原電池、化學(xué)電源（講義）-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新教材新高考）

第02講原電池、化學(xué)電源

目奈

01考情透視目標(biāo)導(dǎo)航........................................................

02知識導(dǎo)圖思維引航........................................................

03考點(diǎn)突破考法探究.........................................................

考點(diǎn)一原電池的工作原理.........................................................

知識點(diǎn)1原電池的概念及構(gòu)成條件......................................................

知識點(diǎn)2原電池的應(yīng)用.................................................................

考向1原電池的工作原理..............................................................

考向2原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書寫...............................................

考向3“鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動...................................................

考點(diǎn)二化學(xué)電源..................................................................

知識點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書寫.........................................

知識點(diǎn)2燃料電池....................................................................

考向1一次電池......................................................................

考向2二次電池......................................................................

考向3燃料電池......................................................................

04真題練習(xí)?命題洞見.........................................................

04真題練習(xí)?命題洞見.........................................................

0

考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析

2024?江蘇卷8題，3分；2024?北京卷3題，

電化學(xué)知識是中學(xué)化學(xué)中的重要基本概念，

3分；2023廣東卷6題，2分；2023山東

原電池原理綜也是近年來高考化學(xué)的持續(xù)熱點(diǎn)，在復(fù)雜、陌生、

卷11題，4分；2022全國甲卷12題，6

合應(yīng)用新穎的研究對象和真實(shí)問題情境下，體現(xiàn)了對電

分；2022山東卷13題，4分；2021廣東卷

化學(xué)知識基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的考

9題，2分；2021山東卷10題，2分；

查。近年高考中對電化學(xué)的考查出現(xiàn)了新的變

2024?安徽卷11題，3分；2024?全國甲卷6

化，以裝置圖為載體來考查電化學(xué)的相關(guān)知識，

題，3分；2024?河北卷13題，3分；2023

成為近年高考的新亮點(diǎn)，考查的關(guān)鍵能力側(cè)重于

遼寧卷11題，3分；2023全國甲卷10題，

兩個方面：一是理解與辨析能力，要求學(xué)生能夠

6分；2022遼寧卷14題，3分；2022福建

新型二次電池從圖示電化學(xué)裝置中提取有效信息，判斷裝置種

卷9題，4分；2021河北卷9題，3分；2021

類、辨別電極名稱等；二是分析與推理能力，要

遼寧卷10題，3分；2021浙江1月選考22

求學(xué)生能夠根據(jù)圖示信息和電解池的工作原理，

題，2分；2021浙江6月選考22題，2分；

分析電極反應(yīng)的類型、電解質(zhì)的作用、離子的移

2021湖南卷10題,3分；

動方向以及定量分析轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等。

燃料電池2024,全國新課標(biāo)卷6題，3分

復(fù)習(xí)目標(biāo)：

1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，正確判斷原電池的兩極，能書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。

2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理；了解燃料電池的應(yīng)用。體會研制新型電池的重要性。

3.能夠認(rèn)識和書寫新型化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。

寓2

兩不同電極工正極：還原

形

電解質(zhì)溶液作反應(yīng)

成

原負(fù)極：氧化

閉合回路條

理反應(yīng)

自發(fā)氧化件

還原反應(yīng)

制作化

學(xué)電源

加快反

1.列物質(zhì)，應(yīng)速率

標(biāo)得失主

極

電

要比較金

2.看環(huán)境，'應(yīng)

反

應(yīng)屬活潑性

書

配守恒式

用

3.兩式加，寫用于金

驗(yàn)總式，［屬南面護(hù)

考點(diǎn)一原電池的工作原理

知識點(diǎn)1原電池的概念及構(gòu)成條件

1.定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

2.原電池的形成條件

（1）能自發(fā)講行的氧化還原反應(yīng)。

（2）兩個金屬活動性不同的電極（燃料電池的兩個電極可以相同）。

（3）形成閉合回路,需滿足三個條件:a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)

溶液或熔融電解質(zhì)中。

3.工作原理（以鋅銅原電池為例）

e-沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生

氧化反應(yīng)鋅還原反應(yīng)

