原電池、化學電源-2020-2024年高考化學試題分類匯編（解析版）

冷題13原電池也轡電源

五年考情-探規(guī)律

考向五年考情（2020-2024）命題趨勢

考點一原電池的工作原理及應用2024?貴州卷；2023?廣東卷;縱觀近5年高考選擇題，可知對原電

2021?廣東卷；2021?山東卷

池和化學電源的考查主要方向是以新

2024?全國甲卷；2024?新課標

卷；2024?安徽卷；2024?江蘇卷；型電池為背景的綜合性電化學裝置分

2024?河北卷；2023?全國乙卷；析，涉及電極的判斷、電極反應式書

考點二化學電源2023?新課標卷；2023?河北卷;

2023?福建卷；2023?山東卷；寫、電極產物的判斷、電子的轉移或

2023?遼寧卷；2022?湖南卷；電流的方向和溶液中離子的移動方向

2022?福建卷；2022?全國乙卷；

2022?廣東卷等的判斷、溶液pH的變化、離子交換

考點三多池和多室電化學裝置2022?全國甲卷；2022?山東卷;膜作用以及有關計算等。

2021?湖南卷；2020?山東卷

分考點?精準練1

考點一原電池的工作原理及應用

1.（2024?貴州卷）根據(jù)下列實驗操作及現(xiàn)象所推出的結論正確的是

選項實驗操作及現(xiàn)象結論

將Zn和ZnSO4溶液與Cu和CuSO4溶液組成雙液原電池，連通后銅原電池中Zn作正極，Cu作

A

片上有固體沉積負極

向潔凈試管中加入新制銀氨溶液，滴入幾滴乙醛，振蕩，水浴加熱，

B乙醛有氧化性

試管壁上出現(xiàn)銀鏡

C向苯酚濁液中加入足量Na2cO3溶液，溶液由渾濁變澄清苯酚的酸性比H2c強

向BaCl2溶液中先通入適量SO2,無明顯現(xiàn)象，再加入稀HNC>3,有白

D稀HNC?3有氧化性

色沉淀生成

（答案》D

（解析』A.將Zn和Z11SO4溶液與Cu和CuSC>4溶液組成雙液原電池，Zn活潑做負極，電極反應為:

2+2+

Zn-2e=Zn,Cu做正極，電極反應為：Cu+2e-=Cu,連通后銅片上有固體沉積，A錯誤；

B.新制銀氨溶液與乙醛反應，乙醛具有還原性被新制銀氨溶液氧化，

CH3cHO+2Ag（NH3）,OHf2AgJ+CH3COONH4+3NH3+H2O，試管壁上出現(xiàn)銀鏡，B錯誤；

C.向苯酚濁液中加入足量Na2c溶液,溶液由渾濁變澄清,說明苯酚與Na2c反應生成苯酚鈉與NaHCO3,

酸性：苯酚〉HCO”無法判斷苯酚與H2cO3的酸性大小，C錯誤；

D.向BaCl2溶液中先通入適量S0?,無明顯現(xiàn)象，不能用弱酸制強酸，加入稀HNC>3可以氧化SO?,

+

3SO2+2H2O+2NO；=3SOt+2NOT+4H,貝USO：可以和Ba?+有白色沉淀生成，D正確；

故選D。

2.（2023?廣東卷）負載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除C1實現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說

法正確的是

A.Ag作原電池正極

B.電子由Ag經活性炭流向Pt

C.Pt表面發(fā)生的電極反應：O2+2H2O+4e=4OH

D.每消耗標準狀況下1L2L的最多去除ImolCT

K答案』B

"羊解』在Pt得電子發(fā)生還原反應，Pt為正極，Ag失去電子與溶液中的C1-反應，Ag為負極。

K解析』A.由分析可知，Ag失去電子與溶液中的C1-反應生成AgCLAg為負極，A錯誤；

B.電子由負極Ag經活性炭流向正極Pt,B正確；

C.溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應為5+4H++4e-=2H2O,C錯誤；

D.每消耗標準狀況下11.2L的。2,轉移電子2mol,而2moiAg失去2moi電子，故最多去除2nlolC「，D

錯誤。

故選Bo

3.（2021?廣東卷）火星大氣中含有大量CO?,一種有CO2參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.CO2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

