2025年高考化學(xué)總復(fù)習(xí)：新型電源

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量變化

第4講新型電源

較旅，◎?砧

課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接

2023全國(guó)乙，T12；2022廣

1.認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)東,T16；2022湖南，T8；

際意義及其重要應(yīng)用。2022全國(guó)甲，T10；2022全

2.能分析、解釋原電池的工作原國(guó)乙,T12；2021河北，證據(jù)推理與模型認(rèn)

理，能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。T9、T16；2021年6月浙知：能分析識(shí)別復(fù)雜

3.能列舉常見(jiàn)的化學(xué)電源，并能利新型電源江，T22；2021湖南，T10；的實(shí)際電池；能利用

用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原2021遼寧，T10；2021福電化學(xué)原理創(chuàng)造性地

理。建,T9；2020天津，T11；解決實(shí)際問(wèn)題

4.學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)：制作簡(jiǎn)單的燃料2020上海，T2；2020全國(guó)

電池I,T12；2019天津，T6；

2019全國(guó)I,T12

1.近年高考常結(jié)合電池科技前沿，如能量密度高的液流電池、安全

性能高的石墨烯鋰電池、燃料電池（微生物燃料電池、有機(jī)物燃

料電池等）、金屬一空氣電池等考查原電池的工作原理及其應(yīng)

用、二次電池的充放電過(guò)程及相關(guān)計(jì)算等。

命題分析預(yù)測(cè)

2.2025年高考要關(guān)注：（1）新型有機(jī)物燃料電池。有機(jī)物與電化

學(xué)結(jié)合既體現(xiàn)模塊知識(shí)的綜合性，又考查考生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)

解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（2）航空航天領(lǐng)域、電動(dòng)車領(lǐng)域的新型電

池

知識(shí)導(dǎo)圖

h.K電池的I：作軍用

信或金口電漁卜

ALZn電池的「什足

考點(diǎn)新型電源

:教材幫:讀透教材融會(huì)貫通

知識(shí)整合教材讀厚I

l.Li、Na、K、Mg、Al、Zn電池

名稱裝置圖工作原理

負(fù)極反應(yīng)：”］Li—晨^=口+

①正極反應(yīng)物為S8，產(chǎn)物為L(zhǎng)i2s4、Li2s2，正極反應(yīng)：⑵Ss+4e-+

4Li+^2Li?S4、58+8廉+8口+^4社2s2；

鋰電池②正極反應(yīng)物為CO2，產(chǎn)物為C+Li2co3，正極反應(yīng)：⑶3CC>2+4e

■Jr-

------TT---------、…心一+4Li+^2Li2cO3+C；

?艙??廠?'FI

③正極反應(yīng)物為O2，產(chǎn)物為L(zhǎng)i?。、Li2O2,正極反應(yīng)：［41O2+4e-

++

+4Li—2Li2O>O2+2e-+2Li=Li2O2

負(fù)極反應(yīng)：⑸Na—b=^=Na+

鈉電池正極反應(yīng)物為Sx，產(chǎn)物為NazSx，正極反應(yīng)：⑹S、+2e―2Na+

1H

￡1J--------

?=Na?Sx

負(fù)極反應(yīng)：⑺K—^^=K,

鉀電池正極反應(yīng)物為O2，產(chǎn)物為KCh，正極反應(yīng)：［81Qo+e+K4

)

??0■:^=KC2

■^―J6.負(fù)極反應(yīng)：191M4—2屋+2O1T(OH)2

鎂電池T4

?*z4

正極反應(yīng)：[10]2CO2+2e——C24—

i----------r----------

負(fù)極反應(yīng)：[11]Al—31+40IT^/Al(OH)4「(或Al—3e一

+)

