资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩24页未读，
继续阅读
所属成套资源：备战2024年高考化学一轮复习（新高考专用）
成套系列资料，整套一键下载
考点2 原电池 新型电源（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用）
展开
这是一份考点2 原电池 新型电源（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用），文件包含考点2原电池新型电源核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用原卷版docx、考点2原电池新型电源核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用教师版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共65页， 欢迎下载使用。
1．3年真题考点分布
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：
①原电池的工作原理及其应用；
②新型电源装置的分析。
【备考策略】试题主要考查原电池的工作原理及其应用，意在考查考生的变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养，及信息获取、理解掌握和知识整合的学科关键能力。
【命题预测】能分析、解释原电池的工作原理，利用相关信息分析化学电源的工作原理。
考法1 原电池原理及其应用
一、原电池的工作原理及应用
1.本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
2.构成条件
(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：
①电解质溶液；
②两电极直接或间接接触；
③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理
以锌铜原电池为例
(1)反应原理
(2)盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。
（3）单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比
4.原电池原理的应用
(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。
(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。
(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
(4)设计制作化学电源
①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。
二、常见化学电源及工作原理
（一）一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用
1.碱性锌锰干电池
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
负极材料：Zn。
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。
正极材料：碳棒。
电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。
2.纽扣式锌银电池
总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
电解质是KOH。
负极材料：Zn。
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。
正极材料：Ag2O。
电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。
3.锂电池
Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。
(1)负极材料为锂，电极反应为8Li－8e－===8Li＋。
(2)正极的电极反应为3SOCl2＋8e－===2S＋SOeq \\al(2－,3)＋6Cl－。
（二）二次电池：放电后能充电复原继续使用
1.铅酸蓄电池总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)
(1)放电时——原电池
负极反应：Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)；
正极反应：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。
(2)充电时——电解池
阴极反应：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)；
阳极反应：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)。
2.图解二次电池的充放电
3.二次电池的充放电规律
(1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。
(2)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。
（三）燃料电池
1.氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
2.解答燃料电池题目的思维模型
3.解答燃料电池题目的几个关键点
(1)要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
(2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。
(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
三、多池串联的两大模型及原理
1．常见多池串联装置图
（1）外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
（2）原电池与电解池的串联(如图)
甲、乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。
2．二次电池的充电
(1)可充电电池原理示意图
充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作“正接正，负接负”。
(2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、放电不是可逆反应。
(3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
例：Fe＋Ni2O3＋3H2Oeq \(,\s\up11(放电),\s\d4(充电))Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，放电时负极的电极反应式为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，则充电时阴极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。
3．电化学计算的三种方法
如以电路中通过4 ml e－为桥梁可构建以下关系式：
(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)
该关系式具有总览电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
四、多室装置的分析
1．离子交换膜的分类和应用
