考點22原電池新型電源

目錄

考情探究

1.高考真題考點分布...................................................................1

2.命題規(guī)律及備考策略.................................................................1

-2

考法01原電池的工作原理..............................................................2

考法02化學(xué)電源與新型電池............................................................6

考情探究

1.高考真題考點分布

考點內(nèi)容考點分布

2024?江蘇卷8題，3分；2024?北京卷3題，3分；2023廣東卷6題，2分；2023山東卷

原電池原理11題，4分；2022全國甲卷12題，6分；2022山東卷13題，4分；2021廣東卷9

題，2分；2021山東卷10題，2分；

2024.安徽卷11題，3分；2024?全國甲卷6題，3分；2024.河北卷13題，3分；2023

遼寧卷11題，3分；2023全國甲卷10題，6分；2022遼寧卷14題，3分；2022福建

新型二次電池

卷9題，4分；2021河北卷9題，3分；2021遼寧卷10題，3分；2021浙江1月選考

22題，2分；2021浙江6月選考22題，2分；2021湖南卷10題，3分；

燃料電池2024?全國新課標(biāo)卷6題，3分

2.命題規(guī)律及備考策略

【命題規(guī)律】

高頻考點從近幾年全國高考試題來看，原電池原理、電極反應(yīng)方程式、離子的移動方向以及定量分析轉(zhuǎn)移

電子仍是高考命題的熱點。

【備考策略】電極反應(yīng)式書寫技巧

方法一：直接書寫

方法二：間接書寫

第一步，寫出電池總反應(yīng)式。

第二步，寫出電極的正極反應(yīng)式。

第三步，負(fù)極反應(yīng)式=總反應(yīng)式一正極反應(yīng)式。

【命題預(yù)測】

預(yù)計2025年高考會以新的情境載體考查有關(guān)原電池判斷、新型電源、電極反應(yīng)方程式書寫、轉(zhuǎn)移電子定

量計算等，題目難度一般較大。

考點梳理

考法01原電池的工作原理

1.原電池概念

把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其本質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。

2.原電池的構(gòu)成條件

(1)有兩個活潑性不同的電極(常見為金屬或石墨)。

(2)將電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中。

(3)兩電極間構(gòu)成閉合回路(兩電極接觸或用導(dǎo)線連接)。

(4)能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

3.原電池的工作原理

(1)兩種裝置

如圖是Cu—Zn原電池的兩種裝置：

iXACuSO4

二三三/溶液

Zn三三拙-Cu

ZnSO,溶液CuSO」溶液

In

(2)工作原理

電極名稱負(fù)極正極

電極材料鋅片銅片

電極反應(yīng)Zn-+Cu2++2e=Cu

反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電子流向由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片

鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCI溶液，K+移向正極，cr移向負(fù)極

①連接內(nèi)電路，形成閉合回路；

鹽橋作用

②平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流

4.原電池原理的應(yīng)用

(1)比較金屬的活動性強弱:原電池中，負(fù)極一般是活動性較強的金屬，正極一般是活動性較弱的金屬(或

非金屬)。

(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率:氧化還原反應(yīng)形成原電池時，反應(yīng)速率加快。

(3)用于金屬的防護:將需要保護的金屬制品作原電池的正極而受到保護。

(4)設(shè)計制作化學(xué)電源

①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。

②根據(jù)原電池的工作原理，結(jié)合兩個半反應(yīng)，選擇正、負(fù)電極材料以及電解質(zhì)溶液。

易錯辨析

-----------II<1

請判斷下列說法的正誤(正確的打“小,錯誤的打“X”)

(1)理論上，任何氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池。()

(2)放熱反應(yīng)都可設(shè)計成原電池。()

(3)在鋅銅原電池中，因為有電子通過電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生。()

(4)兩種活動性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負(fù)極。()

(5)一般來說，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高。()

(6)實驗室制備H2時，用粗鋅(含Cu、Fe等)代替純鋅與鹽酸反應(yīng)效果更佳。()

(7)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負(fù)極()

(8)原電池工作時，溶液中的陽離子向負(fù)極移動，鹽橋中的陽離子向正極移動()

(9)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定做負(fù)極()

(10)在鋅銅原電池中，因為有電子通過電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生()

【答案】(l)x(2)x(3)x(4)x(5)4(6)4(7)x(8)x(9)x(10)x

典例引領(lǐng)

---------IK

考向01考查原電池原理及裝置分析

[例1](2024?遼寧沈陽?一模)熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如

圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCLKCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為

PbSCU+2LiCl+Ca=CaCb+U2SO4+Pb。下列有關(guān)說法不正確的是

A.負(fù)極反應(yīng)式：Ca+2Cl--2e=CaCl2

B.放電過程中，Li+向正極移動

C.每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成20.7gPb

D.常溫時，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計，指針偏轉(zhuǎn)

【答案】D

【解析】A.Ca為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Ca+2Cl-2e-=CaC12,A正確；