（答案』B

K解析I根據(jù)題干信息可知，放電時總反應為4Na+3co2=2Na2c03+C。

A.放電時負極上Na發(fā)生氧化反應失去電子生成Na+,故A錯誤；

B.放電時正極為CO2得到電子生成C,故B正確；

C.放電時陽離子移向還原電極，即陽離子由負極移向正極，故C錯誤；

D.放電時裝置為原電池，能量轉化關系為化學能轉化為電能和化學能等，故D正確；

綜上所述，符合題意的為B項，故［［答案］為B。

4.（2021?山東卷）以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH—Ch、N2H4—Ch、（CthbNNH?—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，K0H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—燃料電池氣體產物的體積在標準狀況下為1L2L

K答案Xc

K祥解X堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應為：2cH3OH+3O2+4KOH=2K2co3+6H2O；N2H4-O2清潔燃料電

池總反應為：N2H4+O2=N2+2H2。；偏二甲肺（CH3）2NNH2］中C和N的化合價均為-2價，H元素化合價為+1

價，所以根據(jù)氧化還原反應原理可推知其燃料電池的總反應為：（CH3）2NNH2+4O2+4KOH=2K2cO3+N2+6H2O,

據(jù)此結合原電池的工作原理分析解答。

（解析』A.放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯誤；

B.根據(jù)上述分析可知，N2H4-02清潔燃料電池的產物為氮氣和水，其總反應中未消耗KOH,所以KOH的

物質的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應可知，K0H的物質的量減小，B錯誤；

C.理論放電量與燃料的物質的量和轉移電子數(shù)有關，設消耗燃料的質量均為mg,則甲醇、N2H4和

（CH3）2NNH2放電量（物質的量表達式）分別是：”，5義6、6X4,6X16,通過比較

32g/mol32g/mol60g/mol

可知（CH3）2NNH2理論放電量最大，C正確；

D.根據(jù)轉移電子數(shù)守恒和總反應式可知，消耗1H1O1O2生成的氮氣的物質的量為Imol,在標準狀況下為22.4L,

D錯誤；

故選Co

考點二化學電源

5.（2024?全國甲卷）科學家使用5-MnO2研制了一種MnO2-Zn可充電電池（如圖所示）。電池工作一段時間后,

MnO2電極上檢測到MnOOH和少量ZnMnQ”。下列敘述正確的是

A.充電時，Zi?+向陽極方向遷移

B.充電時，會發(fā)生反應Zn+2MnO2=ZnMn2（D4

C.放電時，正極反應有MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH一

D.放電時，Zn電極質量減少。.65g,MnO2電極生成了0.020molMnOOH

（答案』C

K祥解XZn具有比較強的還原性，MnO?具有比較強的氧化性，自發(fā)的氧化還原反應發(fā)生在Zn與MnCh

之間，所以Mil。？電極為正極，Zn電極為負極，則充電時MnO2電極為陽極、Zn電極為陰極。

K解析RA.充電時該裝置為電解池，電解池中陽離子向陰極遷移，即Zn?+向陰極方向遷移，A不正確；

B.放電時，負極的電極反應為Zn-2e-=Zn2+,則充電時陰極反應為Zn2++2e=Zn,即充電時Zn元素化合價

應降低，而選項中Zn元素化合價升高，B不正確；

C.放電時Mil。？電極為正極，正極上檢測到MnOOH和少量ZnMn2c>4,則正極上主要發(fā)生的電極反應是

-

MnO2+H0O+e=MnOOH+OH",C正確；

D.放電時，Zn電極質量減少0.65g（物質的量為O.OlOmol）,電路中轉移0.020mol電子，由正極的主要反

應MnOz+Hq+e=MnOOH+OT可知，若正極上只有MnOOH生成，則生成MnOOH的物質的量為

0.020mol,但是正極上還有ZnM%。*生成，因此，MnOOH的物質的量小于0.020mol,D不正確；

綜上所述，本題選C。

6.（2024?新課標卷）一種可植入體內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。當傳感器檢測到血糖濃度高于標準，電池啟動。血糖濃度下降至標準，電池停止工作。（血糖