2．分析某室质量变化的关键
分析某室质量的变化，既要考虑该区(或该电极)的化学反应，又要考虑通过“交换膜”的离子带来的质量变化。
【典例1】（辽宁省重点中学2023届高三模拟）未来的某一天，我们开着一辆电动汽车，当电池能量即将耗尽时，只需将汽车开到附近的加氨站，5分钟内就能加满一桶液态氨，电池表便显示满格，加满后汽车能开1000公里以上，且加氨价格低廉。随着“氨—氢”燃料电池的推出，这样的场景很快就要变成现实。我国某大学设计的间接氨燃料固体氧化物燃料电池的工作原理如图所示，氨首先经过重整装置在催化剂(未标出)表面分解生成与。下列说法错误的是
A．电池工作时，a极的电极反应式为
B．电池工作时，b极发生还原反应
C．的键角小于的键角
D．大面积推广“氨—氢”燃料电池，有利于减少碳的排放量
【典例2】 (2023届重庆市高三模拟)液态金属电池在规模储能领域具有重要的应用前景。某可充电液态金属电池放电时的工作原理如图所示，电池采用了三层液态设计，其三层液体因密度差和互不混溶而自动分层：隔膜为法拉第选择性膜，该膜既有电子通道，又有离子通道(除外)。
下列说法错误的是
A．放电时电极Y为正极
B．充电时阴极反应式为
C．放电时外电路转移2ml电子，得到Pb的总物质的量为1ml
D．法拉第选择性膜避免了直接接触Li而导致充放电性能下降
1．（福建省福州市2023-2024学年高三质量检测）我国科学家经过研究发明了以下装置从海水中提取锂单质，其工作原理如图所示。该装置运行期间电极Ⅱ上产生和气体X。下列说法错误的是
A．该装置实现了“太阳能→电能→化学能”的转化
B．电极Ⅰ连接太阳能电池的负极
C．工作时，电极Ⅱ附近溶液的pH增大
D．实验室检验气体X可用湿润的淀粉-KI试纸
2．（湖北省武汉市武昌区2022-2023学年高三质量检测）我国科技工作者利用水热法制备了六方钴纳米片(hcp—C)，可应用于高效电催化NO的还原。下列说法错误的是
A．六方钴纳米片有利于NO分子的活化
B．负极的电极反应为：
C．理论上每消耗1ml Zn，可放出8.96L
D．该过程的总反应为：
3．（河北省衡水中学2023届高三调研）我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合，实现协同转化。
①单独制备：，不能自发进行；
②单独脱除：，能自发进行。
协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列分析错误的是
A．左侧电极电势比右侧电极电势低
B．产生的电极反应：
C．反应过程中不需补加稀
D．协同转化总反应：
考法2 新型电源
一、浓差电池
1．在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及到“离子交换膜”。
(1)常见的离子交换膜
(2)离子交换膜的作用
①能将两极区隔离，阻止两极物质发生化学反应。
②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)离子交换膜的选择依据
离子的定向移动。
2．“浓差电池”的分析方法
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，离子均是由“高浓度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正、负极，这是解题的关键。
二、燃料电池电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②
①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：写出电池的正极反应式。
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同：
第三步：电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。
三、新型电源及电极反应式的书写
1．电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)
eq \x(\a\al(列物质,标得失))—eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(负极发生氧化反应,正极发生还原反应))—eq \a\vs4\al(参加反应的微粒,和得失电子数)
↓
eq \x(\a\al(看环境,配守恒))—eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极,产物，即看H＋、OH－、H2O等是否参加反应,遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒))
↓
eq \x(\a\al(两式加,验总式))—两电极反应式相加，与总反应式对照验证
2．已知总方程式，书写电极反应式
(1)书写步骤
步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。
步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极，得电子的电极为正极；确定溶液的酸碱性。
步骤三：写电极反应式。
负极反应：还原剂－ne－===氧化产物
正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物
(2)书写技巧
若某电极反应式较难写时，可先写出较易写的电极反应式，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。如CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中，
总反应式为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，
正极反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，
则负极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋。
【易错警示】简单电极反应中转移的电子数必须与总反应方程式中转移的电子数相同。
3．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应式总结
负极eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(酸做介质：H2－2e－===2H＋,碱做介质：H2－2e－＋2OH－===2H2O,熔融金属氧化物做介质：H2－2e－＋O2－===H2O,熔融碳酸盐做介质：H2－2e－＋COeq \\al(2－,3)===H2O＋CO2))
正极eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(酸做介质：O2＋4e－＋4H＋===2H2O,碱做介质：O2＋4e－＋2H2O===4OH－,熔融金属氧化物做介质：O2＋4e－===2O2－,熔融碳酸盐做介质：O2＋4e－＋2CO2===2COeq \\al(2－,3)))
【典例3】 (重庆市九龙坡区2023届学业质量调研)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为和Mn2+。下列说法错误的是
A．电极材料为，电极材料为
B．电池作一段时间后，溶液的变小
C．电极的反应式为
D．若电路中通过，则稀硫酸溶液质量增加
【典例4】 (辽宁省丹东市2023届高三模拟)锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一。某碱性锌铁液流电池工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电子流动方向：电极→导线→惰性电极
B．放电时左池中溶液逐渐减小
C．当通过膜时，电极质量减少
D．电池总反应为：