負(fù)極正極

2+

陽

Zn-2e-=Zn2+;陰Cu+2e-=Cu

離

移離移

子

向子向

【名師提醒】

1.根據(jù)內(nèi)電路中的離子流向判斷正、負(fù)極，在內(nèi)電路中，陽離子由負(fù)極區(qū)流向正極區(qū)，陰離子由正極

區(qū)流向負(fù)極區(qū)。

2.鹽橋主要作用就是構(gòu)建閉合的內(nèi)電路，但不影響反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。鹽橋內(nèi)常為飽和氯化鉀、硝酸鉀等溶

液。

知識點(diǎn)2原電池的應(yīng)用

1.設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源

拆分反應(yīng)H將氧血原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)

選擇電極—將還原劑（一般為比較活潑金屬）作負(fù)極，活

材料潑性比負(fù)極弱的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極

如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行（中間;

構(gòu)成閉合

—連接鹽橋），則兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含1

回路

有與電極材料相同的金屬陽離子

-1

畫出裝置結(jié)合要求及反應(yīng)特點(diǎn)，畫出原電池裝置圖，

圖標(biāo)出電極材料名稱、正負(fù)極、電解質(zhì)溶液等

2.比較金屬的活動性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動性較強(qiáng)的金屬,正極一般是活動性較弱的金屬

（或非金屬）。

3.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。

4.用于金屬的防護(hù)：將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到保護(hù)。

考向1原電池的工作原理

【例1】某小組利用下列裝置進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)操作及預(yù)期現(xiàn)象正確的是（）

XY

Z11SO4溶液CuSO4溶液

A.X和Y與電流表連接，電子由Cu極流向Zn極

B.X和Y與電流表連接，將Zn換成Fe測得電流更大

C.X和Y分別與電源“一”、“十”極相連，Cu極質(zhì)量減輕

D.X和Y分別與電源“一”、“+”極相連，Zn極質(zhì)量減輕

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，Zn作負(fù)極，電子由Zn極流向Cu極，錯誤；B項(xiàng)，F(xiàn)e、Cu的活動性相差小，測得電

流也小，錯誤；C項(xiàng)，X為Zn、Y為Cu,Cu作陽極，Cu被電解，質(zhì)量減輕，C正確，D錯誤。

【名師點(diǎn)睛】

1.判斷電極名稱的基本方法是看電極反應(yīng)物的反應(yīng)類型，若電極反應(yīng)物失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)則為

負(fù)極，反之為正極。

2.雙液銅、鋅原電池（帶鹽橋）與單液原電池相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是Zn與氧化劑（Cu2+）不直接接觸，僅有

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，避免了能量損耗，故電流穩(wěn)定，放電時間長。

3.無論是原電池還是電解池，電子均不能通過電解質(zhì)溶液，即電子不下水，離子不上線。

【變式訓(xùn)練】（2024?四川省大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)聯(lián)盟高三第二次統(tǒng)一監(jiān)測）通過測定下圖電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢

E?V),可計(jì)算電池總反應(yīng)的平衡常數(shù)K°。已知：愴犬0=二^,該電池z=l；鹽橋中裝有含KC1飽和溶

0.059V

液的瓊脂，離子可在其中自由移動。下列說法錯誤的是()

_0

KC1_--￡-

飽和溶淑豐目_

二二B—-Ag電極

AgCl/Ag^^

AgNO

電極J3

溶液

A.正極反應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl-

B.反應(yīng)后，右側(cè)燒杯中c(AgNC)3)增大

C.每轉(zhuǎn)移Imole-,兩個電極的質(zhì)量共減少143.5g

D.若￡唯-0.59V，Ag+(aq)+Cl(aq)AgCl(s)的平衡常數(shù)為101。

【答案】B

【解析】原電池Ag電極為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Ag-e-Ag+,電極做正極，電極反應(yīng)為：AgCl+e-Ag+Clo

原電池反應(yīng)過程中C『向右側(cè)燒杯遷移，K+向左側(cè)遷移。A項(xiàng)，正極反應(yīng)為AgCl+e-=Ag+Ch負(fù)極反應(yīng)為