濃度以葡萄糖濃度計）

控

制

開

關

葡萄糖

電池工作時，下列敘述錯誤的是

A.電池總反應為2c6Hl2。6+。2=2C6H12O7

B.b電極上CuO通過Cu(II)和Cu(I)相互轉變起催化作用

C.消耗18mg葡萄糖，理論上a電極有0.4mmol電子流入

D.兩電極間血液中的Na+在電場驅動下的遷移方向為b—a

K答案1C

K祥解工由題中信息可知，b電極為負極，發(fā)生反應CLO-2e-+20H-=2CUO+H2。，然后再發(fā)生

C6H12O6+2CuO=C6HI2O7+Cu2O；a電極為正極，發(fā)生反應O?+4e.+2H夕=4OT,在這個過程中發(fā)生的

總反應為2c6珥2。6+。2=2c6H[2。7。

K解析XA.由題中信息可知，當電池開始工作時，a電極為電池正極，血液中的在a電極上得電子生

成OH-,電極反應式為O?+4e-+2H2O=4OH-；b電極為電池負極，Cu?。在b電極上失電子轉化成CuO,

電極反應式為CuQ-2e-+2OH-=2CUO+H2。,然后葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸，CuO被還原為CqO,

則電池總反應為2C6HI2O6+O2=2C6H12O7,A正確；

B.b電極上CuO將葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸后被還原為C4O,Cu2O在b電極上失電子轉化成CuO,

在這個過程中CuO的質量和化學性質保持不變，因此，CuO通過Cu(H)和Cu(I)相互轉變起催化作用，B

正確；

C.根據(jù)反應2c6HQC)6+O2=2C6Hl9可知，ImolCe乩參加反應時轉移2moi電子，18mgC6Hl2。6的

物質的量為0jmmol,則消耗18mg葡萄糖時，理論上a電極有0.2mmol電子流入，C錯誤；

D.原電池中陽離子從負極移向正極遷移，故Na卡遷移方向為b―a,D正確。

綜上所述，本題選C。

7.(2024?安徽卷)我國學者研發(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(局部結構

如標注框內所示)形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極，以ZnSO'和KI混合液為電解質溶液。下列說法錯誤

的是

A.標注框內所示結構中存在共價鍵和配位鍵

B.電池總反應為：I-+Zn^^Zn2++3F

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,理論上轉移0.02mol電子

K答案1c

K解析》由圖中信息可知，該新型水系鋅電池的負極是鋅、正極是超分子材料；負極的電極反應式為

Zn-2e-=Zn2+,則充電時，該電極為陰極，電極反應式為Zn2++2e=Zn;正極上發(fā)生g+2e.=3「，則充電

時，該電極為陽極，電極反應式為31-2e=L。標注框內所示結構屬于配合物，配位體中存在碳碳單鍵、碳碳

雙鍵、碳氮單鍵、碳氮雙鍵和碳氫鍵等多種共價鍵，還有由N提供孤電子對、Zr?+提供空軌道形成的配位

鍵，A正確；由以上分析可知，該電池總反應為l3+ZnT^Zn2++3］，B正確；充電時，陰極電極反應式

為Zn"+2e-=Zn,被還原的Zd+主要來自電解質溶液，C錯誤；放電時，負極的電極反應式為Zn-2e-=Zn2+，

因此消耗0.65gZn（物質的量為O.Olmol）,理論上轉移0.02mol電子，D正確。

8.（2024?江蘇卷）堿性鋅錦電池的總反應為211+21\41102+國0=2110+21\4110011,電池構造示意圖如圖所

示。下列有關說法正確的是

+

------鋅粉和KOH

—MnO?和KOH

隔膜

A.電池工作時，MnO?發(fā)生氧化反應

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.反應中每生成ImolMnOOH,轉移電子數(shù)為2x6.02x1（）23

K答案』c

（祥解XZn為負極，電極反應式為：Zn-2e+2OH=ZnO+H2O,MnCh為正極，電極反應式為：

MnO2++H2O=MnOOH+OH^。

K解析》A.電池工作時，MnO?為正極，得到電子，發(fā)生還原反應，故A錯誤；

B.電池工作時，OH-通過隔膜向負極移動，故B錯誤；

C.環(huán)境溫度過低，化學反應速率下降，不利于電池放電，故C正確；

D.由電極反應式乂1102+-+凡0=乂110011+。11-可知，反應中每生成ImolMnOOH,轉移電子數(shù)為

6.02x1023,故口錯誤；

故選Co

9.(2024?河北卷)我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-CO。電池，以Mg(TFSI)?為電解質，電解液