1．（福建省名校联盟全国优质校2023届高三大联考）锂硫电池放电过程中正极变化为。我国科学家掺入Ni解决、、溶解度小、易透过隔膜的问题。下列说法正确的是
A．放电时，负极电解质溶液每增重0.07g，电路转移电子
B．充电时，电池的总反应方程式为
C．Ni对多硫化物的吸附能力相比于石墨烯更小
D．Ni应当掺杂在电池隔膜的正极一侧
2．（湖北省华大新高考联盟2023届高三二模）中科院大连化物所储能技术研究部提出了一种基于Br-辅助MnO2放电的混合型液流电池，装置如图所示，下列说法错误的是
A．充电时，H+向电极A迁移
B．在放电过程中，可利用Br-及时清除电极B上的“死锰”(MnO2)，提高充放电过程的可逆性
C．充电时，电极B上还可能发生：2Br--2e-=Br2
D．放电时，在该环境下的氧化性：Cr2+>Mn3+
3．（广东省梅州市2023届高三模拟）一种新型可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，电极N是负极
B．充电时，通过钠离子交换膜向M极移动
C．放电时，N极电极反应为
D．充电时，每生成1ml Na，有机电解质的整体质量减小23g
【基础过关】
1．（山东省德州市2023届高三三模）我国科学家研究出一种新型水系电池，其结构如下图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是
A．通过阴离子交换膜向a电极移动
B．左侧极室中减小
C．a极的电极反应式为
D．每转移，右侧极室中溶液质量增大34g
2．（辽宁省鞍山市第一中学2023届高三模拟）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是
A．该电池使用不当，易造成大气污染。
B．在正极起催化作用
C．正极电极上发生的反应为
D．当1ml参加反应时，有12ml透过质子交换膜进入到电池的负极
3．（福建省莆田市2022-2023学年高三质量检测）我国科研团队设计的一种新型固态电解质的氟离子电池打破了高温条件的限制，实现了室温下氟离子全固态电池的稳定循环。某全固态电解质的氟离子电池工作时的物质转化及放电时的迁移方向如图所示。下列有关说法错误的是
A．放电时，a极为正极，发生还原反应
B．充电时，由b极向a极迁移
C．放电时，b极的电极反应式为
D．充电时，外电路每通过，a极消耗
4．（湖北省荆州市沙市中学2023届高三模拟）传统的金属电极在浓电解液中转化为，沉积/剥离库仑效率20次循环后迅速下降。复旦大学研究采用了微溶的金属碳酸盐和独特的固-固(StS)转换反应，设计出石墨烯(ZZG)电极的概念电池表现出91.3%的高锌利用率，并且寿命长达2000次。镍基ZZG电池充电时工作原理如图
下列说法不正确的是
A．放电时电子流向镍基电极
B．放电时负极
C．充电时溶解平衡正向移动
D．将KOH浓度由0.1ml/L提高至6ml/L利于该电池的充放电
5．（湖南省常德市2023届高三第一次模拟）目前科学家发明了一种利用微生物进行脱硫、脱氮的原电池装置，其基本原理如图所示(图中隔膜为质子交换膜)。下列有关说法正确的是
A．a极的电极反应式为
B．H+从B室向A室迁移
C．电池工作时，线路中通过1ml电子，则在b极析出2.24LN2
D．若用该电池给铅蓄电池充电，应将b极连在正极上
6．（广东省湛江市2023届高三第二次模拟）一种双膜二次电池放电时的工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．充电时，极的电极反应式为
B．为阳离子交换膜，为阴离子交换膜
C．充电时的总反应：
D．放电时，每消耗(标准状况)，理论上有电子通过用电器
7．（河北省衡水市第二中学2023届高三三模）纳米硅基锂电池是一种新型二次电池，电池装置如图所示，电池反应式为
下列说法错误的是
A．电解质可选用能导电的有机聚合物
B．电池放电时，由b极移向a极
C．聚合物隔膜将正、负极隔开，可使电子通过
D．充电时，a极反应式为
8．（江苏省南通市如皋市2023届高三三模）一种可用于吸收的电池，其工作时的原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极a上发生的电极反应为
B．Ⅰ室出口处溶液的pH大于入口处
C．如果将Ⅰ室、Ⅱ室间改为阳离子交换膜，则电池工作时Ⅰ室可能有沉淀生成
D．该装置可以制取和
【能力提升】
9．（浙江省重点中学2023届高三模拟）直接燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是
A．电池工作时，电极I电势低
B．电极Ⅱ的反应式为：
C．电池总反应为：
D．当电路中转移0.1ml电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g
10．（河北省保定市2023届高三二模）、和熔融可制作燃料电池，其原理如图所示，该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的氧化物，下列说法错误的是
A．石墨I为负极，发生氧化反应
B．石墨II电极反应式为
C．若电路中有电子转移，则理论上石墨II处需消耗(标准状况下)
D．放电过程中移向石墨I电极
11．（江苏省南通市2023届高三第三次调研）为探究与溶液的反应，进行如下实验：
实验1 将浓度均为溶液和溶液混合，有黄色沉淀产生，加入淀粉溶液，溶液不显蓝色。
实验2 搭建如图所示装置，闭合一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出。
下列说法正确的是
A．实验1反应后的上层清液中
B．实验2的总反应方程式为
C．实验2反应一段时间后，左侧烧杯中增大，右侧烧杯中增大
D．实验1和实验2表明，和发生复分解反应的平衡常数比氧化还原反应的大
12．（湖北省华大新高考联盟2023届高三名校预测）某原电池装置如图所示，电池总反应为。下列说法错误的是
A．负极的电极反应式为
B．放电时，从左向右通过阳离子交换膜
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应不会改变
D．当电路中转移0.01ml时，阳离子交换膜左侧溶液中约减少0.01ml离子
13．（湖南省衡阳市部分学校2023届高三第二次联考）钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，与锂离子电池相比较，成本低，充电时间短。一种钠-空气电池的装置如图所示。该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道，放电时生成的填充在“空位”中，当“空位”填满后，放电终止。下列说法正确的是
A．放电时，M为阴极
B．放电时，N电极发生的电极反应为
C．充电时，每转移，N电极减轻
D．该电池的比能量比锂离子电池低
14．（广东省广州市天河区2023届高三三模）全钒液流电池具有响应速度快、操作安全、使用寿命长等优点，被广泛应用于各领域，原理如图所示。下列有关说法正确的是
A．放电时，A极为负极，发生还原反应
B．放电时，B极反应式为VO+2H++e-=VO2++H2O
C．充电时，电子移动方向为A极→隔膜→B极
D．充电时，A极反应式为V2+-e-=V3+
15．（浙江省四校联盟2023届高三模拟）光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展，该电池工作原理如下图所示。下列有关说法不正确的是
A．充电时，电子从光催化电极流出通过导线流向石墨电极
B．放电时，每消耗1 ml ，离子交换膜左室电解质溶液质量减少46 g
C．充电时，通过离子交换膜进入右室
D．放电时，石墨电极的电极反应式为
16．（海南省海口市2023届高三一模联考）是重要的燃料，可将其设计成燃料电池，原理如图所示。下列有关叙述正确的是
A．该电池可将化学能完全转化为电能
B．该电池工作时，电子由b电极经外电路流向a电极
C．a电极的电极反应式为