B.原電池中陽離子向正極移動，所以放電過程中，Li+向正極移動，B正確；

C.根據(jù)電極反應(yīng)式PbSO4+2Li++2e=Li2sCU+Pb,可知每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成0.1molPb,質(zhì)

量為20.7g,C正確；

D.常溫下，電解質(zhì)不是熔融態(tài)，離子不能移動，不能產(chǎn)生電流，因此連接電流表或檢流計，指針不偏

轉(zhuǎn)，D錯誤；故選D。

【思維建模】判斷原電池正、負(fù)極的5種方法

考向02考查原電池原理的應(yīng)用

【例2】(2024?江蘇南京?二模)M、N、P、E四種金屬，已知：?M+N2+=N+M2+；②M、P用導(dǎo)線連

接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)

2+

為E2++2e-=E,N-2e-=No則這四種金屬的還原性由強到弱的順序是（）

A.P>M>N>EB.E>N>M>P

C.P>N>M>ED.E>P>M>N

【答案】A

【解析】由①知，金屬活動性：M>N；M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸

出，說明M作原電池的正極，故金屬活動性：P>M；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負(fù)極，故金屬活動性:

N>Eo綜合可知，金屬活動性：P>M>N>E,A正確。

對點提升

---------------II<1

【對點1］（2024?廣東惠州?期末）我國科學(xué)家設(shè)計的“海泥電池”工作原理如圖所示，其中微生物代謝產(chǎn)物

顯酸性。下列說法不正確的是

A.電極A上電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2Hq

B.工作時，B電極附近pH變小

C.H+從海水層通過交接面向海底沉積層移動

D.微生物代謝反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2

【答案】C

【分析】由圖可知，A電極上氧氣得電子生成水，則A為正極，電極反應(yīng)為5+4日+4片=2比0,B電

極上HS-失電子生成S,則B電極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為HS—2e-=SJ+H+,微生物作用下發(fā)生的反應(yīng)為

+

2CH2O+SO^+H=2CO2+HS+2H2O,據(jù)此分析解答。

【解析】A.由分析可知，則A為正極，電極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2Hq,故A正確；

B.B電極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為HS—2e-=SJ+H+,則B電極附近pH變小，故B正確；

C.原電池工作時，陽離子向正極移動，則H+向海水層移動，故C錯誤；

D.微生物代謝反應(yīng)為2cH2O+SO；+H+=2CC）2+HS+2H2。中，SO?是氧化劑，CH?。是還原劑，氧化劑與

還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2,故D正確；故選C。

【對點2］（2024?江蘇宿遷?期末）有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下：

bc

實驗裝baCQa3

======—二三三三三三日.

置3」......」一二J_______

稀硫酸

CuSO4稀硫酸稀硫酸

部分實a極質(zhì)量減小；b極質(zhì)b極有氣體產(chǎn)生；c極d極溶解；c極有氣電流從a極流向d

驗現(xiàn)象量增加無變化體產(chǎn)生極

由此可判斷這四種金屬的活動性順序是

A.a>b>c>dB.b>c>d>aC.d>a>b>cD.a>b>d>c

【答案】c

【解析】第一幅圖是原電池裝置，a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加，說明a為負(fù)極，b為正極，金屬活動性

a>b；第二幅圖，b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化說明金屬活動性b>c；第三幅圖是原電池裝置，d極溶解，c

極有氣體產(chǎn)生，說明d為負(fù)極，c為正極，金屬活動性d>c；第四幅圖是原電池裝置，電流從a極流向d

極，說明d為負(fù)極，a為正極，金屬活動性d>a；綜上，這四種金屬的活動性順序是d>a>b>c,故選C。

考法02化學(xué)電源與新型電池

1.一次電池

放電后不可再充電的電池。

(1)堿性鋅鐳電池

負(fù)極：Zn+2OIT—2e-=Zn(OH)2；

正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OIT；

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。

⑵鋅銀電池

-

負(fù)極：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2;

-

正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH；

總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2A生

2.二次電池

又稱可充電電池或蓄電池，是一類放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池。

以鉛酸蓄電池為例：總反應(yīng)：

Pb+PbO2+2H2SO4充電2PbSO4+2H2Oo

放電時的反應(yīng)

負(fù)極：Pb+SOF—2e=PbSO4；

正極：PbO2+4H++SO/+2e=PbSO4+2H2。。

充電時的反應(yīng)

陰極：PbSO4+2e--Pb+SOK

+

陽極：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SOFo

3.燃料電池

一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源。

(1)氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。

種類酸性堿性

負(fù)極反應(yīng)式2H口一4晨2H2+4OIT—4屋=4e0

正極反應(yīng)式。2+4屋+4H+=2取0。2+2氏0+4屋=4OIT

電池總反應(yīng)式2H2+O2=2H2O

備注燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強的催化活性，起導(dǎo)電作用

(2)燃料電池常用的燃料

玲、CO、煙如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、腫(N2H4)等。

⑶燃料電池常用的電解質(zhì)

