原電池、化學電源

目錄

01模擬基礎練

【題型三】原電池工作原理

【題型三】一次電池

【題型三】二次電池

【題型三】燃料電池

02重難創(chuàng)新練

03真題實戰(zhàn)練

題型一原電池工作原理

1.銀鋅電池是一種常見化學電源，其反應原理：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ago其工作示意圖如

下。下列說法不正確的是()

Zn電極工@[Agq電極

">

生"二KOH溶液

1------------J

A.Zn電極是負極

B.Ag2O電極發(fā)生還原反應

-

C.Zn電極的電極反應式：Zn-2e+2OH=Zn(OH)2

D.放電前后電解質溶液的pH保持不變

2.根據(jù)光合作用原理，設計如圖原電池裝置。下列說法正確的是)(

o

、光]2出

\\e~氏。；\e-

X/H+:H+、

f0：過氧X

早.化氫(Hqj丁

光催化劑質子交換膜金屬電極

A.a電極為原電池的正極

B.外電路電流方向是a—b

C.b電極的電極反應式為：02+2-+2H+-H2O2

D.a電極上每生成1molO2,通過質子交換膜的H卡為2mol

3.電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖所示。下列說法正確的是

A.b極的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-

B.溶液中OH-向電極b移動

C.NH3的還原產物為N2

D.電流方向：由a經外電路到b

4.下圖I、II分別是甲、乙兩組同學將反應“AsO廠+2「+2H+ASOI+I2+H2O”設計成的原電池

裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖I燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖IIB燒杯中逐滴加入適量40%

NaOH溶液。

I

下列敘述中正確的是（）

A.甲組操作時，電流計（G）指針發(fā)生偏轉

B.甲組操作時，溶液顏色變淺

C.乙組操作時，C2做正極

D.乙組操作時，Ci上發(fā)生的電極反應為b+2e-=2「

題型二一次電池

5.（2023?遼寧省錦州市高三統(tǒng)考）我國科學家設計的“海泥電池”，既可用于深海水下儀器的電源補給，

又有利于海洋環(huán)境污染治理，其中微生物代謝產物顯酸性，電池工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.A電極的電勢高于B電極

B.質子從海底沉積層通過交接面向海水層移動

C.負極的電極反應式為CH2O-4e-+H2O=CC）2+4H+

D.海水和海泥作為電解質的一部分，富含鹽分，導電性高，有利于輸出電能

6.一種鋰電池的工作原理如圖所示，正極反應被可以在正極區(qū)和氧化罐間循環(huán)流通，氧化罐中加入的

（NH4）2S2O8可以將Fe2+氧化、自身被還原為SCU%下列關于該電池的說法正確的是（）

A.電池放電時將電能轉化為化學能

B.放電時Li+由正極區(qū)移向負極區(qū)

C.放電時的負極反應為Fe3++e-=Fe?+

2+23+2

D.氧化SO42-罐中反應的離子方程式為2Fe+S2O8-=2Fe+2SO4-

7.濃差電池指電池內物質變化僅是一種物質從高濃度狀態(tài)轉變?yōu)榈蜐舛葼顟B(tài)且伴隨著吉布斯自由能轉

變成電能的過程的一類電池。濃差電池示意圖如圖所示，下列有關說法正確的是（)