D．该电池工作时，当外电路中有0.1 ml 通过时，b极消耗0.56 L
【真题感知】
1.（2023·山东卷第11题）利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A. 甲室Cu电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为：
D. NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
2.（2022·广东卷）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。
下列说法正确的是
A. 充电时电极b是阴极
B. 放电时溶液的减小
C. 放电时溶液的浓度增大
D. 每生成，电极a质量理论上增加
3.(2022·广东，16)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A．充电时电极b是阴极
B．放电时NaCl溶液的pH减小
C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成1 ml Cl2，电极a质量理论上增加23 g
4.（2022·海南卷）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是
A. 在b电极上，被还原
B. 金属Ag可作为a电极的材料
C. 改变工作电源电压，反应速率不变
D. 电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少
5.（2022·浙江卷）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是（ ）
A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1ml·L-1)
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D.pH计工作时，电能转化为化学能
6. （2021·广东卷）火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时
A. 负极上发生还原反应B. CO2在正极上得电子
C. 阳离子由正极移向负极D. 将电能转化为化学能
7. （2021·广东卷）钴(C)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
A. 工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B. 生成 1mlC，Ⅰ室溶液质量理论上减少16g
C. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D. 电解总反应：2C2++2H2O2 C +O2↑+4H+
8. （2021·河北卷）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是（ ）
A. 隔膜允许K+通过，不允许O2通过
B. 放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
C. 产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D. 用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水
9. （2021·湖南卷）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：
下列说法错误的是（ ）
A. 放电时，N极为正极
B. 放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小
C. 充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e—=Zn
D. 隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
10.（2021·辽宁卷）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物。下列说法正确的是
A.放电时，M电极反应为 B.放电时，由M电极向N电极移动
C.充电时，M电极的质量减小 D.充电时，N电极反应为
11. （2021·山东卷）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是( )
A. 放电过程中，K+均向负极移动
B. 放电过程中，KOH物质的量均减小
C. 消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大
D. 消耗1mlO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
12. （2021·浙江卷）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是
A. 充电时，集流体A与外接电源的负极相连
B. 放电时，外电路通过电子时，薄膜电解质损失
C. 放电时，电极B为正极，反应可表示为
D. 电池总反应可表示为
年份
卷区
考点分布
原电池原理
新型电源
原电池原理的应用
综合应用
2023
广东
√
√
√
海南
√
√
辽宁
√
山东
√
√
2022
广东
√
√
湖南
√
√
辽宁
√
√
2021
广东
√
河北
√
√
湖南
√
√
√
辽宁
√
√
山东
√
√
浙江
√
电极名称
负极
正极
电极材料
锌片
铜片
电极反应
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
由Zn片沿导线流向Cu片
盐桥中离子移向
盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
名称
单液原电池
双液原电池
装置
相同点
正、负极电极反应，总反应式，电极现象
不同点
还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗
Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长
种类
酸性
碱性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式
2H2＋O2===2H2O
备注
燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用
阳离子交换膜
只允许阳离子(包括H＋)通过
阴离子交换膜
只允许阴离子通过
质子交换膜
只允许H＋通过
燃料电池电解质
正极反应式
酸性电解质
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
碱性电解质
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
固体电解质
(高温下能传导O2－)
O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)
O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)
1．3年真题考点分布
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：
①原电池的工作原理及其应用；
②新型电源装置的分析。
【备考策略】试题主要考查原电池的工作原理及其应用，意在考查考生的变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养，及信息获取、理解掌握和知识整合的学科关键能力。
【命题预测】能分析、解释原电池的工作原理，利用相关信息分析化学电源的工作原理。