①酸性電解質(zhì)溶液，如H2SO4溶液；

②堿性電解質(zhì)溶液，如NaOH溶液；

③熔融氧化物；

④熔融碳酸鹽，如K2c。3等。

4.新型電池

(1)Li、Na、K、Mg、Al、Zn電池

名稱裝置圖工作原理

負(fù)極反應(yīng)：Li-e-------------Li+

司正極反應(yīng)物為S8，產(chǎn)物為Li2s4、Li2s2，

++

正極反應(yīng)：S8+4e+4Li------------2Li2s4、S8+8e+8Li

4L12O2；

鋰電池卜..；國小'②正極反應(yīng)物為CO2，產(chǎn)物為C+Li2co3，

?1—*q.uti.

止極反應(yīng)：3co2+4e+4Li2Li2cCh+C；

③正極反應(yīng)物為。2，產(chǎn)物為Li2。、U2O2，

++

正極反應(yīng)：O2+4e+4Li-------------2Li2O>O2+2e+2Li

Li2O2

負(fù)極反應(yīng)：Na—e=Na+

鈉電池『,正極反應(yīng)物為S”產(chǎn)物為NazSx，

I二正極反應(yīng)：Sx+2e「+2Na+-Na2sx

負(fù)極反應(yīng)：K一良=K+

鉀電池|正極反應(yīng)物為。2，產(chǎn)物為KC)2，

…，一’'正極反應(yīng)：。2+/+K+；KO2

負(fù)極反應(yīng)：Mg~2e-+2OH-；Mg(0H)2

鎂電池

正極反應(yīng)：282+2屋CzO：

負(fù)極反應(yīng)：Al—3屋+4OIT[A1(OH)4「(或Al—3屋

Al3+)

鋁電池

離子導(dǎo)體為鹽溶液鼻性)，1E極反應(yīng)物為S,于物為HzS,

—RK-J

正極反應(yīng)：3s+61+2Al3++6H2O------------3H2ST+2Al(OH)3

2-

負(fù)極反應(yīng)：Zn-2e^+4OH[Zn(OH)4]

鋅電池正極反應(yīng)物為CCh，產(chǎn)物為CH3coOH,

+

正極反應(yīng)：2cCh+8屋+8H=CH3COOH+2H2O

(2)鋰離子電池

名稱

裝置圖工作原理

-+

負(fù)極反應(yīng)：LiC-xe-=xLi++6C、LiC6-e^^^=Li+6C

@

rLi.tco

d

離

子ILi.rNi

ILi.MI正極反應(yīng)：、-

BB二lrLii-xCoO2+xe-+xLi,-LiCoO?Lii-%NiO2+xe+xLi

LiM.Feno,

股

也M)pWo

E-rx+

LiNiO2>LiiMnCh+xe-+xLi+=LiMnCh、LiiAFePO4

+xe-+xLi+—LiFePC)4、Lii-rMniOi+xe-+xLi+=LiMmCh

易錯辨析

----------IK

請判斷下列說法的正誤(正確的打“Y”，錯誤的打“X”)

(1)堿性鋅錦干電池是一次電池，其中MnCh是催化劑，可使鋅錦干電池的比能量更高。()

(2)鉛酸蓄電池在放電過程中，負(fù)極質(zhì)量減小，正極質(zhì)量增加。()

(3)可充電電池中的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)互為可逆反應(yīng)。()

(4)可充電電池充電時，電池的正極應(yīng)連接外接電源的負(fù)極。()

⑸鋰碘電池的電極反應(yīng)為2Li(s)+L(s)=2LiI(s),則碘電極作該電池的正極。()

(6)燃料電池工作時燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能。()

(7)太陽能電池不屬于原電池()

(8)手機、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池()

(9)鉛蓄電池放電時，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加()

(10)燃料電池是一種高效、環(huán)保的新型化學(xué)電源()

【答案】(l)x(2)x(3)x(4)x(5)d(6)x(7)4(8)x(9)4(10)A/

典例引領(lǐng)

----------IK

考向01考查二次電源裝置

【例1】（2024.江蘇徐州.一模）鉛酸蓄電池的示意圖如圖所示。下列說法正確的是（）

H2soi卡普;:狙

A.放電時，N為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為PbO2+SOr+4H++2e--PbSO4+2H2。

B.放電時，c（H2so4）不變，兩極的質(zhì)量增加

-

C.充電時，陽極反應(yīng)式為PbSO4+2e=Pb+SOF

D.充電時，若N連電源正極，則該極生成PbCh

【答案】D

【解析】放電時，是原電池，N作正極，A不正確；放電時，正、負(fù)極均消耗硫酸，c（H2so，減小，B不

正確；充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為PbSO4-2b+2H2O=PbO2+SOT+4H+,C不正確；充