Ag-e-=Ag+,A正確；B項(xiàng)，原電池反應(yīng)過程中C1-向右側(cè)燒杯遷移，與2H2O-4e-=C)2T+4H+生成AgCl沉淀,

右側(cè)燒杯中AgNCh濃度保持不變，B錯誤；C項(xiàng)，正極反應(yīng)為AgCl+e-=Ag+CT,負(fù)極反應(yīng)為Ag-e=Ag+,

每轉(zhuǎn)移Imole-時,負(fù)極質(zhì)量減少108g,正極質(zhì)量減少35.5g,兩極共減少143.5g,C正確;D項(xiàng),z=l,E唯-0.59V

代入Ige。京v,K,=10-°,這是電池總反應(yīng)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl<aq)的平衡常數(shù)，則Ag+(aq)+

Cl-(aq)AgCl(s)平衡常數(shù)1/長0=10%D正確；故選B。

考向2原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書寫

【例2】分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()

空氣

稀H2sO4NaOH溶液濃HNChNaCl溶液

①②③④

A.①②中Mg作負(fù)極，③④中Fe作負(fù)極

B.②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2。+6—==6OJT+3H2T

C.③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe—2e-==Fe2+

D.④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H++2b=H2f

【答案】B

【解析】②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而A1能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故A1是負(fù)極；③中Fe

在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HN03反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、C錯；②中電池總反應(yīng)為2Al+2NaOH+

2H20=2NaA102+3H2?,負(fù)極反應(yīng)式為2Al+8OIT—6e-=2AlO5+4H2O,二者相減得到正極反應(yīng)式為

6H2O+6e-=6OH"+3H2f,B正確；④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH，D錯。

【思維建?！?/p>

1.原電池電極判斷

說明：原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作

負(fù)極的固定思維。

2.電極反應(yīng)的書寫

(1)一般電極反應(yīng)的書寫

列物質(zhì)甫晟三應(yīng)不麗「我正籌至后巨而“亶］

標(biāo)得失E

電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在，如

看環(huán)境

堿性溶液中生成的H+應(yīng)結(jié)合OH-生成水。電

配守恒

極反應(yīng)要遵循電荷守恒、質(zhì)量守恒、得失電

子守恒等并加以配平

兩式加*------------------------------------

驗(yàn)總式一！兩電極反應(yīng)相加，并與總反應(yīng)對照驗(yàn)證

(2)復(fù)雜電極反應(yīng)的書寫。復(fù)雜電極反應(yīng)等于總反應(yīng)減去較簡單一極的電極反應(yīng)。

考向3“鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動

【例3】(2024.浙江省寧波市高三下學(xué)期二模)利用下圖電池裝置可驗(yàn)證不同化合價(jià)鐵元素的相關(guān)性質(zhì)。

Fe2(SO4)3

FeSO4

已知：電池裝置中，鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且電遷移率(一)(如下表)

應(yīng)盡可能地相近；兩燒杯中溶液體積相等。

離子++2++2

LiNaCaKHCO3-NO3-ci-SO4-

Ma,xl08/fm2/(s-V)]

4.075.196.597.624.617.407.918.27

下列說法正確的是()

A.根據(jù)上表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇KN03作為電解質(zhì)

B.石墨電極上對應(yīng)的電極反應(yīng)式為：Fe2+-e-=Fe3+

C.反應(yīng)一段時間后，當(dāng)右池中c(Fe2+)：c(Fe3+)=3：2時，左池中c(Fe2+)=0.15mol-Lr

D.鹽橋中的陰離子進(jìn)入石墨電極一側(cè)溶液中

【答案】C

【解析】由題意和圖知，鐵電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe-2e=Fe2+,石墨電極為正極，電極反應(yīng)式為

3+2+2

Fe+e-=FeoA項(xiàng)，F(xiàn)e\Fe3+能與HCO3-反應(yīng)，Ca?+與SCV-不能大量共存，F(xiàn)eSO4>Fe2(SC>4)3都屬于強(qiáng)酸

弱堿鹽，水溶液呈酸性，酸性條件下NO3-能與Fe2+反應(yīng)，根據(jù)題意“鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)