考法1 原电池原理及其应用
一、原电池的工作原理及应用
1.本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
2.构成条件
(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：
①电解质溶液；
②两电极直接或间接接触；
③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理
以锌铜原电池为例
(1)反应原理
(2)盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。
（3）单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比
4.原电池原理的应用
(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。
(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。
(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
(4)设计制作化学电源
①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。
二、常见化学电源及工作原理
（一）一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用
1.碱性锌锰干电池
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
负极材料：Zn。
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。
正极材料：碳棒。
电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。
2.纽扣式锌银电池
总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
电解质是KOH。
负极材料：Zn。
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。
正极材料：Ag2O。
电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。
3.锂电池
Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。
(1)负极材料为锂，电极反应为8Li－8e－===8Li＋。
(2)正极的电极反应为3SOCl2＋8e－===2S＋SOeq \\al(2－,3)＋6Cl－。
（二）二次电池：放电后能充电复原继续使用
1.铅酸蓄电池总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)
(1)放电时——原电池
负极反应：Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)；
正极反应：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。
(2)充电时——电解池
阴极反应：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)；
阳极反应：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)。
2.图解二次电池的充放电
3.二次电池的充放电规律
(1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。
(2)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。
（三）燃料电池
1.氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
2.解答燃料电池题目的思维模型
3.解答燃料电池题目的几个关键点
(1)要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
(2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。
(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
三、多池串联的两大模型及原理
1．常见多池串联装置图
（1）外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
（2）原电池与电解池的串联(如图)
甲、乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。
2．二次电池的充电
(1)可充电电池原理示意图
充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作“正接正，负接负”。
(2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、放电不是可逆反应。
(3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
例：Fe＋Ni2O3＋3H2Oeq \(,\s\up11(放电),\s\d4(充电))Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，放电时负极的电极反应式为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，则充电时阴极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。
3．电化学计算的三种方法
如以电路中通过4 ml e－为桥梁可构建以下关系式：
(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)
该关系式具有总览电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
四、多室装置的分析
1．离子交换膜的分类和应用
2．分析某室质量变化的关键
分析某室质量的变化，既要考虑该区(或该电极)的化学反应，又要考虑通过“交换膜”的离子带来的质量变化。
【典例1】（辽宁省重点中学2023届高三模拟）未来的某一天，我们开着一辆电动汽车，当电池能量即将耗尽时，只需将汽车开到附近的加氨站，5分钟内就能加满一桶液态氨，电池表便显示满格，加满后汽车能开1000公里以上，且加氨价格低廉。随着“氨—氢”燃料电池的推出，这样的场景很快就要变成现实。我国某大学设计的间接氨燃料固体氧化物燃料电池的工作原理如图所示，氨首先经过重整装置在催化剂(未标出)表面分解生成与。下列说法错误的是
A．电池工作时，a极的电极反应式为
B．电池工作时，b极发生还原反应
C．的键角小于的键角
D．大面积推广“氨—氢”燃料电池，有利于减少碳的排放量
【典例2】 (2023届重庆市高三模拟)液态金属电池在规模储能领域具有重要的应用前景。某可充电液态金属电池放电时的工作原理如图所示，电池采用了三层液态设计，其三层液体因密度差和互不混溶而自动分层：隔膜为法拉第选择性膜，该膜既有电子通道，又有离子通道(除外)。
下列说法错误的是
A．放电时电极Y为正极
B．充电时阴极反应式为
C．放电时外电路转移2ml电子，得到Pb的总物质的量为1ml
D．法拉第选择性膜避免了直接接触Li而导致充放电性能下降
1．（福建省福州市2023-2024学年高三质量检测）我国科学家经过研究发明了以下装置从海水中提取锂单质，其工作原理如图所示。该装置运行期间电极Ⅱ上产生和气体X。下列说法错误的是
A．该装置实现了“太阳能→电能→化学能”的转化
B．电极Ⅰ连接太阳能电池的负极