電時，若N連電源正極，則該極為陽極，電極反應(yīng)產(chǎn)物為PbCh，D正確。

【思維建模】二次電池的充放電規(guī)律

（1）充電時電極的連接：充電的目的是使電池恢復(fù)其供電能力，因此負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連以獲得電子，

可簡記為負(fù)接負(fù)后做陰極，正接正后做陽極。

（2）工作時的電極反應(yīng)式：同一電極上的電極反應(yīng)式，在充電與放電時，形式上恰好是相反的；同一電極周圍

的溶液，充電與放電時pH的變化趨勢也恰好相反。

考向02考查燃料電池

【例2】（2024?河北?三模）MCFC（熔融碳酸鹽燃料電池，裝置如圖所示）以多孔陶瓷基質(zhì)中懸浮的熔融碳

酸鹽作為電解質(zhì)，甲烷水蒸氣催化重整反應(yīng)產(chǎn)生的混合氣丫由兩種常見的可燃性氣體組成。下列說法錯誤

的是

A.負(fù)極的電極反應(yīng)式之一為H2-2e+CO^=H2O+CO2

B.裝置甲中放置堿石灰，除去電極反應(yīng)中產(chǎn)生的水和二氧化碳

C.電池工作時，電子由電極A經(jīng)負(fù)載流向電極B,CO：由電極B移向電極A

D.長期高溫條件下工作，會發(fā)生腐蝕和滲漏，從而降低電池的壽命

【答案】B

【分析】甲烷水蒸氣催化重整反應(yīng)產(chǎn)生的混合氣丫由兩種常見的可燃性氣體組成，說明這兩種氣體為co

和H2，因此電極A為負(fù)極，電極B為正極。

【解析】A.負(fù)極的電極反應(yīng)式之一為H2-2e-+CO，=H2O+CC）2,A項正確；

B.裝置甲的作用是干燥二氧化碳，在正極參與電極反應(yīng)，循環(huán)利用，B項錯誤；

C.電極A為負(fù)極，電池工作時，電子由電極A流向電極B,COj在電極B生成，在電極A消耗，所以

coj由電極B移向電極A,C項正確；

D.多孔陶瓷基質(zhì)與碳酸鈉在高溫下反應(yīng)，因此長期高溫條件下工作，會發(fā)生腐蝕和滲漏，D項正確；

故選B。

【思維建模】燃料電池電極反應(yīng)式的書寫（以氫氧燃料電池為例）

⑴注意介質(zhì)環(huán)境

rH2-2e'=2H*（酸作介質(zhì)）

H2+2OH--2e-=2H2O（堿作介質(zhì)）

廠Hi+Ol2e-=H2O（熔融金屬氧化物作介質(zhì)）

〔H2+COi"-2e-=H2O+CO2（熔融碳酸鹽作介質(zhì)）

+

「O2+4H+4e-=2H2。（酸作介質(zhì)）

_[^1（OrF2H2O+4e-=4OH-（堿作介質(zhì)）

但「’0升4『=20/熔融金屬氧化物作介質(zhì)）

IO2+2C（）2+4e-=2COi"（熔融碳酸鹽作介質(zhì)）

⑵掌握書寫程序

負(fù)極反應(yīng)式：符合“還原劑-“e—氧化產(chǎn)物”

列物質(zhì);的形式

寫式子7正極反應(yīng)式：符合“氧化劑+"e—還原產(chǎn)物

的形式

；檢查是否符合原子守恒、電荷守恒、得失

!電子守恒。

：酸性介質(zhì)：多余的“0"，加"H"'轉(zhuǎn)化

；為H：（）,不能出現(xiàn)OH，。

看環(huán)境若是堿性介質(zhì):多余的“0”加“HQ”轉(zhuǎn)

—

配守恒化為0H.不能出現(xiàn)H。；若是在熔融態(tài)電

解質(zhì)中進行的反應(yīng)，則可添加熔融態(tài)電解

質(zhì)中的相應(yīng)離子。

兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證

兩式力11（對于較復(fù)雜的電極反應(yīng)，某一極反應(yīng)式

驗總式可用總反應(yīng)式減去較簡單一極的電極反應(yīng)

式得到）

考向03考查新型化學(xué)電源

【例3】（2024?陜西?模擬預(yù)測）近期我國科學(xué)家報道了一種低成本高儲能液流電池，其工作原理如下圖。

下列說法中錯誤的是

離子交換膜

A.電極M為正極

B.離子交換膜應(yīng)選用陽離子交換膜

+

C.電極N上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)為Na1+xTi2(POj-尤已=NaTi2(PO4)3+xNa

D.理論上N電極質(zhì)量減少23g,電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為NA

【答案】B

【解析】A.由濃稀溶液變化分析可知電極M為正極，碘單質(zhì)在M極上發(fā)生反應(yīng)得電子生成I'A項正

確；

B.離子交換膜應(yīng)選用陰離子交換膜，使正極區(qū)生成的r向負(fù)極區(qū)移動，B項錯誤；

C.根據(jù)電極反應(yīng)原理判斷負(fù)極(電極N)上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為