生化學(xué)反應(yīng)”，鹽橋中陰離子不可以選擇HCOcNO3-,陽離子不可以選擇Ca2+,鹽橋中陰、陽離子的遷移

率(uoo)應(yīng)盡可能地相近，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇KC1作為電解質(zhì)，A錯誤；B項(xiàng)，石墨電極為正極,

電極反應(yīng)式為Fe3++e=Fe2+,B錯誤；C項(xiàng)，由圖知，右池中原c(Fe2+)：c(Fe3+)=0.05：0.20,發(fā)生反應(yīng)為

Fe3++e-=Fe2+,ac(Fe2+)：c(Fe3+>3：2,BPc(Fe2+)：c(Fe3+)=0.15：0.10,在此過程中c(Fe2+)增加了O.lOmol/L,

轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.10mol/L,則由負(fù)極反應(yīng)式Fe-2e=Fe2+知，左池中c(Fe2+)增加了0.05mol/L,即左池中

c(Fe2+)=0.15mol-L^,C正確；D項(xiàng)，鹽橋中的陰離子流向負(fù)極，由分析知，進(jìn)入鐵電極一側(cè)溶液中，D錯

誤；故選C。

【思維建?！?/p>

1.把氧化劑、還原劑均為溶液狀態(tài)的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池時，必須使用鹽橋才能實(shí)現(xiàn)氧化劑與

還原劑的分離，否則不會有明顯的電流出現(xiàn)。

2.電子流向的分析方法：①改變條件，平衡移動；②平衡移動，電子轉(zhuǎn)移；③電子轉(zhuǎn)移，判斷區(qū)域;

④根據(jù)區(qū)域，判斷流向；⑤根據(jù)流向，判斷電極。

【變式訓(xùn)練】控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3++2「2Fe2++b設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列

判斷不正確的是（）

A.反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe?+被還原

C.電流計(jì)讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

D.電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCb固體，乙中的石墨電極為負(fù)極

【答案】D

【解析】由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3+得電子變成Fe2+被還原，「失去電子變成L被氧化，所

以A、B正確；電流計(jì)讀數(shù)為零時Fe3+得電子速率等于Fe2+失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D項(xiàng)在甲中

溶入FeCb固體，平衡2Fe3++21=^2Fe2++b向左移動，L被還原為「，乙中石墨為正極，D不正確。

考點(diǎn)二化學(xué)電源

（知識固本

知識點(diǎn)1一次電池'二次電池電極反應(yīng)式的書寫

1.新型一次電池

+2+

總反應(yīng)：H2O2+2H+Mg=Mg+2H2O

Mg-H2O2電池正極H2C>2+2H++2e-=2H2O

負(fù)極Mg—2e-=Mg2+

總反應(yīng)：Mg+2AgCl=2Ag+MgCh

Mg-AgCl電池正極2Age1+2e-^^2C廠+2Ag

負(fù)極Mg—2e-^=Mg2+

總反應(yīng)：2Na+xS=Na2Sx

鈉硫電池正極xS+Zl=5右

負(fù)極2Na—2e-=2Na+

+-

鋰一銅電池總反應(yīng)：2Li+Cu2O+H2O=2CU+2Li+2OH

正極Cu2。+H2O+2e-=2Cu+2OH-

負(fù)極2Li—2e~^=2Li+

總反應(yīng)：xLi+LiV30s=Lii+XV3O8

鋰鋼氧化物電池正極xLi.+LiVsOs+xeu=Lii+xVsOs

負(fù)極xLi—xe=xLi+

2.新型充電(可逆)電池

一放中

總反應(yīng)：Ag2O+Zn+H2O.青著2Ag+Zn(OH)2

正極：Ag2。+H2O+2e~^=2Ag+2OH-

鋅銀

負(fù)極：Zn+2OH——2。=Zn(OH)2

電池

陽極：2Ag+2OH——2。-AgoO+HzO

-

陰極：Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH

放申

總反應(yīng):NiO2+Fe+2H2O,究著Fe(OH)2+Ni(OH)2

正極：NiO+2e-+2HO=Ni(OH)+2OH-

銀鐵222

保負(fù)極：Fe—2b+2OIT-Fe(OH%

電池

電陽極：Ni(OH)2+2OH——2b=NiO2+2H2。

-

池陰極：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH

放中

保鎘總反應(yīng)：Cd+2NiOOH+2H2。.茶最Cd(OH)2+2Ni(OH)2

電池說明：參考銀鐵電池自行書寫。

放由

總反應(yīng)：3Zn+2K2FeO4+8H2O.美款3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