中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕獲CO?,使放電時CO?還原產物為MgCzO'。該設計克服了MgCOs導電性差

和釋放CO?能力差的障礙，同時改善了Mg?+的溶劑化環(huán)境，提高了電池充放電循環(huán)性能。

下列說法錯誤的是

A.放電時，電池總反應為2cOz+MguMgCz?！?/p>

B.充電時，多孔碳納米管電極與電源正極連接

C.充電時，電子由Mg電極流向陽極，Mg?+向陰極遷移

D.放電時，每轉移Imol電子，理論上可轉化ImolCO?

(答案］C

K祥解》放電時CO2轉化為MgC2O4,碳元素化合價由+4價降低為+3價，發(fā)生還原反應，所以放電時,

多孔碳納米管電極為正極、Mg電極為負極，則充電時多孔碳納米管電極為陽極、Mg電極為陰極：

定位：二次電池，放電時陽離子向正極移動，充電時陽離子向陰極移動。

電極過程電極反應式

放電Mg-2e-=Mg2+

Mg電極

充電Mg2++2e=Mg

2+

放電Mg+2CO2+2e=MgC2O4

多孔碳納米管電極

2+

充電MgC2O4-2e=Mg+2CO2T

K解析』A.根據(jù)以上分析，放電時正極反應式為Mg2++2CO2+2e-=MgC2O”、負極反應式為Mg-2e=Mg2+,

將放電時正、負電極反應式相加，可得放電時電池總反應：Mg+2CO2=MgC2O4,故A正確；

B.充電時，多孔碳納米管電極上發(fā)生失電子的氧化反應，則多孔碳納米管在充電時是陽極，與電源正極連

接，故B正確；

C.充電時，Mg電極為陰極，電子從電源負極經外電路流向Mg電極，同時Mg”向陰極遷移，故C錯誤;

D.根據(jù)放電時的電極反應式Mg2++2CO2+2e-=MgC2C>4可知，每轉移2moi電子，有2moice參與反應，因

此每轉移lmol電子，理論上可轉化ImolCO2,故D正確；

故K答案》為：C?

10.（2023?全國乙卷）室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池

的結構如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪嗖膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另

I11XX

一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應：JS8+e一-Sj,2Na++-St+2（1--）e-^NaS

22Z442x

鈉電極

電解質

下列敘述錯誤的是

A.充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時外電路電子流動的方向是a—b

Y

C.放電時正極反應為：2Na++gS8+2e--Na2sx

o

D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能

K答案』A

K祥解X由題意可知放電時硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負極。

（解析》A.充電時為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時，Na+由硫電極遷移至鈉電極,

A錯誤；

B.放電時Na在a電極失去電子，失去的電子經外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋

放出的Na+結合得到NazSx,電子在外電路的流向為a-b,B正確；

x

C.由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時正極的反應式為2Na++《S8+2e--Na2Sx,C正確；

O

D.炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導電性，可以增強硫電極的導電性能，D正確；

故K答案》選A。

11.（2023?新課標卷）一種以VQs和Zn為電極、Zn（C居SC）3）2水溶液為電解質的電池，其示意圖如下所示。

放電時，Zn"可插入V2O5層間形成ZnMCVnHz。。下列說法錯誤的是

V2O5,ZnxV2O5nH2O

Zn電極V2O5電極

UZn(CF3so3)2水溶液U

A.放電時VQ5為正極

B.放電時Zn?+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

K答案』c

R祥解可由題中信息可知，該電池中Zn為負極、V2O5為正極，電池的總反應為

xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5-nH2O。

K解析』A.由題信息可知，放電時，Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxVzCVnH?。，V2O5發(fā)生了還原反應，