鋁電池

寸47比??\「

71*H*離子導(dǎo)體為鹽溶液(中性)，正極反應(yīng)物為S,產(chǎn)物為H2S,正極反

應(yīng)：［12］3s+6/+2Al3++6H?O^3H2ST+2Al(OH)3

負(fù)極反應(yīng)：[13]Zn—2e-+4OH--「Zn(OH)"-

tq

鋅電池正極反應(yīng)物為CO2，產(chǎn)物為CH3coOH,正極反應(yīng)：[1412CO2+8e-

■辦(。明^FHCOOH

_____LUClhCOOH

雙力

攵膜LCH3cH20H+8H+^=CH3coOH+2H2O

2.鋰離子電池

名稱裝置圖工作原理

負(fù)極反應(yīng)：”5]Li、C6一冊(cè)――xLi++6C、LiCe-b-Li++6c

鋰離子正極反應(yīng)：[16]Lii—xCoCh+xe—+xLi+^=LiCoC)2、Li—aNiCh+尤1+xLi

電池一^=LiNiC>2、Lii-xMnO2+xe-+xLi+^=LiMnC)2、LiiFePCU+xe—+xLi

=LiFePC>4、Lii—sMnQd+xe—+xLi'^=LiMn2O4

3.燃料電池

名稱裝置圖工作原理

負(fù)極反應(yīng)：[17]CO—2e-+40H-^CO二+2%0、CHL8屋+10011

CO'。廠+比、廠+比、一

CH4070CH3OH—6e+8OH^(2060CH30cH3

燃料CZH

電池玳加…112—+160IT2c0〉+11氏0、C6Hl2。6-245+360^6c0廠+

[]24H2O、NH2NH2-4e-+4OH-^^N2T+4H2O

正極反應(yīng)：[18]。2+4屋+2H2O^4OH-

負(fù)極反應(yīng)：1191CH3coOH—8e-+2H?O^2CO2T+8H+、CGHWOG一

)2

%。24屋+6H9^=682T+24由

質(zhì)子交換膜正極反應(yīng)：［20］。2+4屋+4小^2H2。

注意燃料電池負(fù)極反應(yīng)式書寫的難點(diǎn)是有機(jī)物化合價(jià)的分析，可以用“化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為

零”法，來(lái)分析碳元素的化合價(jià)，且只需要分析發(fā)生化合價(jià)變化的碳原子。如CH3cH3中碳元素的化合價(jià)

為一3,CH30cH3中碳元素的化合價(jià)為一2。

照I帙帶1瑟1教材讀活I(lǐng)

L手機(jī)、電腦的鋰電池是一次電池還是二次電池？

二次電池

2.相同質(zhì)量的物質(zhì)失去電子數(shù)越多，其能量密度越大，則Li、Na、Mg、Al的能量密度由大到小的順序?yàn)開(kāi)

Li>Al>Mg>Na。

3.已知鋰電池的正極反應(yīng)物和產(chǎn)物，寫出其正極反應(yīng)。

(1)正極反應(yīng)物為Bi,產(chǎn)物為L(zhǎng)isBi,則正極反應(yīng)為Bi+3e-+3Li+^Li3Bi。

(2)正極反應(yīng)物為FeS,產(chǎn)物為Fe、Li2S,則正極反應(yīng)為FeS+2e-+2Li+^Fe+Li2s。

4.02作為原電池的正極反應(yīng)物時(shí)，其電極反應(yīng)在不同的介質(zhì)中有不同的寫法。

(1)強(qiáng)酸作介質(zhì)：O2+4e-+4H+^=2H?C)。

(2)強(qiáng)堿作介質(zhì)：O?+4e+2比0^40匕。

(3)導(dǎo)。2—固體作介質(zhì)：02+45^=202—。

(4)熔融碳酸鹽作介質(zhì)，同時(shí)通入。2與CO?：。2+4廣+2co2^2CO廠。

(5)熔融硝酸鹽作介質(zhì)，同時(shí)通入。2與N2O5：02+4屋+2N2C>5^4NO；。

(6)除此之外還可能生成0；一(過(guò)氧根離子)、0』(超氧根離子)，其電極反應(yīng)分別為02+2院

O—_一

^=0?、Ch+e^^0］。

5.銀器皿長(zhǎng)期放置表面變黑(Ag2S),可將其放置于盛有飽和食鹽水的鋁制盆中，一段時(shí)間后銀器變銀白

色，其負(fù)極反應(yīng)式為A1—3屋+3HzO^Al(OH)3+34，正極反應(yīng)式為人&處+2屋+2H+^2Ag

+H2ST(或其他合理答案)