1mol-L-'_j＞；：：0.2mol,L-1

CuSO”溶窺舞

C11SO4溶液

A.a極為原電池的負極

B.c為CW交換膜

C.電流計指針指向0時,兩極的CuS04溶液濃度相等

D.轉移1mol電子時，右池增重48g

8.（2024?浙江省浙江省舟山中學適應性考試）利用如圖裝置，工業(yè)上燃料燃燒產生的SO2廢氣可與。2

協(xié)同轉化為重要的化工原料。下列說法不正確的是（）

so2O2

NaOH交換膜X交換膜丫稀硫酸

溶液

A.電極A為負極，X為陰離子交換膜

B.電極B上發(fā)生的電極反應為：C）2+4e-+4H+=2七。

C.電池工作時，消耗02、SO2物質的量之比為1：1

D.電池工作段時間后，右室中電解質溶液的pH無明顯變化

9.（2024?河北省邯鄲市部分學校高三聯(lián)考）香港城市大學化學工作者首次提出了A1-N2電池（如圖），該電

池使用N2為原料，以離子液體（Al2c17--A1C14-）為電解質，既實現(xiàn)了能量的存儲，又實現(xiàn)了A1N的生產，A1N和

堿反應能產生NH3,可進一步生產氮肥。下列說法錯誤的是（）

A.A1極為負極，發(fā)生氧化反應

B.電池總反應為2A1+N2=2

C.石墨烯電極反應式為8Al2C17-+N2+6e-=2AlN+14AlC14-

D.生成標準狀況下33.6LNH3,電池中轉移3moi電子

題型三二次電池

10.（2024?浙江省金麗衢十二校高三下學期第二次聯(lián)考）鋅-空氣電池可用作電動車的動力電源。該電池

2

的電解質溶液為KOH溶液，總反應為：2Zn+O2+4OH-+2H2O=[Zn（OH）4]-0下列有關說法不正確的是（）

A.充電時，鋅連接電源負極

B.充電時，陽極反應為4OET-4eI=2H2O+ChT

C.放電時，電解質溶液中K,向正極移動

D.放電時，電路中通過2moi電子，可消耗11.2LO2

11.Li/SCh電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點，其電解質是LiBr,溶劑是碳酸丙烯酯和乙睛，

電池反應式為2Li+2sCh放電Li2s2。4。下列說法正確的是（）

A.該電池反應為可逆反應

B.放電時，Li+向負極移動

C.充電時，陰極反應式為Li++e-=Li

D.該電池的電解質溶液可以換成LiBr的水溶液

12.某種可充電聚合物鋰離子電池放電時的反應為Li1_.vCoO2+LixC6=6C+LiCoOz,其工作原理示意

圖如右。下列說法不正確的是（）

A.放電時Li*C6發(fā)生氧化反應

B.充電時，Li+通過陽離子交換膜從左向右移動

C.充電時將電池的負極與外接電源的負極相連

D.放電時，電池的正極反應為LiiCoC）2+xLi++xe-^=LiCoO2

13.一種新型鎂硫電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是)

1用電器F

o硫顆粒

石墨烯

--聚合物

A.該電池使用堿性電解質水溶液

B.充電時，電子從硫電極流出

C.使用的隔膜是陰離子交換膜

D.放電時，正極反應包括3Mg2++MgS8-6e=4MgS2

14.中國科學院深圳先進技術研究院研發(fā)出一種高性能的鈣離子電池：以溶有六氟磷酸鈣Ca（PF6）2的

碳酸酯類溶劑為電解液，放電時合金Ca7Sn6發(fā)生去合金化反應，陰離子（PF%）從石墨烯中脫嵌，進入電解質

溶液。放電時其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）

（已知：比能量為單位質量的電極放出電能的大小）

A.此高性能的鈣離子電池放電時，化學能可以全部轉化為電能

B.放電時，a電極的電極反應為Ca7Sn6-14e=7Ca2++6Sn

C.充電時，b電極接電源的負極

D.與鋰離子電池相比較，鈣離子電池具有材料儲量豐富、比能量高的優(yōu)點

15.（2024?浙江省嘉興市高三下學期二模）水系雙離子電池原理如圖所示，下列有關敘述正確的是（）

電源/用電器

A.放電時，電極a作電源的正極，Cu3（PO4）2發(fā)生氧化反應最終變?yōu)镃u

B.充電時，水系電池中，a電極附近溶液的堿性增強

C.充電時，b電極上的電極反應式為Nao.44MnC）2-xe-=Nao.44-xMn02+xNa+

D.當ImolCu3（PC>4）2完全放電時，則b電極質量減輕138g

題型四燃料電池

16.（2023?浙江省精誠聯(lián)盟高三三模）內部重整式高溫燃料電池具有良好的商業(yè)化前景，其基本工作原

理（以CH4為原料，熔融碳酸鹽為電解質）如圖所示。下列說法正確的是（）

A.b極為正極,

B.電子流向：a極—導線—b極一電解質-a極

2

C.a極電極反應為CH4-8e-+4CO3-5CO2+2H2O

D.該電池所用的隔膜一定屬于陽離子交換膜

17.一種新型中溫全瓷鐵-空氣電池，其結構如圖所示。下列有關該電池放電時的說法正確的是（）

A.a極發(fā)生氧化反應

B.正極的電極反應為FeO,v+2xe-=Fe+xO2-

C.若有22.4L（標準狀況下）空氣參與反應，則電路中有4moi電子轉移

D.鐵表面發(fā)生的反應為xH2O(g)+Fe=FeO%+xH2

18.鎂.空氣電池是一種新型燃料電池，其工作原理如圖所示。下列說法簿送的是()