正極：2FeOF+6-+8HO=2Fe(OH)+1OOH

高鐵23

負(fù)極：3Zn—6e-+6OIT=3Zn(OH)2

電池

陽極：2Fe(OHb+1OOH一一6e-=2FeO匯+8比0

陰極：3Zn(OH)2+6e-=3Zn+6OH"

放由

總反應(yīng)：Lii-CoCh+LiC.茶工.LiCoO2+C6(x<l)

鋰離子-+

正極：Lii_xCoO2+xe+%Li=LiCoO2

電池負(fù)極：LiC—x1^=xLi++C6

陽極：LiCoCh—xe^=Li1coO2+xLi+

+

陰極：xLi+xe~+C6=LixC6

放申

總反應(yīng)：2Na2s2+NaBp.差最Na2S4+3NaBr

鈉硫-+

正極：NaBr3+2e+2Na=3NaBr

蓄電負(fù)極：2Na2s2—2e-^=Na2s4+2Na+

池6日極：3NaBr—2e===NaBr3-F2Na+

鈉

陰極：Na2s4+2Na++2e-=2Na2s2

電

一放申

總反應(yīng)：NajCoCh+NaK".充電'NaCoO+C?

池2

鈉離正極：Nai-mCoOi+me+mNa+=NaCoO2

子電負(fù)極：一冽+C”

池陽極：NaCoC)2一me=^NaifCoCh+冽Na+

+-

陰極：mNa+Cn+me=NawC?

放由3+2+

總反應(yīng)：VO1+2H++V2+F兼蕾.V+VO+H2O

正極：VOl+2H++e-=VO2++H2。

全銳液

負(fù)極：v2+—e_=^=y3+

流電池

陽極：VO2++H2O—b-VC"?!!*

陰極：V3++e——V2+

【方法技巧】

化學(xué)電源電極反應(yīng)的書寫、、書寫電極反應(yīng)時，首先要根據(jù)原電池的工作原理準(zhǔn)確判斷正、負(fù)極，然后

結(jié)合電解質(zhì)溶液的環(huán)境確定電極產(chǎn)物，最后再根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒寫出反應(yīng)式。

（1）拆分法。①寫出原電池的總反應(yīng)；②把總反應(yīng)按氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)，注明正、

負(fù)極，并依據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及得失電子守恒配平兩個半反應(yīng)。

（2）加減法。①寫出總反應(yīng)；②寫出其中容易寫出的一個半反應(yīng)（正極或負(fù)極）；③利用總反應(yīng)與寫出的一

極反應(yīng)相減，即得另一個電極的反應(yīng)。

知識點(diǎn)2燃料電池

燃料電池（以CH30H燃料電池為例，體會不同介質(zhì)對電極反應(yīng)的影響）

總反應(yīng)：2cH3OH+3O2=2CO2+4H2。

質(zhì)子交換膜

H+正極Ch+4e—+4H+=2心0

（酸性）

負(fù)極CHsOH-6e-+H2O=CO2T+6H+

總反應(yīng)：2cH30H+302+4OH-=2COr+6H2O

堿性燃料電池OH-正極。2+4屋+2H2O-4OH-

負(fù)極CH3OH-6e"+8OH"=COr+6H2O

總反應(yīng)：2cH3OH+3O2=2CO2+4H2O

固態(tài)氧化物燃

O2正極02+41=2€)2-

料電池

負(fù)極CH3OH-6e—+3。2-=82?+2H2O

【名師點(diǎn)晴】

1.燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用。

2.書寫燃料電池的電極反應(yīng)時，要注意溶液的酸堿性，溶液的酸堿性對電極反應(yīng)和總反應(yīng)都會產(chǎn)生影

響。

［考向洞察J

考向1一次電池

【例1】（2024?江蘇卷，8）堿性鋅鎬電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,電池構(gòu)造示意圖

如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）

i伴粉和KOH

卜MnO,和KOH

我卜琳膜.