<---------------------F高考幫）研透高考明確方向------------------------------

命題點(diǎn)1鋰電池的工作原理及應(yīng)用

1.[2021遼寧]如圖，某液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬間化合物L(fēng)isBi。下列說(shuō)法正確的是（B）

一不?<修/

A.放電時(shí)，M電極反應(yīng)為Ni—2e~——=Ni2+

B.放電時(shí)，Li+由M電極向N電極移動(dòng)

C.充電時(shí)，M電極的質(zhì)量減小

D.充電時(shí)，N電極反應(yīng)為L(zhǎng)i3Bi+3e-^3Li++Bi

解析結(jié)合該電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬間化合物L(fēng)isBi,可知M極為負(fù)極，N極為正極。

lt+成也Lie

、，收37,寸■■

—養(yǎng)J

±4ri0?n.?u

結(jié)合上述分析可知，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陽(yáng)離子從負(fù)極向正極方向移動(dòng)，即Li+由M電極向N電極移動(dòng)，

B項(xiàng)正確；充電時(shí)M電極為陰極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i++1-Li,電極質(zhì)量增加，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)N電極

為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i3Bi—3e-^3Li++Bi,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

技巧點(diǎn)撥

鋰電池的放電、充電電極反應(yīng)及離子移動(dòng)情況

員械：Li-r=lJ,**,la**r-^=U

伍極：M**c..Li"一―陽(yáng)極:

HM

命題點(diǎn)2金屬一空氣電池

2.[2021河北]K—Ch電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說(shuō)法錯(cuò)誤

的是（D）

A.隔膜允許K+通過(guò)，不允許02通過(guò)

B.放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽(yáng)極

C.產(chǎn)生1Ah電量時(shí)，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)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(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

解析

放電時(shí).電設(shè)粕導(dǎo)

@曜電力的勤僵］卜（I

KF毀時(shí).正…。…

6-.電H用2的正鍛相連晶推力陽(yáng)耀

?M與O.反應(yīng).隔“允訃K'通過(guò).不允冷。JAM

由上述分析知，A、B項(xiàng)正確；由氧原子守恒可知，生成的KCh和消耗的。2的質(zhì)量比為71：32仁2.22,C

項(xiàng)正確；鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)為2PbSO4+2H2O^Pb+PbO2+2H2SO4,消耗1mol水，轉(zhuǎn)移1mol

電子，而K—Ch電池中，消耗0.1mol（3.9g）K,轉(zhuǎn)移0.1mol電子，由轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可知，鉛酸蓄電

池消耗的水為0.1mol,即消耗1.8g水，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

命題點(diǎn)3鋰離子電池的工作原理

3.［2021浙江］某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時(shí)Li+得電子成為

Li嵌入該薄膜材料中；電極B為L(zhǎng)iCoCh薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說(shuō)法不正確的是（B）

A.充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí)，外電路通過(guò)amol電子時(shí)，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi+

C.放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為L(zhǎng)iirCoO2+xLi++xe-^LiCoO2

放電

D.電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)ixSi+LiiCoO%>Si++CoC）2

充電

解析由充電時(shí)Li卡得電子成為L(zhǎng)i嵌入電極A的薄膜材料中可知，充電時(shí)電極A為陰極，則該電池放電

時(shí)，電極A為負(fù)極，電極B為正極，電極反應(yīng)為

電極電極反應(yīng)

負(fù)極（電極A）Li%Si~xe~^=xLi++Si

Li1—xCoCh+xLi++xe=

正極（電極B）=LiCoO2

充電時(shí)電極A為陰極，則集流體A應(yīng)和外接電源負(fù)極相連，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，外電路中通過(guò)amol電子