A.金屬Mg電極為負極，其電勢低于空氣電極的電勢

B.電子流向：Mg電極一導線一空氣電極一電解質溶液—Mg電極

C.電池總反應為2Mg+O2+2H2(D2Mg(OH)2

D.回收后的氫氧化鎂經一系列轉化，可重新制成鎂錠循環(huán)利用

19.乙烯催化氧化成乙醛的反應可設計成如圖所示的燃料電池，能在制備乙醛的同時獲得電能，其總

反應為2CH2=CH2+O2--2CH3CHO0下列有關說法正確的是()

A.a電極發(fā)生還原反應

B.放電時，每轉移2moi電子，理論上需要消耗28g乙烯

C.b極的電極反應為O2+4e+2H2O=4OH-

D.電子移動方向：電極a一磷酸溶液一電極b

20.一種高性能的直接硼氫燃料電池如圖所示，其總反應為BH3+2O2=BO3+2H2O。該電池工作時,

下列說法正確的是(

陰離子交換膜NaOH溶液

A.電子由Pt電極經外電路、石墨電極、NaOH溶液回到Pt電極

B.負極反應式為BH7-8e-+8OH-=BO￡+6H2O

C.OH」透過陰離子交換膜向石墨電極遷移

D.外電路通過0.4mol電子時，有2.24LCh在石墨電極上參與反應

㈤2

1.（2024?浙江省強基聯(lián)盟高三聯(lián)考）己二庸［NC（CH2）（N］是合成尼龍-66的中間體。某小組利用多組

濃差電池為電源，以丙烯懵（CH2=CHCN）為原料通過電解法合成己二月青的原理示意圖如下（銅電極質量均

為100g）：

甲室乙室

下列說法不事理的是（）

A.銅電極（1）為原電池的正極，發(fā)生還原反應

B.當甲室兩電極質量差為6.4g時，理論上可生成O.lmol己二月青

C.乙室可選用陽離子交換膜，H+向左移動

D.石墨電極⑴的電極反應式為2cH2=CHCN+2H++2e=NC（CH2）4CN

2.（2024?浙江省三校高三聯(lián)考選考模擬）科學家研發(fā)了一種新型短路膜電池，利用這種電池可以消除空

氣中的CO2,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）

A.甲電極為正極，發(fā)生氧化反應

B.乙電極的電極反應式為：H2+2HCO3-+2e-=2H2O+2CO2

C.電子流向：負極—電解質—正極

D.當捕獲22.4L的CO2時，理論上轉移2moi電子

3.(2023?浙江省東陽中學高三模擬)鈉硒電池是一類以單質硒或含硒化合物為正極、金屬鈉為負極的新

型電池，具有能量密度大、導電率高、成本低等優(yōu)點。以CmxSe填充碳納米管作為正極材料的一種鈉硒電

池工作原理如圖所示，充放電過程中正極材料立方晶胞內未標出因放電產生的0價Cu原子。下列說法錯誤

的是()

A.每個Cu2JtSe晶胞中Cu2+個數(shù)為4x

B.在Na?Se晶胞結構中，Se”占據(jù)的位置是項點和面心

+

C.充分放電時，正極的電極反應式為CuzxSe+2Na+2e-=Na2Se+(2-x)Cu

D.充電時外電路中轉移Imol電子，兩極質量變化差為23g

4.光催化微生物燃料電池的工作原理如圖所示：

外加電阻

已知：電極a在光激發(fā)條件下會產生電子(e)空穴(h+)。下列說法錯誤的是()

A.電極電勢：電極a＞電極b

B.光激發(fā)時，光生電子會與02結合，光生空穴會與電極b產生的電子結合

C.電極b發(fā)生的電極反應式為(C6HHiOs)”?-7H2O=6CO2T+24H+

D.電池工作一段時間后，右側溶液pH保持不變(不考慮C02的溶解)

5.（2024?山東省泰安市高三四模）我國科學家發(fā)明了一種以KOOK和MnC>2為電極材料的新

n

型電池，其內部結構如下圖所示，其中①區(qū)、②區(qū)、③區(qū)電解質溶液的酸堿性不同。放電時，電極材料學

陰

陽

離

離

子

子

交

交b

換

a換

電

電

膜

膜

極

極

區(qū)