NaTi-xe+

i+x2=NaTi2(POA\+xNa,C項正確；

D.根據(jù)得失電子守恒可知理論上N電極質(zhì)量減少23g,即生成Na+lmol,電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為

NA，D項正確；本題選B。

【思維建模】

1.解答新型化學(xué)電源題目的方法

⑴根據(jù)總反應(yīng)方程式分析元素化合價的變化，確定正、負(fù)極反應(yīng)物。

⑵注意溶液酸堿性環(huán)境，書寫正、負(fù)極反應(yīng)式。

⑶依據(jù)原電池原理或正、負(fù)極反應(yīng)式分析判斷電子、離子的移向，電解質(zhì)溶液的酸堿性變化。

(4)靈活應(yīng)用守恒法、關(guān)系式法進行計算。

2.解答可充電電池題目的思路

一定

T放電——原電池；充電——電解池

裝置類型

0

二判放電時的正極為充電時的陽極，放

電極名稱電時的負(fù)極為充電時的陰極

3

放電時的正極反應(yīng)顛倒過來為充電

三寫

時的陽極反應(yīng)；放電時的負(fù)極反應(yīng)

電極反應(yīng)式

顛倒過來為充電時的陰極反應(yīng)

離子由生成一極向消耗一極移動；

四看區(qū)域pH變化：OH-生成區(qū)，H+消

離子移動耗區(qū)，pH增大；OPT消耗區(qū)，H+

生成區(qū)，pH減小

對點提升

------------II4

【對點1］（2024?湖南?二模）利用下圖所示裝置可合成己二晴［NCXCH/CN］。充電時生成己二睛，放電

時生成其中a、b是互為反置的雙極膜，雙極膜中的會解離出H+和OH-向兩極移動。下列說法

錯誤的是

A.放電時，N極的電勢低于M極的電勢

B.放電時，雙極膜中OH-向N極移動

C.充電時，N極的電極反應(yīng)式為2cH2=CHCN+2e-+2H+=NC（CHl4CN

D.若充電時制得ImolNCXCHz為CN,則放電時需生成Imol。?，才能使左室溶液恢復(fù)至初始狀態(tài)

【答案】D

【解析】A.放電時N極為負(fù)極，M極為正極，M極電勢高，故A正確；

B.放電時，雙極膜OH-向負(fù)極N極移動，B正確；

+

C.充電時陰極反應(yīng)：2CH2=CHCN+2e-+2H-NC（CH2）4CN,C正確；

D.充電時制得ImolNCCHJCN,轉(zhuǎn)移2moi電子，有2moiOH-移入左室，放電時負(fù)極反應(yīng)：

+

2H2O-4e-=O2T+4H,放電時生成Imol。2，轉(zhuǎn)移4moi電子，有4moiH*移入左室，則不能使左室恢復(fù)

至初始狀態(tài)，D錯誤。故選D。

【對點2］（2024?安徽?三模）某沉積物-微生物燃料電池可以把含硫廢渣（硫元素的主要存在形式為FeS?）回

收處理并利用，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

)tl?,CO2

用

電

f

A.電子的移動方向：碳棒bf用電器-＞碳棒a

+

B.碳棒b上S生成SO：的電極反應(yīng)式：S-6e-+4H2O=SOt+8H

C.每生成ImolSOj,理論上消耗33.6L（）2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

D.工作一段時間后溶液酸性增強，氧硫化菌失去活性，電池效率降低

【答案】C

【分析】燃料電極為原電池，根據(jù)圖中反應(yīng)可知二硫化亞鐵在碳棒b的表面反應(yīng)生成硫單質(zhì)，而后生成硫

酸根，因此碳棒b為負(fù)極，生成水的碳棒a是正極，據(jù)此作答。

【解析】A.碳棒b上發(fā)生氧化反應(yīng)，碳棒b為原電池的負(fù)極，碳棒a為原電池的正極，在外電路，電子從

負(fù)極移動到正極，A項正確；

+

B.碳棒b上（負(fù)極）S生成SO；一的電極反應(yīng)式：S-6e+4H2O=SOt+8H,B項正確；

C.負(fù)極上每生成ImolSOj,電路中轉(zhuǎn)移7moi電子，理論上消耗39.2LC）2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），C項錯誤；

D.根據(jù)負(fù)極的電極反應(yīng)可以判斷，工作一段時間后，生成了H,S。,，酸性增強，氧硫化菌失去活性，電

池效率降低，D項正確；

故選C。

【對點3］（2024?浙江?聯(lián)考）一種新型短路膜電池分離CO?裝置如下圖所示。

下列說法不正確的是

A.短路膜既能傳遞陰離子，也能傳遞電子

B.電池工作過程中，正極pH增大，工作結(jié)束后，短路膜中pH減小

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每分離出224mLe。2,進出短路膜前后空氣的體積差為448mL