時(shí)，負(fù)極（電極A）生成的amolLi+通過(guò)LiPON薄膜電解質(zhì)轉(zhuǎn)移至電極B,LiPON薄膜電解質(zhì)并未損失

Li+,B項(xiàng)錯(cuò)誤；由上述分析知，C項(xiàng)正確；結(jié)合正極和負(fù)極反應(yīng)式可寫出電池總反應(yīng)為L(zhǎng)ixSi+Lii—

放電

xCoO2=iSi+LiCoO2,D項(xiàng)正確。

充電

命題點(diǎn)4原電池與海水淡化

4.［山東高考］微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)

現(xiàn)海水淡化。現(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3co0一的溶液

為例）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（B）

+

A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO~+2H2O-8屋2co2T+7H

B.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5g

D,電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1

解析結(jié)合圖示可知放電時(shí)的電極反應(yīng)如下：

根據(jù)上述分析可知，A項(xiàng)正確；為實(shí)現(xiàn)海水淡化，該電池工作時(shí)，C「向a極移動(dòng)，Na+向b極移動(dòng)，即隔

膜1為陰離子交換膜，隔膜2為陽(yáng)離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，向a極和b極分別移

動(dòng)1molC「和1molNa+,則模擬海水理論上可除鹽58.5g,C項(xiàng)正確；電池工作時(shí)負(fù)極產(chǎn)生CCh,正極產(chǎn)

生H2,根據(jù)得失電子守恒可知，一段時(shí)間后，正極和負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1,D項(xiàng)正確。

（-----------------------------；遷移應(yīng)用/開(kāi)索葬------------------------------------->

素養(yǎng)9科學(xué)探究思想一一揭秘航天器電源技術(shù)

命題特點(diǎn)：液流電池、鋰離子電池、蓄電池等，情境、裝置?？汲Ｐ隆ｋ姌O名稱一電極反應(yīng)式（同一電極

有多個(gè)電極反應(yīng)）一雙極膜、交換膜―總反應(yīng)式-電能利用率等。

［情境素材!

1.人類航天活動(dòng)中應(yīng)用過(guò)的電源主要包括一次化學(xué)電源、太陽(yáng)能電池、化學(xué)蓄電池、燃料電池、核能熱電

系統(tǒng)等，這些電源占世界航天電源應(yīng)用綜合的比例分別為太陽(yáng)能電池陣蓄電池組電源系統(tǒng)90%；化學(xué)電池

5%；燃料電池3%；核能發(fā)電則占2%。

2.神舟飛船中的電池

「返回艙一銀鋅蓄電池組

軌道艙）太陽(yáng)能電池陣一銀鎘蓄

神舟飛船《推進(jìn)艙j電池組系統(tǒng)

I附加段

［情境應(yīng)用）

1.［鎮(zhèn)鎘蓄電池］神舟飛船中的軌道艙和推進(jìn)艙使用的電源系統(tǒng)為太陽(yáng)能電池陣一鎮(zhèn)鎘蓄電池組系統(tǒng)，饃鎘蓄

放電

電池工作原理如下：Cd+2NiOOH+2H?O<Cd(OH)2+2Ni(OH)2,通過(guò)充、放電過(guò)程，滿足飛

充電

船在光照區(qū)和陰影區(qū)交替飛行時(shí)對(duì)能量?jī)?chǔ)存和供給的需要。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)

A.飛船進(jìn)入光照區(qū)，還原反應(yīng)為Cd(OH)2+2^^Cd+2OJT

B.太陽(yáng)能電池陣經(jīng)過(guò)“太陽(yáng)能一化學(xué)能一電能”為蓄電池充電

C.銀鎘蓄電池宜采用陰離子交換膜，電池放電時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)

D.飛船進(jìn)入陰影區(qū)，鎮(zhèn)鎘蓄電池放電，放電時(shí)正極附近溶液pH升高

解析鍥鎘電池放電時(shí)，Cd發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Cd(OH)2,作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Cd—2e「+20H