則放電時V2O5為正極，A說法正確；

B.Zn為負極，放電時Zn失去電子變?yōu)閆n為，陽離子向正極遷移，則放電時Zn＞由負極向正極遷移，B

說法正確；

C.電池在放電時的總反應為xZn+VzOs+nH.OZnaOsFHQ,則其在充電時的總反應為

ZnxV2O5nH2Ox=Zn+V2O5+nH2O,C說法不正確；

D.充電陽極上ZLV2O5fHQ被氧化為MO5，則陽極的電極反應為Zn^Os?nHzOSxe=xZa+VzOs+nHz。,

D說法正確；

綜上所述，本題選C。

12.（2023?海南卷）利用金屬A1、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說法正確的是

B.電池工作時，海水中的Na+向a電極移動

C.電池工作時，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強堿性

D.每消耗IkgAl,電池最多向外提供37moi電子的電量

K答案]]A

（祥解』鋁為活潑金屬，發(fā)生氧化反應為負極，則石墨為正極；

（解析』A.由分析可知，b電極為電池正極，A正確；

B.電池工作時，陽離子向正極移動，故海水中的Na+向b電極移動，B錯誤；

C.電池工作時，a電極反應為鋁失去電子生成鋁離子Al-3e-=A13+,鋁離子水解顯酸性，C錯誤；

D.由C分析可知，每消耗IkgAl（為甯mol）,電池最多向外提供*molx3=*mol電子的電量，D

錯誤；

故選A?

13.（2023?河北卷）我國科學家發(fā)明了一種以KOOK和MnOZ為電極材料的新型電池，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KOOK

下列說法錯誤的是

陰

陽

離

離

子

子

交

交

換

換

膜

膜

K2.so

A.充電時,b電極上發(fā)生還原反應

B.充電時,外電源的正極連接b電極

C.放電時,①區(qū)溶液中的S。：向②區(qū)遷移

2+

D.放電時,a電極的電極反應式為MnO2+4H++2e-=Mn+2H2O

K答案』B

K祥解》放電時，電極材料KOOK轉化為OO,電極反應

+2nK+,是原電池的負極，陽離子增多需要通過陽離子交換

+2+

膜進入②區(qū)；二氧化鎰得到電子變成鎰離子，是原電池的正極，電極反應：MnO2+4H+2e-=Mn+2H2O,

陽離子減少，多余的陰離子需要通過陰離子交換膜進入②區(qū)，故③為堿性溶液是KOOK電

極，①為酸性溶液是二氧化鎰電極。

K解析XA.充電時，b電極上得到電子，發(fā)生還原反應，A正確;

B.充電時，外電源的正極連接a電極相連，電極失去電子，電極反應為Mn"+2H2O-2e-=MnO2+4H+,

B錯誤；

C.放電時，①區(qū)溶液中多余的SO：向②區(qū)遷移，c正確；

D.放電時，a電極的電極反應式為MnO2+4H++2e-=MF+2H2O,D正確；

故選：Bo

14.(2023?福建卷)一種可在較高溫下安全快充的鋁-硫電池的工作原理如圖，電解質為熔融氯鋁酸鹽(由

NaQ、KC1和A1CL形成熔點為93℃的共熔物)，其中氯鋁酸根［A1,C13nM(n21)］起到結合或釋放AP+的作用。

電池總反應：2A1+3XS=^A1,(SX)下列說法錯誤的是

允用J3O??

B.A1“C5用中同時連接2個A1原子的C1原子有(n-1)個

C.充電時，再生ImolAl單質至少轉移3moi電子

D.放電時間越長，負極附近熔融鹽中n值小的ALCl.j濃度越高

K答案］］D

K祥解》放電時鋁失去電子生成鋁離子做負極，硫單質得到電子做正極，充電時鋁離子得到電子生成鋁發(fā)

生在陰極，硫離子失去電子生成硫單質發(fā)生在陽極，依此解題。

ClClC1

III

I1解析IA.AlnChn+1的結構為Cl一A1-C1—Al—C1--A1-C1」r—，所以含4n個A1-C1鍵，A

IIIJ

ClClCl

正確；

B.由的結構可知同時連接2個Al原子的Cl原子有(n-l)個，B正確；

C.由總反應可知充電時，再生ImolAl單質需由鋁離子得到電子生成，所以至少轉移3moi電子，C正確；

D.由總反應可知放電時間越長，負極鋁失去電子生成的鋁離子越多所以n值大的A1nCl.1濃度越高，D錯

誤；

故選D。

15.(2023?山東卷)利用熱再生氨電池可實現(xiàn)CuSC>4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CuSOa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