D.空氣（含C02）的流速越快，C0z的去除率不一定越高

【答案】C

【分析】由圖可知，七通入極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e=2H+,H+與HCO］反應(yīng)生成CO2,。2通入極為

正極，正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH\CO2和OH反應(yīng)生成CO；,CO；移向負(fù)極與H+結(jié)合生成

HCO-,據(jù)此分析解答。

【解析】A.由圖可知，短路膜中存在電子運動，和常見的離子交換膜不同，它既能傳遞陰離子，還可以

傳遞電子，故A正確；

B.電池工作過程中，正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH\故正極pH增大，總反應(yīng)為02+2凡=21<2。，水

增多，CO：濃度減小，故工作結(jié)束后，短路膜中pH減小，故B正確；

C.正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH,CO2和OH反應(yīng)生成CO；,反應(yīng)式為COz+ZOH=COj+HQ,則可

得關(guān)系式?4OH?2co2，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每分離出224mLe。2，即O.OlmolCCh,會消耗0.005molC）2,

則進出短路膜前后空氣的體積差為（0.01+0.005）molx22.4L/mol=0.336L=336mL,故C錯誤；

D.空氣（含CO。）的流速越快，不利于氫氧根離子與二氧化碳的反應(yīng)，則CO?的去除率不一定越高，故D

正確；故選C。

好題沖關(guān)

基礎(chǔ)過關(guān)

-----------1|<

1.（2024?山東德州?模擬）可充電Na-CCh電池具有CCh固定/利用和能量存儲的雙重功能而被認(rèn)為是解決

能源危機和溫室效應(yīng)的有效途徑。Na-CCh電池工作原理如下圖所示，中間為Na+交換膜。

下列說法正確的是

A.為了提高NaFSI基電解液流動性，可選用水溶液

B.電流從Na電極經(jīng)電解液流向CO2電極

C.當(dāng)處理8.8CO2時，理論上有0.4molNaY經(jīng)交換膜移向Na電極

D.放電時總反應(yīng)方程式為CO?+2Na+H+=HCOO+2Na

【答案】B

【分析】根據(jù)示意圖可知，Na為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Na-，=Na+,正極上CO2得電子變?yōu)镠COOH,電極

+

反應(yīng)式為：CO2+2e+2H=HCOOH,Na+經(jīng)交換膜移向正極；

【解析】A.Na-CO?電池中，以Na作為負(fù)極，鈉能與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，故A錯誤；

B.二氧化碳參與電極為正極，電流從正極經(jīng)外電路流向負(fù)極，再從負(fù)極經(jīng)電解液流回正極，故B正確；

C.CO2參與電極反應(yīng)式CC）2+2e-+2H+=HCOOH,當(dāng)消耗0.2mol二氧化碳時，轉(zhuǎn)移的電子為0.4mol,

理論上有0.4molNa+經(jīng)交換膜移向正極，故C錯誤；

D.甲酸屬于弱酸，不能拆，因此放電時總反應(yīng)方程式為CC）2+2Na+2H+=HCOOH+2Na+,故D錯誤。

答案選B。

2.（2024?湖南岳陽?期中）我國科學(xué)工作者在化學(xué)頂尖期刊《AngewandteChemieInternationalEdition》上

報道了一種以偶氮基（-N=N-）為可逆氧化還原活性中心的新型偶氮苯類水系有機液流電池。其放電工

作原理如圖所示：

下列說法正確的是

A.放電時，左側(cè)為陰極區(qū)

B.偶氮苯類形成離子類微粒有助于溶于水

C.放電時，［Fe（CN為廣由右向左移

D.充電時，X極電極反應(yīng)式為：

+

NH3

。

+卜

+2e-+2H—?N-(

。

【答案】B

【解析】A.放電時，丫極的Fe由+2價轉(zhuǎn)化為+3價，失電子，所以丫是負(fù)極，X是正極，A錯誤；

B.形成的離子類化合物比有機物較易溶于水，B正確；

C.中間膜是鈉離子交換膜，只能通過鈉離子，C錯誤；

D.放電時，X是正極，所以充電時，X為陽極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，D錯誤；

故選D。

3.（2024?遼寧遼陽?二模）香港城市大學(xué)、中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院和深圳大學(xué)合作，證明了TiO：

納米片在酸性條件下具有本征差的析氫活性，展現(xiàn)出快速選擇性地將硝酸根離子還原為氨的催化性能。下

列有關(guān)裝置放電過程（如圖所示）的敘述錯誤的是

A.電子由a極經(jīng)用電器流向b極

B.a極為負(fù)極，b極發(fā)生還原反應(yīng)