一^Cd(OH)2,NiOOH發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成Ni(OH)2,作正極，正極反應(yīng)為NiOOH+屋+

H2O^Ni(OH)2+OH，放電時(shí)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；充電時(shí)為電解池，陽(yáng)極反應(yīng)為Ni(OH)2

+OH-e=NiOOH+H20,陰極反應(yīng)為Cd(OH)2+2。^Cd+20H,飛船進(jìn)入光照區(qū)為蓄電池充

--

電，充電時(shí)為電解池，陰極發(fā)生的還原反應(yīng)為Cd(OH)2+2e^Cd+2OH,A項(xiàng)正確；當(dāng)飛船進(jìn)入光

照區(qū)時(shí)，太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為銀鎘蓄電池充電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由正、

負(fù)極反應(yīng)知，放電時(shí)，OIT向負(fù)極移動(dòng)參與負(fù)極反應(yīng)，故鍥鎘蓄電池宜采用陰離子交換膜，C項(xiàng)正確；飛

船進(jìn)入陰影區(qū)，錦鎘蓄電池放電，正極反應(yīng)為NiOOH+e-+H2O^Ni(OH)2+OH-,故放電時(shí)正極附

近溶液pH升高，D項(xiàng)正確。

2.［銀鋅電池］［海南高考改編］微型銀一鋅電池可用作電子儀器的電源，其電極分別是Ag/Ag2。和Zn,電解

液為KOH溶液。電池總反應(yīng)為Ag2O+Zn+H2O^2Ag+Zn(0H)2,下列說(shuō)法正確的是(C)

A.電池工作過(guò)程中，KOH溶液濃度降低

B.電池工作過(guò)程中，電解液中OH一向正極遷移

C.負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn+2OJT—^Zn(OH)2

+-

D.正極發(fā)生反應(yīng)Ag2O+2H+2e-2Ag+H20

解析根據(jù)電池總反應(yīng)：Ag2O+Zn+H2?=2Ag+Zn(OH)2,可知電池工作過(guò)程中，水不斷被消耗，

則氫氧化鉀溶液的濃度升高，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陰離子向負(fù)極遷移，即OIF向負(fù)極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根

據(jù)總反應(yīng)可知Zn生成Zn(OH)2,結(jié)合電解液為KOH溶液可判斷C項(xiàng)正確；電解液為KOH溶液，電極

反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+,正極反應(yīng)式應(yīng)為Ag2O+H2O+2e^^2Ag+2OH,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.［微生物燃料電池］某微生物燃料電池在廢水處理和新能源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，其工作原理如圖

所示。下列說(shuō)法正確的是(B)

A.電極電勢(shì)a<b,電極b上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.HS」在硫氧化菌作用下發(fā)生反應(yīng)：H$一+4H2。一8^+9H+

C.若該電池外電路有0.4mol電子通過(guò)，則有0.45molH卡遷移到b極

D.該燃料電池在高溫下進(jìn)行效率更高

解析Ch在電極b上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖知，HS」在負(fù)極上失去電子轉(zhuǎn)化為

SO：，B項(xiàng)正確；電路中通過(guò)的電子與通過(guò)質(zhì)子交換膜的H+量相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤；高溫會(huì)導(dǎo)致兩種菌失

活，反應(yīng)變慢，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

1.［室溫鈉一硫電池］［2023全國(guó)乙］室溫鈉一硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室

溫鈉一硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪哇膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖

維素紙作為另一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：

js8+e--|S：-舞-+e--S：2Na++肅一+2(1一?屋一Na2sx

下列敘述錯(cuò)誤的是（A）

A.充電時(shí)Na卡從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a-b

C.放電時(shí)正極反應(yīng)為2用++98+2屋一>Na2sx

o

D.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能

解析

放電時(shí)，作負(fù)極，Na-e_^^=Na+

充電時(shí)，作陰極，Na++e-^=Na

鈉電極

b

IX

放電時(shí)，作正極，2Na++^S8+2e-=Na,S,

充電時(shí)，作陽(yáng)極，Na2s,-2e-=2Na++qS；

充電時(shí)，陽(yáng)離子Na卡應(yīng)向陰極鈉電極遷移，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，Na失去的電子經(jīng)外電路流向正極，即電子流