C．工作时，电极Ⅱ附近溶液的pH增大
D．实验室检验气体X可用湿润的淀粉-KI试纸
2．（湖北省武汉市武昌区2022-2023学年高三质量检测）我国科技工作者利用水热法制备了六方钴纳米片(hcp—C)，可应用于高效电催化NO的还原。下列说法错误的是
A．六方钴纳米片有利于NO分子的活化
B．负极的电极反应为：
C．理论上每消耗1ml Zn，可放出8.96L
D．该过程的总反应为：
3．（河北省衡水中学2023届高三调研）我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合，实现协同转化。
①单独制备：，不能自发进行；
②单独脱除：，能自发进行。
协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列分析错误的是
A．左侧电极电势比右侧电极电势低
B．产生的电极反应：
C．反应过程中不需补加稀
D．协同转化总反应：
考法2 新型电源
一、浓差电池
1．在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及到“离子交换膜”。
(1)常见的离子交换膜
(2)离子交换膜的作用
①能将两极区隔离，阻止两极物质发生化学反应。
②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)离子交换膜的选择依据
离子的定向移动。
2．“浓差电池”的分析方法
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，离子均是由“高浓度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正、负极，这是解题的关键。
二、燃料电池电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②
①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：写出电池的正极反应式。
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同：
第三步：电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。
三、新型电源及电极反应式的书写
1．电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)
eq \x(\a\al(列物质,标得失))—eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(负极发生氧化反应,正极发生还原反应))—eq \a\vs4\al(参加反应的微粒,和得失电子数)
↓
eq \x(\a\al(看环境,配守恒))—eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极,产物，即看H＋、OH－、H2O等是否参加反应,遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒))
↓
eq \x(\a\al(两式加,验总式))—两电极反应式相加，与总反应式对照验证
2．已知总方程式，书写电极反应式
(1)书写步骤
步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。
步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极，得电子的电极为正极；确定溶液的酸碱性。
步骤三：写电极反应式。
负极反应：还原剂－ne－===氧化产物
正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物
(2)书写技巧
若某电极反应式较难写时，可先写出较易写的电极反应式，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。如CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中，
总反应式为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，
正极反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，
则负极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋。
【易错警示】简单电极反应中转移的电子数必须与总反应方程式中转移的电子数相同。
3．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应式总结
负极eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(酸做介质：H2－2e－===2H＋,碱做介质：H2－2e－＋2OH－===2H2O,熔融金属氧化物做介质：H2－2e－＋O2－===H2O,熔融碳酸盐做介质：H2－2e－＋COeq \\al(2－,3)===H2O＋CO2))
正极eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(酸做介质：O2＋4e－＋4H＋===2H2O,碱做介质：O2＋4e－＋2H2O===4OH－,熔融金属氧化物做介质：O2＋4e－===2O2－,熔融碳酸盐做介质：O2＋4e－＋2CO2===2COeq \\al(2－,3)))
【典例3】 (重庆市九龙坡区2023届学业质量调研)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为和Mn2+。下列说法错误的是
A．电极材料为，电极材料为
B．电池作一段时间后，溶液的变小
C．电极的反应式为
D．若电路中通过，则稀硫酸溶液质量增加
【典例4】 (辽宁省丹东市2023届高三模拟)锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一。某碱性锌铁液流电池工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电子流动方向：电极→导线→惰性电极
B．放电时左池中溶液逐渐减小
C．当通过膜时，电极质量减少
D．电池总反应为：
1．（福建省名校联盟全国优质校2023届高三大联考）锂硫电池放电过程中正极变化为。我国科学家掺入Ni解决、、溶解度小、易透过隔膜的问题。下列说法正确的是
A．放电时，负极电解质溶液每增重0.07g，电路转移电子
B．充电时，电池的总反应方程式为
C．Ni对多硫化物的吸附能力相比于石墨烯更小
D．Ni应当掺杂在电池隔膜的正极一侧
2．（湖北省华大新高考联盟2023届高三二模）中科院大连化物所储能技术研究部提出了一种基于Br-辅助MnO2放电的混合型液流电池，装置如图所示，下列说法错误的是
A．充电时，H+向电极A迁移
B．在放电过程中，可利用Br-及时清除电极B上的“死锰”(MnO2)，提高充放电过程的可逆性
C．充电时，电极B上还可能发生：2Br--2e-=Br2
D．放电时，在该环境下的氧化性：Cr2+>Mn3+
3．（广东省梅州市2023届高三模拟）一种新型可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，电极N是负极
B．充电时，通过钠离子交换膜向M极移动
C．放电时，N极电极反应为
D．充电时，每生成1ml Na，有机电解质的整体质量减小23g
【基础过关】
1．（山东省德州市2023届高三三模）我国科学家研究出一种新型水系电池，其结构如下图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是
A．通过阴离子交换膜向a电极移动
B．左侧极室中减小
C．a极的电极反应式为
D．每转移，右侧极室中溶液质量增大34g