區(qū)

①區(qū)②③

A.放電時，電子從b電極經過導線傳導到a電極

B.放電時，a電極的電極反應式為MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O

C.充電時，③區(qū)溶液堿性增強

D.充電一段時間后，②區(qū)K2s04濃度增大

1.（2023?山東卷，11）利用熱再生氨電池可實現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、

乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是（）

CuS04低溫

溶液熱解

A.甲室Cu電極為正極

B.隔膜為陽離子膜

2+2+

C.電池總反應為：CU+4NH3=[CU（NH3）4]

D.NH3擴散到乙室將對電池電動勢產生影響

2.（2023?全國新課標卷，10）一種以V2O5和Zn為電極、Zn（CF3so3）2水溶液為電解質的電池，其示意

圖如下所示。放電時，Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxVzCMiHzO。下列說法錯誤的是（）

V2O5'ZnxV2O5MH2O

Zn電極V2O5電極

Zn(CF3so3)2水溶液

A.放電時V2O5為正極

B.放電時Zt?+由負極向正極遷移

C.充電總反應：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O

2+

D.充電陽極反應：ZnxV2O5-nH2O-2xe-=xZn+V2O5+nH2O

3.（2022?全國乙卷，12）Li-Ch電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科學

家研究了一種光照充電Li-02電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產生電子（e）和空穴（h+）,驅動陰極反應

（Li++e=Li+）和陽極反應（Li2（D2+2h+=2Li++O2）對電池進行充電。下列敘述錯誤的是（）

光

催

金

化

屬

電

鋰

極

A.充電時，電池的總反應Li2O2=2Li+C>2

B.充電效率與光照產生的電子和空穴量有關

C.放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移

D.放電時，正極發(fā)生反應O2+2Li++2e=Li2C）2

4.（2022?遼寧省選擇性考試，14）某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是)（

循環(huán)回路循環(huán)回路

+

A.放電時負極反應：Na3Ti2（PO4）3-2e-=NaTi2（PO4）3+2Na

B.放電時Cl-透過多孔活性炭電極向CC14中遷移

C.放電時每轉移1mol電子，理論上CCL吸收0.5molCL

D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大

5.（2022?山東卷，13）設計如圖裝置回收金屬鉆。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成

CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoC?2轉化為C02+,工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉移至

甲室。已知電極材料均為石墨材質，右側裝置為原電池。下列說法正確的是（）

乙酸鹽陽膜CoCl2乙酸鹽陽膜鹽酸

溶液溶液溶液

A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時間后，乙室應補充鹽酸

C.乙室電極反應式為LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-

D.若甲室Co2+減少200mg,乙室C02+增加300mg,則此時已進行過溶液轉移

6.（2021?河北選擇性考試，9）K—Ch電池結構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀片。關于該

電池，下列說法錯誤的是（）

A.隔膜允許K+通過，不允許02通過

B.放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極

C.產生lAh電量時，生成KO2的質量與消耗02的質量比值約為2.22

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

7.（2021?廣東選擇性考試，9）火星大氣中含有大量C02,一種有C02參加反應的新型全固態(tài)電池有望

為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時

A.負極上發(fā)生還原反應B.C02在正極上得電子

C.陽離子由正極移向負極D.將電能轉化為化學能

8.（2021?山東卷，10）以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH—Ch、N2H4—。2、（CH3）2NNH2—02

清潔燃料電池，下列說法正確的是（）

A.放電過程中，K+均向負極移動

B.放電過程中，KOH物質的量均減小

C.消耗等質量燃料，（CH3）2NNH2—。2燃料電池的理論放電量最大

D.消耗ImolCh時，理論上N2H4—。2燃料電池氣體產物的體積在標準狀況下為1L2L

9.（2021?浙江6月選考，22）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結構如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電

時Li+得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoCh薄膜；集流體起導電作用。下列說法不乖確的是

（）

A.充電時，集流體A與外接電源的負極相連

B.放電時，外電路通過amol電子時，LiPON薄膜電解質損失amolLi+

C.放電時，電極B為正極，反應可表示為Lii-xCoCh+xLi+xe—LiCoCh

電池總反應可表示為

D.LixSi+Lii-xCoO2二;Si+LiCoO2

原電池、化學電源

題型一原電池工作原理

1.銀鋅電池是一種常見化學電源，其反應原理：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag?其工作示意圖如