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.NW擴散到乙室將對電池電動勢產生影響

K答案》CD

(解析》A.向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室Cu電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成

2+

[CU(NH3)4],因此甲室Cu電極為負極，故A錯誤；

B.再原電池內電路中陽離子向正極移動，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側移動，通入

氨氣要消耗銅離子，顯然左側陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應正常進行，故B錯誤；

C.左側負極是Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4r，正極是Ci?++2片=Cu,則電池總反應為：

22+

Cu*+4NH3=[CU(NH3)4],故C正確;

D.NH3擴散到乙室會與銅離子反應生成[CU(NH3,了二銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將

對電池電動勢產生影響，故D正確。

綜上所述，（答案》為CD。

16.（2023?遼寧卷）某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是

多孔碳

質子交換膜

A.放電時負極質量減小

B.儲能過程中電能轉變?yōu)榛瘜W能

C.放電時右側H+通過質子交換膜移向左側

3+2+

D.充電總反應：Pb+SO;-+2Fe=PbSO4+2Fe

K答案』B

（祥解》該儲能電池放電時，Pb為負極，失電子結合硫酸根離子生成PbSO4,則多孔碳電極為正極，正極

上Fe3+得電子轉化為Fe2+,充電時，多孔碳電極為陽極，F(xiàn)e?+失電子生成Fe3+,PbSC>4電極為陰極，PbSO4

得電子生成Pb和硫酸。

K解析RA.放電時負極上Pb失電子結合硫酸根離子生成PbSO4附著在負極上，負極質量增大，A錯誤;

B.儲能過程中，該裝置為電解池，將電能轉化為化學能，B正確；

C.放電時，右側為正極，電解質溶液中的陽離子向正極移動，左側的H+通過質子交換膜移向右側，C錯誤；

D.充電時，總反應為PbSO4+2Fe2+=Pb+SOj+2Fe3+,D錯誤;

故K答案』選B。

17.（2022.湖南卷）海水電池在海洋能源領域備受關注，一種鋰-海水電池構造示意圖如下。下列說法錯誤

的是

隔膜玻璃陶港

A.海水起電解質溶液作用

B.N極僅發(fā)生的電極反應：2H2O+2e=2OH+H2T

C.玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能

D.該鋰-海水電池屬于一次電池

K答案》B

（解析』鋰海水電池的總反應為2Li+2H2O=2LiOH+H2T，M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應，則M電極

為負極，電極反應為Li-e=Li+,N極為正極，電極反應為2H2O+2e=2OH-+H2T，同時氧氣也可以在N極得

電子，電極反應為0?+4e-+2H2。=40任。

A.海水中含有豐富的電解質，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質溶液，故A正確；

B.由上述分析可知，N為正極，電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2T，和反應Oz+4e-+2H20=40?,故B錯誤；

C.Li為活潑金屬，易與水反應，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應，并能傳導離子，故C正確；

D.該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；

K答案』選B。

18.(2022?福建卷)一種化學“自充電”的鋅-有機物電池，電解質為KOH和Zn(CH3coGJ%水溶液。將電池

暴露于空氣中，某電極無需外接電源即能實現(xiàn)化學自充電，該電極充放電原理如下圖所示。下列說法正確

的是

A.化學自充電時，c(OH-)增大

B.化學自充電時，電能轉化為化學能

C.化學自充電時，鋅電極反應式：Zn2++2e=Zn

D.放電時，外電路通過0.02mol電子，正極材料損耗0.78g

(答案UA

K解析》A.由圖可知，化學自充電時，消耗02,該反應為O2+2H2O+4e-=4OH-,《OH。增大，故A正

確；

B.化學自充電時，無需外接電源即能實現(xiàn)化學自充電，該過程不是電能轉化為化學能，故B錯誤；

C.由圖可知，化學自充電時，鋅電極作陰極，該電極的電極反應式為O2+2H2O+4e=4OH-,故C錯誤;