2．（辽宁省鞍山市第一中学2023届高三模拟）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是
A．该电池使用不当，易造成大气污染。
B．在正极起催化作用
C．正极电极上发生的反应为
D．当1ml参加反应时，有12ml透过质子交换膜进入到电池的负极
3．（福建省莆田市2022-2023学年高三质量检测）我国科研团队设计的一种新型固态电解质的氟离子电池打破了高温条件的限制，实现了室温下氟离子全固态电池的稳定循环。某全固态电解质的氟离子电池工作时的物质转化及放电时的迁移方向如图所示。下列有关说法错误的是
A．放电时，a极为正极，发生还原反应
B．充电时，由b极向a极迁移
C．放电时，b极的电极反应式为
D．充电时，外电路每通过，a极消耗
4．（湖北省荆州市沙市中学2023届高三模拟）传统的金属电极在浓电解液中转化为，沉积/剥离库仑效率20次循环后迅速下降。复旦大学研究采用了微溶的金属碳酸盐和独特的固-固(StS)转换反应，设计出石墨烯(ZZG)电极的概念电池表现出91.3%的高锌利用率，并且寿命长达2000次。镍基ZZG电池充电时工作原理如图
下列说法不正确的是
A．放电时电子流向镍基电极
B．放电时负极
C．充电时溶解平衡正向移动
D．将KOH浓度由0.1ml/L提高至6ml/L利于该电池的充放电
5．（湖南省常德市2023届高三第一次模拟）目前科学家发明了一种利用微生物进行脱硫、脱氮的原电池装置，其基本原理如图所示(图中隔膜为质子交换膜)。下列有关说法正确的是
A．a极的电极反应式为
B．H+从B室向A室迁移
C．电池工作时，线路中通过1ml电子，则在b极析出2.24LN2
D．若用该电池给铅蓄电池充电，应将b极连在正极上
6．（广东省湛江市2023届高三第二次模拟）一种双膜二次电池放电时的工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．充电时，极的电极反应式为
B．为阳离子交换膜，为阴离子交换膜
C．充电时的总反应：
D．放电时，每消耗(标准状况)，理论上有电子通过用电器
7．（河北省衡水市第二中学2023届高三三模）纳米硅基锂电池是一种新型二次电池，电池装置如图所示，电池反应式为
下列说法错误的是
A．电解质可选用能导电的有机聚合物
B．电池放电时，由b极移向a极
C．聚合物隔膜将正、负极隔开，可使电子通过
D．充电时，a极反应式为
8．（江苏省南通市如皋市2023届高三三模）一种可用于吸收的电池，其工作时的原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极a上发生的电极反应为
B．Ⅰ室出口处溶液的pH大于入口处
C．如果将Ⅰ室、Ⅱ室间改为阳离子交换膜，则电池工作时Ⅰ室可能有沉淀生成
D．该装置可以制取和
【能力提升】
9．（浙江省重点中学2023届高三模拟）直接燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是
A．电池工作时，电极I电势低
B．电极Ⅱ的反应式为：
C．电池总反应为：
D．当电路中转移0.1ml电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g
10．（河北省保定市2023届高三二模）、和熔融可制作燃料电池，其原理如图所示，该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的氧化物，下列说法错误的是
A．石墨I为负极，发生氧化反应
B．石墨II电极反应式为
C．若电路中有电子转移，则理论上石墨II处需消耗(标准状况下)
D．放电过程中移向石墨I电极
11．（江苏省南通市2023届高三第三次调研）为探究与溶液的反应，进行如下实验：
实验1 将浓度均为溶液和溶液混合，有黄色沉淀产生，加入淀粉溶液，溶液不显蓝色。
实验2 搭建如图所示装置，闭合一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出。
下列说法正确的是
A．实验1反应后的上层清液中
B．实验2的总反应方程式为
C．实验2反应一段时间后，左侧烧杯中增大，右侧烧杯中增大
D．实验1和实验2表明，和发生复分解反应的平衡常数比氧化还原反应的大
12．（湖北省华大新高考联盟2023届高三名校预测）某原电池装置如图所示，电池总反应为。下列说法错误的是
A．负极的电极反应式为
B．放电时，从左向右通过阳离子交换膜
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应不会改变
D．当电路中转移0.01ml时，阳离子交换膜左侧溶液中约减少0.01ml离子
13．（湖南省衡阳市部分学校2023届高三第二次联考）钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，与锂离子电池相比较，成本低，充电时间短。一种钠-空气电池的装置如图所示。该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道，放电时生成的填充在“空位”中，当“空位”填满后，放电终止。下列说法正确的是
A．放电时，M为阴极
B．放电时，N电极发生的电极反应为
C．充电时，每转移，N电极减轻
D．该电池的比能量比锂离子电池低
14．（广东省广州市天河区2023届高三三模）全钒液流电池具有响应速度快、操作安全、使用寿命长等优点，被广泛应用于各领域，原理如图所示。下列有关说法正确的是
A．放电时，A极为负极，发生还原反应
B．放电时，B极反应式为VO+2H++e-=VO2++H2O
C．充电时，电子移动方向为A极→隔膜→B极
D．充电时，A极反应式为V2+-e-=V3+
15．（浙江省四校联盟2023届高三模拟）光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展，该电池工作原理如下图所示。下列有关说法不正确的是
A．充电时，电子从光催化电极流出通过导线流向石墨电极
B．放电时，每消耗1 ml ，离子交换膜左室电解质溶液质量减少46 g
C．充电时，通过离子交换膜进入右室
D．放电时，石墨电极的电极反应式为
16．（海南省海口市2023届高三一模联考）是重要的燃料，可将其设计成燃料电池，原理如图所示。下列有关叙述正确的是
A．该电池可将化学能完全转化为电能
B．该电池工作时，电子由b电极经外电路流向a电极
C．a电极的电极反应式为
D．该电池工作时，当外电路中有0.1 ml 通过时，b极消耗0.56 L
【真题感知】
1.（2023·山东卷第11题）利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A. 甲室Cu电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为：
D. NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
2.（2022·广东卷）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。
下列说法正确的是
A. 充电时电极b是阴极
B. 放电时溶液的减小
C. 放电时溶液的浓度增大
D. 每生成，电极a质量理论上增加
3.(2022·广东，16)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A．充电时电极b是阴极
B．放电时NaCl溶液的pH减小
C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成1 ml Cl2，电极a质量理论上增加23 g
4.（2022·海南卷）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是
A. 在b电极上，被还原
B. 金属Ag可作为a电极的材料
C. 改变工作电源电压，反应速率不变
D. 电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少