下。下列說法不正確的是()

Zn電極電極

三苴：二二拄-KOH溶液

A.Zn電極是負極

B.Ag2O電極發(fā)生還原反應

C.Zn電極的電極反應式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

D.放電前后電解質溶液的pH保持不變

【答案】D

【解析】反應中鋅失去電子，Zn電極是負極，A正確；Ag2。得到電子，發(fā)生還原反應，B正確；電解

質溶液顯堿性，Zn電極的電極反應式：Zn—2e-+2OH^=Zn(0H)2,C正確；根據(jù)方程式可知消耗水，且

產生氫氧化鋅，氫氧根濃度增大，放電后電解質溶液的pH升高，D錯誤。

2.根據(jù)光合作用原理，設計如圖原電池裝置。下列說法正確的是()

光催化劑質子交換膜金屬電極

A.a電極為原電池的正極

B.外電路電流方向是a—b

C.b電極的電極反應式為：C)2+2e-+2H+-H2O2

D.a電極上每生成1molO2,通過質子交換膜的H+為2mol

【答案】C

【解析】根據(jù)圖示可知，a電極上HzO轉化為H+和02,發(fā)生氧化反應，則a電極為原電池的負極，A

項錯誤；a電極為負極，b電極為正極，外電路電流方向應從正極到負極，即b-a,B項錯誤；根據(jù)圖示可

+

知，b電極上Ch得電子轉化為H2O2,電極反應式為：O2+2e-+2H=H2O2,C項正確；a電極上每生成1

molO?,轉移4moi電子，則通過質子交換膜的H卡為4mol,D項錯誤。

3.電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖所示。下列說法正確的是

A.b極的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-

B.溶液中OH-向電極b移動

C.NH3的還原產物為N2

D.電流方向：由a經外電路到b

【答案】A

【解析】由圖中信息可知,a電極上NH3失去電子生成N2,為負極，電極反應為2NH3-6e-+6OH=N2+6H2O；

b電極作正極，電極反應為O2+2H2O+4e=4OH-；N2為氧化產物；0任由b極移向a極；電流由b經外電路

到a。

4.下圖I、n分別是甲、乙兩組同學將反應“AsO廠+2「+2H+AsO/+I2+H2O”設計成的原電池

裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖I燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖IIB燒杯中逐滴加入適量40%

NaOH溶液。

Na3AsO3Na3AsO4

-KII2

T

下列敘述中正確的是()

A.甲組操作時，電流計(G)指針發(fā)生偏轉

B.甲組操作時，溶液顏色變淺

C.乙組操作時，C2做正極

D.乙組操作時，Ci上發(fā)生的電極反應為12+2。==2「

【答案】D

+

【解析】裝置I中的反應，AsOF+2r+2HAsOr+l2+H2O,當加入適量濃鹽酸時，平衡向右

移動，有電子轉移，但電子不會沿導線通過，所以甲組操作，電流計(G)指針不會發(fā)生偏轉，但由于12濃度

-+

增大，所以溶液顏色變深。向裝置IIB燒杯中加入NaOH溶液中，AsOF-2e+2H2O=AsOF+2H,電

子沿導線到Ci棒，L+2e--2廣，所以C2為負極，Ci為正極。

題型二一次電池

5.(2023?遼寧省錦州市高三統(tǒng)考)我國科學家設計的“海泥電池”，既可用于深海水下儀器的電源補給,

又有利于海洋環(huán)境污染治理，其中微生物代謝產物顯酸性，電池工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.A電極的電勢高于B電極

B.質子從海底沉積層通過交接面向海水層移動

C.負極的電極反應式為CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+

D.海水和海泥作為電解質的一部分，富含鹽分，導電性高，有利于輸出電能

【答案】C

【解析】由圖可知，A極物質由氧氣轉化為水，化合價降低，所以A極是正極，B極是負極。A項，A

極是正極，B極是負極，正極的電勢高于負極電勢，所以A電極的電勢高于B電極，故A正確；B項，A

極是正極，B極是負極，質子帶正電荷，放電時向正極移動，所以質子從海底沉積層通過交接面向海水層移

動，故B正確；C項，CH2O在微生物作用下與硫酸根離子反應生成CO2和HS-,并不是在負極的電極反應,

負極上HS-失去電子發(fā)生氧化反應生成硫單質，電極反應式為：HS--2e-=S；+H+,故C錯誤；D項，海水和

海泥作為電解質一部分，富含鹽分，可增強水的導電性，有利于電池電能的輸出，故D正確；故選C。

6.一種鋰電池的工作原理如圖所示，正極反應被可以在正極區(qū)和氧化罐間循環(huán)流通，氧化罐中加入的

（NH4）2S2O8可以將Fe2+氧化、自身被還原為SCU"下列關于該電池的說法正確的是（）

A.電池放電時將電能轉化為化學能

B.放電時Li+由正極區(qū)移向負極區(qū)