向是a—b,B正確；將題給硫電極發(fā)生的反應(yīng)依次標(biāo)號(hào)為①②③，由'X①+土義②+③可得正極總反應(yīng)，

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C正確；炭化纖維素紙具有良好的導(dǎo)電性，D正確。

2.［新型“可呼吸式”鍥鋅電池］［2023山東濰坊模擬改編］中國(guó)科學(xué)家試驗(yàn)成功了一種新型的“可呼吸式”保

鋅電池（Ni—ZnAB）,充電時(shí)產(chǎn)生氧氣，放電時(shí)吸收氧氣，顯著提高銀鋅電池的能量效率和穩(wěn)定性，電

池工作原理如圖。下列說(shuō)法正確的是（C）

A.該電池為非水系電解質(zhì)溶液

B.放電時(shí)，正極存在一個(gè)電極反應(yīng)

C.充電時(shí)，陰極反應(yīng)式：［Zn（OH）4］2「+21^Zn+4OJT

D.放電時(shí)，負(fù)極質(zhì)量減少65g,則正極消耗氧氣11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

解析由題圖和題意知，該電池放電時(shí)負(fù)極上Zn轉(zhuǎn)化為［Zn（OH）4］^,正極上。2轉(zhuǎn)化為OH，NiOOH

轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2,有OJT參與反應(yīng)，為水系電解質(zhì)溶液，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)正極上。2轉(zhuǎn)化為OIT、

NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2,存在兩個(gè)電極反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)的陰極反應(yīng)為放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)的逆反

應(yīng)，則陰極反應(yīng)為［Zn（OH）4產(chǎn)一+2^^Zn+4OH,C項(xiàng)正確；放電時(shí)，負(fù)極質(zhì)量減少65g,即消耗1

molZn,則轉(zhuǎn)移2moi電子，由于正極上存在兩個(gè)電極反應(yīng)，故正極消耗的氧氣少于11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀

況），D項(xiàng)錯(cuò)誤。

（--------------,練習(xí)幫）練透好題精準(zhǔn)分層-----------------------------、

1.［新型全固態(tài)電池］［2021廣東］火星大氣中含有大量CO2,一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火

星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)（B）

A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.CCh在正極上得電子

C.陽(yáng)離子由正極移向負(fù)極D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

解析根據(jù)題中信息可知該Na—CCh電池中Na為負(fù)極，碳納米管為正極，負(fù)極上金屬鈉失去電子發(fā)生氧

化反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；CCh在正極碳納米管上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成單質(zhì)碳，B項(xiàng)正確；原電池工作時(shí)，

陽(yáng)離子從負(fù)極向正極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.［熔融鈉一硫電池］［天津高考］熔融鈉一硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電池反應(yīng)

放電

為2Na+;cS=Na2sx（x=5?3,難溶于熔融硫）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）

充電

A.Na2s4的電子式為Na+［：S：S：S：S：］2-Na+

B.放電時(shí)正極反應(yīng)為xS+2Na++2e-^Na2sx

C.Na和Na2sx分別為電池的負(fù)極和正極

D.該電池是以Na—0—AbCh為隔膜的二次電池

解析Na2s4的S：一中硫原子間以非極性鍵結(jié)合，每個(gè)硫原子最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)正確；放

電時(shí)正極上S發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為xS+2Na++2e-^NazSx,B項(xiàng)正確；熔融鈉為負(fù)極，熔融硫

（含碳粉）為正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，D項(xiàng)正確。

3.［光催化鈉離子二次電池］［2024陜西安康名校聯(lián)考］天津大學(xué)在光催化鈉離子二次電池的應(yīng)用研究中取得重

大進(jìn)展。該電池工作原理如圖所示，光催化電極能在太陽(yáng)光下實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行充電。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