產(chǎn)■—一

A.電池工作時，MnCh發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池工作時，OH通過隔膜向正極移動

C.環(huán)境溫度過低，不利于電池放電

D.反應(yīng)中每生成ImolMnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2x6.02x10-23

【答案】C

【解析】Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Zn-2e+2OH-ZnO+H2O,MnCh為正極，電極反應(yīng)式為：M11O2+

e+H2O=MnOOH+OHoA項(xiàng)，電池工作時，MnCh為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯誤；B項(xiàng)，

電池工作時，OH通過隔膜向負(fù)極移動，故B錯誤；C項(xiàng)，環(huán)境溫度過低，化學(xué)反應(yīng)速率下降，不利于電池

放電，故C正確；D項(xiàng)，由電極反應(yīng)式MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-可知，反應(yīng)中每生成ImolMnOOH,

轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02x10-23,故D錯誤；故選C。

【變式訓(xùn)練】（2024?北京市西城區(qū)高三一模）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)可同時實(shí)現(xiàn)H2制備和海水淡化的新型電池,

裝置示意圖如圖。

下列說法不無琥的是（）

A.電極a是正極

B.電極b的反應(yīng)式：N2H4-4e-+4OH=N2f+4H2。

C.每生成ImolNz,有2moiNaCl發(fā)生遷移

D.離子交換膜c、d分別是陽離子交換膜和陰離子交換膜

【答案】C

【解析】該裝置為原電池，電極a上氫離子得電子生成氫氣，則a為正極，電極反應(yīng)為2H++2e=H2T，

電極b上，N2H4在堿性條件下失去電子生成N2,b為負(fù)極，電極反應(yīng)為N2H4-4e-+4OH-=N2f+4H20,根據(jù)電

解池中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，則鈉離子經(jīng)c移向左側(cè)（a）,氯離子經(jīng)d移向右側(cè)（b）,c、d

分別是陽離子交換膜和陰離子交換膜。A項(xiàng)，電極a是正極，A正確；B項(xiàng)，電極b的反應(yīng)式：

N2H4-4e-+4OH-=N2f+4H2。，B正確；C項(xiàng)，根據(jù)N2H4-4e-+4OH=N2T+4H2。，每生成ImolNz,轉(zhuǎn)移4moi電

子，根據(jù)電荷守恒，有4moiNaCl發(fā)生遷移，C錯誤；D項(xiàng)，離子交換膜c、d分別是陽離子交換膜和陰離

子交換膜，D正確；故選C。

考向2二次電池

【例2】（2024?安徽卷，11）我國學(xué)者研發(fā)出一種新型水系鋅電池，其示意圖如下。該電池分別以Zn-TCPP

（局部結(jié)構(gòu)如標(biāo)注框內(nèi)所示）形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極，以ZnSCU和KI混合液為電解質(zhì)溶液。下

列說法錯誤的是（）

A.標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價(jià)鍵和配位鍵

放電

B.電池總反應(yīng)為：IT+ZIK-、Zn2為31

充電

C.充電時，陰極被還原的Zi?+主要來自Zn-TCPP

D放電時，消耗0.65gZn,理論上轉(zhuǎn)移0.02mol電子

【答案】C

【解析】由圖中信息可知，該新型水系鋅電池的負(fù)極是鋅、正極是超分子材料；負(fù)極的電極反應(yīng)式為

Zn-2e=Zn2+,則充電時，該電極為陰極，電極反應(yīng)式為Zn2++2e=Zn；正極上發(fā)生313-+26=31-，則充電時，

該電極為陽極，電極反應(yīng)式為3r-2e-=L-。A項(xiàng)，標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)屬于配合物，配位體中存在碳碳單鍵、

碳碳雙鍵、碳氮單鍵、碳氮雙鍵和碳?xì)滏I等多種共價(jià)鍵，還有由N提供孤電子對、Zn2+提供空軌道形成的

油電

配位鍵，A正確；B項(xiàng)，該電池總反應(yīng)為b+Zn=^Zn2++3r,B正確；C項(xiàng)，充電時，陰極電極反應(yīng)式為

充電

Zn2++2e-=Zn,被還原的ZrP+主要來自電解質(zhì)溶液，C錯誤;D項(xiàng)，放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為ZnNe-Zi?