C.放電時的負極反應為Fe3++e-=Fe?+

2+23+2

D.氧化SO42-罐中反應的離子方程式為2Fe+S2O8-=2Fe+2SO4-

【答案】D

【解析】A項，原電池是將化學能轉化為電能的裝置，放電時將化學能轉化為電能，A錯誤；B項，

放電時原電池內部陽離子向正極移動，B錯誤；C項，放電時的負極失去電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為:

Li-e-=Li+,C錯誤；D項，氧化罐中加入的（NH4）2S2O8可以將Fe2+氧化為Fe3+,自身被還原為SO4”，反應的

2+23+2

離子方程式為：2Fe+S2O8-=2Fe+2SO4-,D正確；故選D。

7.濃差電池指電池內物質變化僅是一種物質從高濃度狀態(tài)轉變?yōu)榈蜐舛葼顟B(tài)且伴隨著吉布斯自由能轉

變成電能的過程的一類電池。濃差電池示意圖如圖所示，下列有關說法正確的是（）

ab

Cu-Cu

1mobL-1__0.2mol,L-1

C11SO4溶病C11SO4溶液

A.a極為原電池的負極

B.c為C#+交換膜

C.電流計指針指向0時，兩極的CuSO4溶液濃度相等

D.轉移1mol電子時，右池增重48g

【答案】C

【解析】左側硫酸銅溶液濃度大，所以左側電極反應為Cu2++2e=Cu,為正極，右側硫酸銅溶液濃度小，

所以右側電極反應為Cu-2e=Cu2+,為負極。根據(jù)分析可知，a極為原電池正極，A項錯誤；左側消耗CM+,

右側生成Cu2+,為了平衡電荷，左側的SO亍需遷移到右側，所以c為陰離子交換膜，B項錯誤；根據(jù)濃差

電池的定義可知，當兩室硫酸銅溶液濃度相等時，將不再產生電流，C項正確；轉移1mol電子時，右池生

2+

成0.5molCu,0.5molSOf從左側遷移到右側,所以右池增加0.5molCuSO4,質量為0.5moM60g-moE=80

g,D項錯誤。

8.（2024?浙江省浙江省舟山中學適應性考試）利用如圖裝置，工業(yè)上燃料燃燒產生的SO2廢氣可與。2

協(xié)同轉化為重要的化工原料。下列說法不正確的是（）

NaOH交換膜X交換膜丫稀硫酸

溶液

A.電極A為負極，X為陰離子交換膜

B.電極B上發(fā)生的電極反應為：O2+4e-+4H+=2氏0

C.電池工作時，消耗。2、SO2物質的量之比為1：1

D.電池工作段時間后，右室中電解質溶液的pH無明顯變化

【答案】B

【解析】A項，電極A亞硫酸根失去電子生成硫酸根離子，發(fā)生氧化反應，A為負極，陰離子OH向

+

負極移動，X為陰離子交換膜，A正確；B項，電極B上發(fā)生的電極反應為：O2+2e-+2H=H2O2,B錯誤；

C項，電池工作時，ImolSCh與OH-離子反應生成Imol亞硫酸根離子，Imol亞硫酸根離子失去2moi電子

生成硫酸根離子，ImolCh得到Imol電子生成H2O2,當轉移電子的物質的量相等時，消耗。2、SO2物質的

量之比為1：1,C正確；D項，電池工作段時間后，右室發(fā)生O2+2e-+2H+=H2O2,2mol電子轉移消耗2moiH+,

同時氫離子通過離子交換膜丫轉移2moiH+離子，溶液中氫離子濃度不變，電解質溶液的pH無明顯變化，

D正確；故選B。

9.（2024?河北省邯鄲市部分學校高三聯(lián)考）香港城市大學化學工作者首次提出了A1-N2電池（如圖），該電

池使用N2為原料，以離子液體（Al2c17--A1C14-）為電解質，既實現(xiàn)了能量的存儲，又實現(xiàn)了A1N的生產，A1N和