：NH-NH2

D.放電時，Imol，消耗2molK+,

外電路通過0.02mol電子時，正極物質增加0.02molK+,增力口的質量為0.02molx39g/mol=0.78g,故D錯誤;

故選Ao

19.（2022?全國乙卷）Li-O2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-O,電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產生電子（抹）和空穴（h+）,驅動陰極反應

（Li++片=Li）和陽極反應（Li2Ch+2h+=2Li++O2）對電池進行充電。下列敘述錯誤的是

A.充電時，電池的總反應Li?。？=2Li+。？

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-=Lia

（答案』C

K解析》充電時光照光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應（Li++e=Li+）和陽極反應

（Li2O2+2h+=2Li++O2）,則充電時總反應為Li2（）2=2Li+O2,結合圖示，充電時金屬Li電極為陰極，光催化

電極為陽極；則放電時金屬Li電極為負極，光催化電極為正極；據(jù)此作答。

A.光照時，光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應和陽極反應對電池進行充電，結合陰極反應和陽極

反應，充電時電池的總反應為Li2O2=2Li+O2,A正確；

B.充電時，光照光催化電極產生電子和空穴，陰極反應與電子有關，陽極反應與空穴有關，故充電效率與

光照產生的電子和空穴量有關，B正確；

C.放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li+從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；

D.放電時總反應為2Li+O2=Li2O2,正極反應為O2+2Li++2e-=Li2C>2,D正確；

R答案I選C。

20.（2022?廣東卷）科學家基于Cl2易溶于Cd,的性質，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作

+

儲能設備（如圖）。充電時電極a的反應為：NaTi2（PO4）3+2Na+2e-=Na3Ti2（PO4）3o下列說法正確的是

風力

發(fā)電

多孔炭

電極b

A.充電時電極b是陰極

B.放電時NaCl溶液的pH減小

C.放電時NaCl溶液的濃度增大

D.每生成ImolCU，電極a質量理論上增加23g

K答案工C

k解析』A.由充電時電極a的反應可知，充電時電極a發(fā)生還原反應，所以電極a是陰極，則電極b是

陽極，故A錯誤；

+

B.放電時電極反應和充電時相反，則由放電時電極a的反應為Mz3T（尸Q1-2e-=NaTi2（PO,）3+2Na可

知，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；

C.放電時負極反應為正極反應為C4+2e-=2C「，反應后Na+

和Cl-濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；

D.充電時陽極反應為2c廠-2e、C4T,陰極反應為岫方2（尸Oj+ZMr+Ze-MgTVPOj，由得失電

子守恒可知，每生成ImolCL,電極a質量理論上增加23g/molx2moi=46g,故D錯誤；

K答案》選C。

21.（2022?浙江卷）通過電解廢舊鋰電池中的LiMnq,可獲得難溶性的U2CO3和Milo〉電解示意圖如下（其

中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計）。下列說法不思

確的是

LiMn2O4/

濾布

A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應

2++

B.電極B的電極發(fā)應：2H2O+Mn-2e-=MnO2+4H

C.電解一段時間后溶液中Mi?+濃度保持不變

D.電解結束，可通過調節(jié)pH除去再加入Na2cO3溶液以獲得Li2cO3

R答案》c

K解析XA.由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉化為了MnCh,鎰元素化合價升高，失電子，則電極B

為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應，A正確；

B.由電解示意圖可知，電極B上MT+失電子轉化為了MnCh,電極反應式為：2H2O+Mn2+-2e-=MnCh+4H+,

B正確；

++2+

C.電極A為陰極，LiMmCU得電子，電極反應式為：2LiMn2O4+6e+16H=2Li+4Mn+8H2O,依據(jù)得失

電子守恒，電解池總反應為：2LiMn2CU+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反應生成了Mn2+,MM+濃度增大，

C錯誤；

D.電解池總反應為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,電解結束后，可通過調節(jié)溶液pH將錦離