（A）

A.充電時(shí)，電子從石墨電極流出通過(guò)導(dǎo)線流向光催化電極

B.放電時(shí)，石墨電極的電極反應(yīng)式為4s2--^S；一

C.離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜

D.放電時(shí)，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少23g

解析由題干信息結(jié)合圖給信息，充電時(shí)，石墨電極得到電子，電子從光催化電極流出，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電

時(shí)，石墨電極的電極反應(yīng)式為4s2一一6^^S：一,B項(xiàng)正確；放電時(shí)，石墨電極為負(fù)極，光催化電極為正

極，為維持電荷守恒，左室Na卡透過(guò)離子交換膜移向右室，則離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，放電時(shí)當(dāng)外電

路轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，1molNa*從左室遷移到右室，離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少23g,C、D項(xiàng)

正確。

4.［新型Li-Mg雙離子可充電電池］［2023廣州測(cè)試］新型Li-Mg雙離子可充電電池是一種高效、低成本的

儲(chǔ)能電池，其工作原理如圖所示。放電時(shí)電極a的反應(yīng)為L(zhǎng)ii-xFePC）4+xLi++xe—^=LiFePC>4。下列說(shuō)法

不正確的是（C）

I-------------------------------1

MgJLi+透過(guò)膜》電極a

■含Li2s0,、Li2so4

『MgSO,溶液水溶液

in

A.充電時(shí)，Mg電極為陰極

B.放電時(shí)，Li+從I室向II室遷移

C.放電時(shí)，II室LizSCU溶液的濃度增大

D.放電時(shí)，每消耗ImolMg,電極a質(zhì)量理論上增加14g

解析根據(jù)放電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng)知，電極a為正極，Mg電極為負(fù)極。

電極電極反應(yīng)

放電負(fù)極（Mg電極）Mg—2e~1Mg2+

（原電池）正極（電極a）Lii—%FePC)4+xLi+xe^^=LiFePO4

充電陰極（Mg電極）Mg2++2e~Mg

（電解池）陽(yáng)極（電極a）LiFePC)4—xe=Lii—xFePC)4+%Li

由上述分析知，充電時(shí)Mg電極為陰極，A項(xiàng)正確；放電時(shí)Li+向正極（電極a）移動(dòng)，則Li+從I室向II

室遷移，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，Li卡從I室向H室遷移，SO：一不參與電極反應(yīng)，II室Li2s。4溶液的濃度不

變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；每消耗1molMg,電路中通過(guò)21noi電子，根據(jù)放電時(shí)電極a的反應(yīng)，知電極a增加的質(zhì)

量為2moiLi+的質(zhì)量，即增重14g,D項(xiàng)正確。

5.［海底燃料電池］［2024湖北黃石二中測(cè)試改編］一種由石墨電極制成的海底燃料電池的裝置如圖所示。下

列說(shuō)法正確的是（C）

A.向a極遷移的是OIF

B.大塊沉積物中的鐵元素均顯+2價(jià)

-2+

C.b極上FeS2轉(zhuǎn)化為S的電極反應(yīng)式為FeS2-2e^Fe+2S

D.微生物作用下S循環(huán)生成的SO：一和HS-的物質(zhì)的量之比為1：5

解析A項(xiàng)，由題圖知，a極上。2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，故a極為海底燃料電池的正極，電極反應(yīng)式為

-+

O2+4e+4H^2H2O,向正極（a極）遷移的是H+而不是OH,錯(cuò)誤。B項(xiàng)，大塊沉積物中的FeOOH

中的鐵元素顯+3價(jià)，錯(cuò)誤。C項(xiàng)，b極上FeS?中一1價(jià)S元素失去電子被氧化為S單質(zhì)的電極反應(yīng)式為

微生物

2+

FeS2-2e"^Fe+2S,正確。D項(xiàng)，由題圖可知S循環(huán)的反應(yīng)為4S+4H2。==-SO7+3HS—5H

+,n（SO：）：n（HS"）=1：3,錯(cuò)誤。

臼能力?I二曲工

6.［2024江西九校聯(lián)考］我國(guó)科研人員將單獨(dú)脫除SO2的反應(yīng)與H2O2的制備反應(yīng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)協(xié)同轉(zhuǎn)化。