堿反應能產生NH3,可進一步生產氮肥。下列說法錯誤的是（）

A.A1極為負極，發(fā)生氧化反應

B.電池總反應為2A1+N2=2

C.石墨烯電極反應式為8Al2C17-+N2+6e-=2AlN+14AlC14-

D.生成標準狀況下33.6LNH3,電池中轉移3mol電子

【答案】D

【解析】A項，根據(jù)圖中原電池的結構，A1極為負極，A1極電極反應式為2A1+14Ale14-6e-=8Al2c1*

發(fā)生氧化反應，故A正確；B項，石墨烯電極為正極，正極反應式為8A12C17-+N2+6e=2AlN+l4Ale0，Al極

電極反應式為2A1+14Alel4-6e-=8Al2cb,所以電池總反應為2A1+N2=2A1N,故B正確；C項，石墨烯電極為

正極,正極發(fā)生還原反應,正極反應式為8Al2C17-+N2+6e-=2AlN+14AlC14-，故C正確;D項，標準狀況下33.6LNH3

的物質的量為A1N和堿反應產生NH3的反應離子方程式為A1N+OH-+H2O=A1O2+NH3T,生成1.5mol

氨氣消耗1.5molAlN,根據(jù)2A1+N2=2A1N,電池中轉移了4.5mol電子，故D錯誤；故選D。

題型三二次電池

10.（2024?浙江省金麗衢十二校高三下學期第二次聯(lián)考）鋅-空氣電池可用作電動車的動力電源。該電池

的電解質溶液為KOH溶液，總反應為：2Zn+Ch+4OH-+2H2O=[Zn（OH）4]\下列有關說法不正確的是（）

A.充電時，鋅連接電源負極

B.充電時，陽極反應為40H--4e-=2H2O+O2T

C.放電時，電解質溶液中K+向正極移動

D.放電時，電路中通過2moi電子，可消耗11.2LO2

【答案】D

【解析】放電時，鋅為負極，轉化為[Zn（OH）4]2\通空氣一極為正極，轉化為氫氧根離子，充電時，鋅

連接電源負極。A項，充電時，鋅連接電源負極，A正確；B項，充電時，氫氧根離子轉化為氧氣，陽極反

應為40H--4e-=2H2O+ChT，B正確；C項，放電時，電解質溶液中陽離子向正極移動，K?向正極移動，C

正確；D項，未告訴標準狀況，不可算02的體積，D錯誤；故選D。

11.Li/SCh電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點，其電解質是LiBr,溶劑是碳酸丙烯酯和乙睛，

電池反應式為2Li+2SC）2用電_Li2s2。4。下列說法正確的是（）

一充電?

A.該電池反應為可逆反應

B.放電時，Li+向負極移動

C.充電時，陰極反應式為Li++e-^=Li

D.該電池的電解質溶液可以換成LiBr的水溶液

【答案】C

【解析】電池的放電和充電是在不同的反應條件下發(fā)生的，故該電池反應不能叫可逆反應，A項錯誤。

放電時，Li引向正極移動，B項錯誤。充電時，陰極發(fā)生還原反應：口++^^=Li,C項正確。若電解質溶

液換成LiBr的水溶液，則堿金屬鋰會和水發(fā)生反應，D項錯誤。

12.某種可充電聚合物鋰離子電池放電時的反應為Li1_.vCoO2+LivC6=6C+LiCoO2,其工作原理示意

圖如右。下列說法不正確的是（）

A.放電時Li*C6發(fā)生氧化反應

B.充電時，Li+通過陽離子交換膜從左向右移動

C.充電時將電池的負極與外接電源的負極相連

D.放電時，電池的正極反應為LiiCoC）2+xLi++xe-^=LiCoC>2??