十,因此消耗0.65gZn（物質(zhì)的量為0.01mol）,理論上轉(zhuǎn)移0.02mol電子，D正確；故選C。

【思維建模】

外接電源負(fù)極同一電極

/1_______________________________|

還原反應(yīng):陰極4亦由「負(fù)極:氧化反應(yīng)

思維模型充電需,迪

氧化反應(yīng):陽極」1L辿L正極:還原反應(yīng)

\!-----------------------------1

外接電源正極同一電極

解題模型例：xMg+Mo3s3s4

充電

互逆

11

陰極：還原反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)

意

陽|陰%Mg2++2%e-=%Mg

堂氈...............電本反

阜悍FT應(yīng)

陽極:氧化反應(yīng)池電式電池正極:還原反應(yīng)

一

J-K-

Mo3S?--2%e-=Mo3S4Mo3S4+2%e=Mo3S4

t互逆V

技巧：陰極反應(yīng)式=充電總正極反應(yīng)式=放電總

反應(yīng)式-陽極反應(yīng)式反應(yīng)式-負(fù)極反應(yīng)式

【變式訓(xùn)練】（2024?安徽省馬鞍山市高三第二次教學(xué)質(zhì)量檢測）磷酸鐵鋰電池在充放電過程中表現(xiàn)出了

良好的循環(huán)穩(wěn)定性，具有較長的使用壽命，放電時的反應(yīng)為：LixC6+Lii-xFePO4=6C+LiFePO4。圖1為某磷

酸鐵鋰電池的切面，圖2為LiFePC?4晶胞充放電時Li+脫出和嵌入的示意圖。其中O圍繞Fe和P分別形成

正八面體和正四面體，它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。下列說法不亞理的是（）

隔膜0銅箔LiFePO,Li|JePO4

圖1圖2

+

A.放電時，負(fù)極反應(yīng)：LixC6-xe=xLi+6C

3

B.（a）過程中Imol晶胞轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為7NA

C.（b）代表放電過程，Li+脫離石墨，經(jīng)電解質(zhì)嵌入正極

+

D.充電時的陽極反應(yīng)：LiFePO4-xe-=Lii.xFePO4+xLi

【答案】B

【解析】從總反應(yīng)分析，LixC6變?yōu)镃和Li+為氧化反應(yīng)，該極為原電池的負(fù)極。而Lii-xFePO4變?yōu)長iFePO4

+

發(fā)生還原反應(yīng)，它為原電池的正極。A項(xiàng)，放電的負(fù)極為LixC6-xe-=xLi+6C,A正確；B項(xiàng)，a過程由于

Fe2+化合價(jià)升高為Fe3+,為了平衡電荷Li+脫嵌減少。從圖看晶胞中減少了棱上1個和面心的一個Li+總共減

少:+：=：，所以Imol晶體中轉(zhuǎn)移;NA電子，B錯誤；C項(xiàng)，放電時，該材料在正極發(fā)生還原反應(yīng)，即

4244

Fe由+2變?yōu)?3為b過程，Li+嵌入正極，C正確；D項(xiàng)，充電時的總反應(yīng)為6C+LiFePO4=LixC6+Lii.xFePO4,

陽極發(fā)生氧化反應(yīng)為LiFePCU-xe=Lii.xFePC）4+xLi+,D正確；故選B。

考向3燃料電池

【例3】（2024?全國新課標(biāo)卷，6）一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消耗血

糖發(fā)電，從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn)，電池啟動。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn)，電池

停止工作。（血糖濃度以葡萄糖濃度計(jì)）

控

制

開

關(guān)

的是

述錯誤

下列敘

作時，