①單獨(dú)制備H2O2：2H2O+O2^2H2O2A//>0O

-

②單獨(dú)脫除SO2：4OH+2SO2+O2^2SO4+2H2O,能自發(fā)進(jìn)行。

協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖（在電場(chǎng)作用下，雙極膜中間層的H2O解離為OIF和H+,并向兩極遷移）。下列分析

不正確的是（D）

A.反應(yīng)②釋放的能量可以用于反應(yīng)①

B.產(chǎn)生H2O2的電極反應(yīng)：。2+2屋+2H+^H2（）2

C.反應(yīng)過(guò)程中不需補(bǔ)加稀H2s。4

D.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：SO2+02+2H2O^H2O2+H2SO4

解析單獨(dú)脫除SC）2的反應(yīng)是靖減反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的AH<0,該裝置中反應(yīng)②釋放的能量可

以用于反應(yīng)①，A項(xiàng)正確；產(chǎn)生H2O2的電極室中電解液呈酸性，故電極反應(yīng)為O2+2L+2H+—H2O2,

B項(xiàng)正確；反應(yīng)過(guò)程中，雙極膜中H2O不斷解離產(chǎn)生H+移向正極，故反應(yīng)過(guò)程中不需補(bǔ)加稀H2so4,C項(xiàng)

正確；在負(fù)極室電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，不可能大量存在H+,故協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)是SO2+O2+2OH-

-

^S04+H2O2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

7.［鋁胺電池］［2023湖南師大附中考試］一種鋁胺電池的工作原理如圖所示。己知Ph3N代表三苯基胺，下列

說(shuō)法正確的是（B）

-+

A.放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為Ph3N—e^=Ph3N

B.充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為4A：12cl7+3e^^Al+7AlCl4

C.充電時(shí)，A1C1；向鋁電極移動(dòng)

D.理論上每生成1molPh3N,鋁電極增重18g

解析

反應(yīng)?:||?]令'函Al力

”1』”____■141III—三一二二工？

7AICI4―[|Y悔.但0(反“

充電時(shí)為電解池，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，A1C1；向Ph3N極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由電極反應(yīng)式知，每生成1mol

PI13N轉(zhuǎn)移1mol,負(fù)極消耗［molAl,即鋁電極減少9g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

8.［新型氯流電池］［2024棗莊三中考試］科學(xué)家基于Cl2易溶于CC14的性質(zhì)，發(fā)展了一種無(wú)需離子交換膜的

+-

新型氯流電池，可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖所示)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na+2e

:

=Na3Ti2(PO4)3。下列說(shuō)法正確的是(D)

(1^

A.充電時(shí)，電極b是陰極

B.放電時(shí)，NaCl溶液的pH減小

C.充電時(shí)，每生成ImolCb，電極a質(zhì)量理論上增加64g

D.放電時(shí)，NaCl溶液的濃度增大

解析由題意可知，充電時(shí)電極a發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則電極a是陰極，電極b是陽(yáng)極，A錯(cuò)誤。放

-+

電時(shí)，電極a是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)Na3Ti2(PO4)3-2e-NaTi2(PO4)3+2Na,生成Na卡,電極b

是正極，發(fā)生還原反應(yīng)Ch+2e-^2CC,生成C廣，則放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大，但溶液一直為中

性，故放電時(shí)NaCl溶液的pH不變，B錯(cuò)誤，D正確。充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為2c廠一2e-^CLT，陰極反應(yīng)為

+-

NaTi2(PO4)3+2Na+2e^Na3Ti2(PO4)3,由得失電子守恒可知，每生成ImolCb,電極a質(zhì)量理

論上增加23g/molX2mol=46g,C錯(cuò)誤。

創(chuàng)新練

9.［水激活“紙基”電池］［2024河南省重點(diǎn)高中階段性測(cè)試］一種環(huán)保的水激活“紙基”電