C.b極上的電極反應(yīng)式為NO；+8e-+6H2O=NH3T+9OH「

D.a極質(zhì)量減少2.60g時，雙極膜中有0.08molH+向a極區(qū)遷移

【答案】D

【分析】a極上Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成ZM+,a極為負(fù)極，b極上硝酸根離子發(fā)生得電子的還原

反應(yīng)轉(zhuǎn)化成NH3,b極為正極。

【解析】A.放電時，電子由負(fù)極（a極）經(jīng)用電器流向正極（b極），A項正確；

B.根據(jù)分析，a極為負(fù)極，b極為正極，b極上NC>3發(fā)生還原反應(yīng)，B項正確；

C.b極上硝酸根離子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成NH3,電極反應(yīng)式為NO[+8e-+6H2O=NH3T+9OH-,C項正確；

D.a極電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,a極減少Zn的物質(zhì)的量為.要?=0.04mol,電路中通過電子物質(zhì)的

量為0.08mol,b極電極反應(yīng)式為NC）3+8e-+6H2ONH3T+9OH,雙極膜中有0.08molOH-向a極區(qū)遷移，D

項錯誤；

答案選D。

4.（2024?四川成都.三模）某研究所構(gòu)建了Zn-CCh新型二次電池，為減少CCh的排放和實現(xiàn)能源的開發(fā)利

用提供了新的研究方向，該電池以Zn和多孔Pd納米片為兩極材料，以KOH和NaCl溶液為電解液，工

作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

雙極膜

A.b極電勢高于a極

B.當(dāng)雙極膜中離解1molH2O時，外電路轉(zhuǎn)移2moi電子

-

C.放電時，總反應(yīng)為：Zn+C02+20H-+2H2O=Zn（OH）"+HCOOH

D.充電時，雙極膜中OH-移向b極，H+移向a極

【答案】B

【分析】本題主要考查原電池和電解原理，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)及電解

原理是解題關(guān)鍵。由圖示信息可知，放電時b極為正極，a極為負(fù)極，放電總反應(yīng)為

2

Zn+CO2+2OH+2H2O=Zn（OH）4+HCOOH,據(jù)止匕回答。

【解析】A.由圖示信息可知，放電時b極為正極，a極為負(fù)極，b極電勢高于a極，故A正確；

B.當(dāng)雙極膜中離解ImolJhO時，外電路轉(zhuǎn)移Imol電子，故B錯誤；

2

C.放電時，總反應(yīng)為：Zn+CO2+2OH+2H2O=Zn（OH）4-+HCOOH,故C正確；

D.充電時，雙極膜中OH-移向b極（陽極），H+移向a極（陰極），故D正確；

故選B。

5.（2024?山西大同?模擬預(yù)測）氫氧燃料電池在航天領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某氫氧燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示，反

應(yīng)生成的水可作為航天員的飲用水。下列說法錯誤的是

A.X極為燃料電池的負(fù)極，該極通入的氣體是H?

B.丫電極上的電極反應(yīng)式為5+4-+2H2。=4（汨-

C.每消耗11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H2,有0.5mol。可移向X極

D.燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%

【答案】C

【分析】X極為電子流出的一極，為燃料電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，該極通入的氣體是H?,電極反應(yīng)

為：H2+2OH--2e-=2H2O,則丫電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e「+2H=4OIT。

【解析】A.根據(jù)分析知，X極為燃料電池的負(fù)極，該極通入的氣體是H?,A正確；

B.根據(jù)分析知，丫電極上的電極反應(yīng)式為。2+4「+2HQ=4OH-,B正確；

C.每消耗11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H2,即0.5mol氫氣，轉(zhuǎn)移Imol電子，則有ImolOtT移向X極，C錯誤;

D.燃料電池工作時，只有大部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以能量轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%,D正確；

故選Co

6.（2024?湖南長沙?模擬預(yù)測）一種NO—空氣酸性燃料電池的工作原理如圖所示。電池工作時，下列說法

正確的是

A.由通過質(zhì)子交換膜從右側(cè)向左側(cè)多孔石墨棒移動

B.若產(chǎn)生ImolHNOs，則理論上需通入II.2LO2。

C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為NO-3e-+2H2ONO3+4H+

D.電子的流動方向為從負(fù)極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向正極

【答案】C

【分析】燃料電池通空氣的一極發(fā)生還原反應(yīng)，此電極為正極，所以右邊的多孔石墨棒為正極、左邊的多

孔石墨棒為負(fù)極。

【解析】A.陽離子H+通過質(zhì)子交換膜向正極定向移動，即從左側(cè)向右側(cè)多孔石墨棒移動，故A錯誤；

B.題中未明確交代是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，所以無法計算產(chǎn)生ImolHNOs，理論上需通入氧氣的體積，故B錯

誤；

C.負(fù)極為NO發(fā)生氧化反應(yīng)生成硝酸，其電極反應(yīng)式為NO-3U+2H2O=NO!+4H+,故C正確；

D.電子的流動方向應(yīng)從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流入正極，電子不經(jīng)過電解質(zhì)溶液，故D錯誤；