【答案】B

-+

【解析】放電時，負極：LtQ—xe-^=xLi++6C；正極：Lii-xCoO2+xe+xLi=LiCoOz

+-

充電時，陰極：xLi+6C+xe=Li,vC6；陽極：LiCoCh—^=xLi++LiiCoO2

13.一種新型鎂硫電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）

法:：:?石墨烯

\一聚合物

A.該電池使用堿性電解質水溶液

B.充電時，電子從硫電極流出

C.使用的隔膜是陰離子交換膜

D.放電時，正極反應包括3Mg2++MgS8-6e=4MgS2

【答案】B

【解析】Mg為活潑金屬，所以放電時Mg被氧化，Mg電極為負極，聚合物電極為正極。若用堿性電

解質水溶液，則負極生成的Mg2+會轉化成Mg（0H）2沉淀，降低電池效率，A項錯誤；放電時Mg電極發(fā)生

氧化反應，充電時Mg電極得電子發(fā)生還原反應，即電子從硫電極流出，流入Mg電極，B項正確；據(jù)圖可

知，Mg2+要通過隔膜移向正極參與電極反應，所以使用的隔膜是陽離子交換膜，C項錯誤；放電時為原電

池，正極發(fā)生還原反應，包括3Mg2++MgS8+6e=4MgS2,D項錯誤。

14.中國科學院深圳先進技術研究院研發(fā)出一種高性能的鈣離子電池：以溶有六氟磷酸鈣Ca（PF6）2的

碳酸酯類溶劑為電解液，放電時合金Ca7Sn6發(fā)生去合金化反應，陰離子（PF%）從石墨烯中脫嵌，進入電解質

溶液。放電時其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）

Ca’S%石墨烯

（已知：比能量為單位質量的電極放出電能的大?。?/p>

A.此高性能的鈣離子電池放電時，化學能可以全部轉化為電能

B.放電時，a電極的電極反應為Ca7Sn6-14e=7Ca2++6Sn

C.充電時，b電極接電源的負極

D.與鋰離子電池相比較，鈣離子電池具有材料儲量豐富、比能量高的優(yōu)點

【答案】B

【解析】該裝置為原電池，電池放電時，化學能除了轉變?yōu)殡娔?，還有一部分轉化為熱能，A項錯誤;

根據(jù)圖示可知，鈣離子向b電極移動，因此a電極為負極，發(fā)生氧化反應，電極反應為Ca?Sn6-14e-7Ca2++6Sn,

B項正確；b電極為原電池的正極，充電時，b電極應接電源的正極，C項錯誤；由于鈣的相對原子質量大

于鋰，所以單位質量的鈣離子電極放出電能低于鋰離子電池，鈣離子電池比能量比鋰離子電池的低，D項

錯誤。

15.（2024?浙江省嘉興市高三下學期二模）水系雙離子電池原理如圖所示，下列有關敘述正確的是（）

A.放電時，電極a作電源的正極，Cu3（PO4）2發(fā)生氧化反應最終變?yōu)镃u

B.充電時，水系電池中，a電極附近溶液的堿性增強

C.充電時，b電極上的電極反應式為Nao.44MnC）2-xe-=Nao.44-xMn02+xNa+

D.當ImolCu3（PC>4）2完全放電時，則b電極質量減輕138g

【答案】D

【解析】由圖可知，放電時為原電池，a極上Cu3（PC>4）2-Cu2O—Cu、發(fā)生得電子的還原反應，b極上

Nao.44Mn02^Nao.44-xMn02>發(fā)生失電子的氧化反應，則a極為正極、b極為負極，負極反應式為

Nao.44Mn02-xe-Nao.44-xMn02+xNa+,充電時為電解池，原電池的正負極分別與電源的正負極相接，即a極為

陽極、b極為陰極，陰陽極反應與負正極反應相反。A項，放電時為原電池，a極為正極、b極為負極，Cu3（PO4）2

發(fā)生還原反應最終變?yōu)镃u,故A錯誤；B項，充電時為電解池，a極為陽極、b極為陰極，陽極上OH-失電

子生成水，陽極附近的堿性減弱，故B錯誤；C項，充電時為電解池，a極為陽極、b極為陰極，陰極反應

式為Nao.44-xMn02+xNa++xe-=Nao.44MnC）2,故C錯誤；D項，放電時為原電池，a極上發(fā)生反應

Cu3（PO4）2-CUZOTCU,貝UlmolCu3（PO4）2完全放電時，轉移電子6mol,有6moiNa+發(fā)生遷移，則b電極質

量減輕6moix23g/mol=138g,故D正確；故選D。

題型四燃料電池

16.（2023?浙江省精誠聯(lián)盟高三三模）內部重整式高溫燃料電池具有良好的商業(yè)化前景，其基本工作原

理（以CH4為原料