子轉化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確；

K答案X選C。

22.(2022?遼寧卷)某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是

+

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

B.放電時C「透過多孔活性炭電極向Cd,中遷移

C.放電時每轉移lmol電子，理論上CJ吸收0.5molC12

D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大

K答案》A

+

K祥解》放電時負極反應：Na3Ti2(PO4)3-2C=NaTi2(PO4)3+2Na,正極反應：C12+2e=2Ch消耗氯氣，

放電時，陰離子移向負極，充電時陽極：2Cl-2e-=Cl2,由此R解析兀

+

K解析XA.放電時負極失電子，發(fā)生氧化反應，電極反應：Na3Ti2(PO4)3-2e=NaTi2(PO4)3+2Na,故

A正確；

B.放電時，陰離子移向負極，放電時Cl透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，故B錯誤；

C.放電時每轉移Imol電子，正極：Cb+2e-=2Cr,理論上CCl」釋放O.5molCl2,故C錯誤；

D.充電過程中，陽極：2Cl-2e-=C12,消耗氯離子，NaCl溶液濃度減小，故D錯誤；

故選A?

23.（2021.河北卷）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

有機電解'質1有疝電解質2

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KCh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

K答案』D

（祥解可由圖可知，a電極為原電池的負極，單質鉀片失去電子發(fā)生氧化反應生成鉀離子，電極反應式為

K—e=K+,b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成超氧化鉀；據(jù)以上分析

解答。

k解析』A.金屬性強的金屬鉀易與氧氣反應，為防止鉀與氧氣反應，電池所選擇隔膜應允許K+通過，

不允許Q通過，故A正確；

B.由分析可知，放電時，a為負極，b為正極，電流由b電極沿導線流向a電極，充電時，b電極應與直流

電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；

C.由分析可知，生成Imol超氧化鉀時，消耗Imol氧氣，兩者的質量比值為lmolx71g/mol：lmolx32g/mol=2.22：

1,故C正確；

D.鉛酸蓄電池充電時的總反應方程式為2Pbsc）4+2H2O=PbCh+Pb+2H2s04,反應消耗2moi水，轉移2moi

39g

電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗水的質量為“■,xl8g/mol=1.8g,故D

39g/mol

錯誤；

故選D。

24.（2021?浙江卷）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卡得電子

成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為Lie。。?薄膜；集流體起導電作用。下列說法不口理的是

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Li]_xCoC）2+xLi++xe-=LiCoO2

電池總反應可表示為，、、

D.LiXSi+LL1XCo0Z9電Si+LiCoO乙,

（答案』B

I[祥解U由題中信息可知，該電池充電時Li+得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時作陰極，

故其在放電時作電池的負極，而電極B是電池的正極。

K解析XA.由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源的

負極相連，A說法正確；

B.放電時，外電路通過amol電子時，內電路中有amolLi*通過UPON薄膜電解質從負極遷移到正極，

但是LiPON薄膜電解質沒有損失Li*，B說法不正確；

C.放電時，電極B為正極，發(fā)生還原反應，反應可表示為1匕_<002+*U++*-=1（0。2，（^說法正確；

D.電池放電時，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li+，正極上Li-CoO2得到電子和Li+變?yōu)?/p>

充電

LiCoO,故電池總反應可表示為以D說法正確。

2敖電

綜上所述，相關說法不正確的是B,本題選B。

25.（2020?新課標I卷）科學家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅

和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CCh被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種

新途徑。

下列說法錯誤的是

A.放電時，負極反應為Zn—2F+40IT=Zn(OH)^

B.放電時，ImolCCh轉化為HCOOH,轉移的電子數(shù)為2moi

C.充電時，電池總反應為2Zn(0H)j=2Zn+O2T+4OH+2H2O

D.充電時，正極溶液中OH-濃度升高

K答案工D

R解析力由題可知，放電時，C02轉化為HCOOH,即CO2發(fā)生還原反應，故放電時右側電極為正極，左

側電極為負極，Zn發(fā)生氧化反應生成Zn(OH)：；充電時，右側為陽極，壓0發(fā)生氧化反應生成。2,左側

為陰極，Zn(OH)：發(fā)生還原反應生成Zn,以此分析解答。放電時，負極上Zn發(fā)生氧化反應，電極反應式

為：Zn-2e+40H=Zn(OH)^,故A正確；放電時，CCh轉化為HCOOH,C元素化合價降低2,則ImolCCh

轉化為HCOOH時，轉移電子數(shù)為2mol,故B正確；充電時，陽極上H2O轉化為