5.（2022·浙江卷）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是（ ）
A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1ml·L-1)
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D.pH计工作时，电能转化为化学能
6. （2021·广东卷）火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时
A. 负极上发生还原反应B. CO2在正极上得电子
C. 阳离子由正极移向负极D. 将电能转化为化学能
7. （2021·广东卷）钴(C)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
A. 工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B. 生成 1mlC，Ⅰ室溶液质量理论上减少16g
C. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D. 电解总反应：2C2++2H2O2 C +O2↑+4H+
8. （2021·河北卷）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是（ ）
A. 隔膜允许K+通过，不允许O2通过
B. 放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
C. 产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D. 用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水
9. （2021·湖南卷）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：
下列说法错误的是（ ）
A. 放电时，N极为正极
B. 放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小
C. 充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e—=Zn
D. 隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
10.（2021·辽宁卷）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物。下列说法正确的是
A.放电时，M电极反应为 B.放电时，由M电极向N电极移动
C.充电时，M电极的质量减小 D.充电时，N电极反应为
11. （2021·山东卷）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是( )
A. 放电过程中，K+均向负极移动
B. 放电过程中，KOH物质的量均减小
C. 消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大
D. 消耗1mlO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
12. （2021·浙江卷）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是
A. 充电时，集流体A与外接电源的负极相连
B. 放电时，外电路通过电子时，薄膜电解质损失
C. 放电时，电极B为正极，反应可表示为
D. 电池总反应可表示为
年份
卷区
考点分布
原电池原理
新型电源
原电池原理的应用
综合应用
2023
广东
√
√
√
海南
√
√
辽宁
√
山东
√
√
2022
广东
√
√
湖南
√
√
辽宁
√
√
2021
广东
√
河北
√
√
湖南
√
√
√
辽宁
√
√
山东
√
√
浙江
√
电极名称
负极
正极
电极材料
锌片
铜片
电极反应
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
由Zn片沿导线流向Cu片
盐桥中离子移向
盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
名称
单液原电池
双液原电池
装置
相同点
正、负极电极反应，总反应式，电极现象
不同点
还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗
Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长
种类
酸性
碱性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式
2H2＋O2===2H2O
备注
燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用
阳离子交换膜
只允许阳离子(包括H＋)通过
阴离子交换膜
只允许阴离子通过
质子交换膜
只允许H＋通过
燃料电池电解质
正极反应式
酸性电解质
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
碱性电解质
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
固体电解质
(高温下能传导O2－)
O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)
O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)
相关试卷
考点2 化学平衡 （核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用）： 这是一份考点2 化学平衡 （核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用），文件包含考点2化学平衡核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用原卷版docx、考点2化学平衡核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共52页， 欢迎下载使用。
考点1 化学反应速率（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用）： 这是一份考点1 化学反应速率（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用），文件包含考点1化学反应速率核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用原卷版docx、考点1化学反应速率核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共57页， 欢迎下载使用。
考点1 化学反应的热效应（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用）： 这是一份考点1 化学反应的热效应（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用），文件包含考点1化学反应的热效应核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用原卷版docx、考点1化学反应的热效应核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用教师版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共62页， 欢迎下载使用。