故答案為：Co

7.（2024?湖北,三模）鹽酸羥胺（NH20H.HC1）是一種常見的還原劑和顯像劑，工業(yè)可采用如下電化學(xué)方法

制備。裝置和正極反應(yīng)機理如下圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是

氫

離

子

交

換

膜

含F(xiàn)e的電極Pt電極

A.X為H+,丫為NH3OH+

B.含F(xiàn)e電極起到導(dǎo)電和催化的作用

+

C.Pt電極上的反應(yīng)：H2+2e-=2H

D.消耗ImolNO,有3molH+通過交換膜

【答案】C

【分析】由圖可知，含鐵的催化電極為原電池的正極，鹽酸作用下一氧化氮在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)

生成鹽酸羥胺，電極反應(yīng)式為NO+3e-+4H+=NH3OH+,鉗電極為負(fù)極，氫氣在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)

生成氫離子，電極反應(yīng)式為H2-2e=2H+,原電池工作時氫離子通過氫離子交換膜由負(fù)極區(qū)進入正極區(qū)。

【解析】A.丫為反應(yīng)機理最終產(chǎn)物，故丫為鹽酸羥胺的陽離子，分析正極反應(yīng)機理，結(jié)合元素守恒可以

判斷X為氫離子，A正確；

B.Fe電極為正極，導(dǎo)電，同時根據(jù)反應(yīng)機理可知，鐵起著催化劑的作用，故含F(xiàn)e電極起到導(dǎo)電和催化的

作用，B正確；

C.由分析，箱電極為負(fù)極，氫分子失去電子生成氫離子，正確的電極反應(yīng)式為H2-2e=2H+,C錯誤；

D.根據(jù)分析中正極電極反應(yīng)式，消耗ImolNO,外電流有3moi電子轉(zhuǎn)移，同時有3moiH+通過交換膜，

D正確；

故選Co

8.（2024.河北?模擬預(yù)測）我國在光電催化一化學(xué)耦合煙氣脫硫并進行能量轉(zhuǎn)化的研究中取得重大突破，

其工作原理如圖所示。下列說法正確的是

----------------1=1_0---------1

多孔電號I11質(zhì)子琴膜131崔化電極

3+

、/rFeySO2H2JB/

“+人SO；H+>B

Fe2（S0J溶液|H2sO”溶液|

A.負(fù)極的電極反應(yīng)為SO2+2Hq-2e-=SO：+4H+

B.右室中H2SO4溶液的濃度基本保持不變

C.每吸收ImolSCh,理論上裝置的總質(zhì)量增加64g

D.電子由光催化電極通過導(dǎo)線流向多孔電極

【答案】B

【分析】由題干裝置圖示信息可知，多孔電極上發(fā)生Fe2+e=Fe3+,發(fā)生氧化反應(yīng)，故該電極為負(fù)極，然后

再發(fā)生2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++SO：,光催化電極上發(fā)生2H++2e=H2T，發(fā)生還原反應(yīng)，則該電極為

正極，負(fù)極室產(chǎn)生的H+經(jīng)質(zhì)子交換膜移向正極室，據(jù)此分析解題。

【解析】A.由分析可知，負(fù)極的電極反應(yīng)為Fe2+-e=Fe3+,而不是SO?+2應(yīng)。-2片=SO=+4H+,A錯

誤；

B.由分析可知，右室中即光催化電極上發(fā)生2H++2e-=H2f,根據(jù)電荷守恒可知，每消耗2moiH+則有

2moiH+從左室經(jīng)質(zhì)子交換膜進入右室，故右室中H2sCU溶液的濃度基本保持不變，B正確；

C.由分析可知，根據(jù)電荷守恒可知，每吸收ImolSCh,將產(chǎn)生2gH2,即理論上裝置的總質(zhì)量增加64-

2=62g,C錯誤；

D.由分析可知，多孔電極為負(fù)極，光催化電極為正，故電子由負(fù)極即多孔電極通過導(dǎo)線流向正極即光催

化電極，D錯誤；

故答案為：Bo

9.（2024.四川成都.模擬預(yù)測）鈣鈦礦太陽能電池被稱為第三代太陽能電池，圖一是鈣鈦礦太陽能電池的

工作示意圖，圖二是該電池作電源電解酸性硫酸銘溶液獲取銘單質(zhì)和硫酸的工作示意圖。下列說法錯誤的

是

A.C電極接鈣鈦礦太陽能電池的B極

+

B.D電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2。-4e-=O2T+4H

C.圖二中的離子交換膜I為質(zhì)子交換膜，II為陰離子交換膜

D.當(dāng)太陽能電池有9moi電子轉(zhuǎn)移時，Cr棒上增重的質(zhì)量為156g

【答案】C

【分析】據(jù)鈣鈦礦太陽能電池的工作原理圖可知，電子從B極流出，說