钠离子电池中(装置如图所示)。已知：放电时，N电极的反应为。下列说法错误的是 A．该电解液采用非水溶剂 B．放电时，电解液中NaPF6浓度增大 C．充电时，N极与外接电源的正极相连 D．充电时，电路中每转移1mole-，M极减少23g 7．（2026·贵州黔东南·模拟预测）二甲醚(DME)因具有含氢量高、廉价无毒等优点，被誉为“21世纪的清洁燃料”。工业上利用二甲醚催化重整制氢的反应如下： ① ② 回答下列问题： (1)计算： __________。 (2)可利用反应制取二甲醚，研究发现CO2的平衡转化率随反应温度、投料比[]的变化曲线如图一所示：    ①该反应在__________(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 ②下列说法正确的是__________。 A．恒温恒压下，充入惰性气体，CO2平衡转化率降低 B．工业上投料比越大，越有利于二甲醚的合成 C．化学平衡常数 D．500 K，投料比为2，该反应在恒容容器中达平衡时，体系压强变为原来的0.6倍 (3)恒温恒压(1000 kPa)条件下，向密闭容器中充入和进行催化重整制取H2，反应达平衡后，测得二甲醚的转化率为80%，平衡分压为40kPa，计算反应①的Kp=__________(列出计算式即可)。 (4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)，利用CO和H2合成二甲醚，反应方程式为 。相关物质的平衡转化率或选择性随的变化曲线如图二所示。该制备过程中的副产物有________________________________________(填化学式)；当为2时，最有利于二甲醚的合成，此时，反应应处于较低温度，其原因有___________________________________________。 (5)常温下，以二甲醚、空气、HCl溶液组成的燃料电池为电源，以石墨为电极电解10LNaCl溶液。 ①写出该燃料电池的负极反应式：________________________。 ②当NaCl溶液的pH变为12时，燃料电池中消耗了标准状况下______LO2(忽略溶液体积的变化)。 8．（2026·广西河池·一模）近年来，我国新能源汽车行业蓬勃发展，冠醚可用作锂电池电解质添加剂，提高导电性能。回答下列问题： (1)基态Li原子的电子排布式为_________。 (2)多种冠醚的空腔直径和适合粒子直径数据如下。 冠醚名称 冠醚空腔直径(pm) 适合粒子直径(pm) 12-冠-4 120~150 (152) 15-冠-5 170~220 (204) 18-冠-6 260~320 (276)、(404) ①锂离子可与哪一种冠醚__________作用生成稳定的络离子。 ②18-冠-6()可使辛烯更易被溶液氧化，其原因是___________________。 (3)锂钴复合氧化物是锂电池常用的正极材料，其晶体结构如图。 ①锂钴复合氧化物的化学式为____________。 ②该晶体的密度为___________________(列出计算式，表示阿伏加德罗常数的值)。 ③Li+在________(填“充电”或“放电”)过程中会从电解液嵌入正极材料层间，该过程会导致结构的c变小，原因是___________________________________________________________。 1 / 47 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $