新型高能化學(xué)電源 （全國(guó)版）-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

微專題34新型高能化學(xué)電源

萼情分析）

新型高能化學(xué)電源主要包括新型可充電電池和新型燃料電池。近幾年高考中的新型可充電

新

電池的種類較多，如“儲(chǔ)氫電池"、”鋰一空氣電池"、"高鐵電池"、"鋰硫電池”等。

型

高

能可充電電池是既能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（放電），又能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（充電）的可

化多次利用的一類電池。

學(xué)

電

新型燃料電池是利用氫氣、甲烷、甲醇、硼氫化物等為燃料與氧氣或空氣進(jìn)行反應(yīng)，將化\

源

學(xué)能酸轉(zhuǎn)化電能的一類原電池。其特點(diǎn)一是有兩個(gè)相同的多孔電極，同時(shí)兩個(gè)電極不參

與電極反應(yīng)；二是不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)存在電池內(nèi)；三是能量的轉(zhuǎn)化率高，燃

料電池具有高能環(huán)保、電壓穩(wěn)定、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)。

1.（2023?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題）|室溫鈉-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

-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪嗖膜上作為一個(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)：；S8+e玲；S『+e-玲sj,2Na++—S4+2（1--）e^NazSx

鈉電極

電解質(zhì)

下列敘述錯(cuò)誤的是

A.充電時(shí)Na+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玲b

C.放電時(shí)正極反應(yīng)為：2Na++gS8+2e-玲Na2sx

o

D.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能

【答案】A

【解析】A.充電時(shí)為電解池裝置，陽(yáng)離子移向陰極，即鈉電極，故充電時(shí)，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A

錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)Na在a電極失去電子，失去的電子經(jīng)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(jié)合得到NaS,電子在外電路的流向?yàn)閍fb,B正確；

2xX

C.由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時(shí)正極的反應(yīng)式為2Na++gS8+2e-fNa2Sx,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(dǎo)電性，可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能，D正確；

故答案選A。

2.(2023?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題)一種以VQs和Zn為電極、ZnCBSOs)?水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖

如下所示。放電時(shí)，Zi?+可插入VQs層間形成ZnxVQsFH?。。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

nb▽學(xué)/虱今暴覿n

V2O5ZnxV2O5rtH2O

Zn電極V2O5電極

Zn(CF3so3)2水溶液

A.放電時(shí)V2O5為正極

B.放電時(shí)Zn為由負(fù)極向正極遷移

C.充電總反應(yīng)：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O,-nH2O

2+

D.充電陽(yáng)極反應(yīng)：ZnxV2O5-nH2O-2xe=xZn+V2O5+nH2O

【答案】C

【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負(fù)極、匕。5為正極，電池的總反應(yīng)為

xZn+V,O5+nH9O=ZnxV,O5nHoO。

A.由題信息可知，放電時(shí)，Zr?+可插入VQs層間形成ZAVzCVnHQ,VQs發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時(shí)VQs

為正極，A說(shuō)法正確；

B.Zn為負(fù)極，放電時(shí)Zn失去電子變?yōu)閆n"，陽(yáng)離子向正極遷移，則放電時(shí)Z/+由負(fù)極向正極遷移，B說(shuō)

法正確；

C.電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為xZn+Va+nHzOuZnxVa-nHq,則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為

ZnV

x205nH2Ox=Zn+V2O5+nH2O,C說(shuō)法不正確；

2+

D.充電陽(yáng)極上Zn^VzOs大應(yīng)。被氧化為VQS,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為Zn*VQ5nH2O-2xe=xZn+V2O5+nH2O,

D說(shuō)法正確；

綜上所述，本題選C。

1.電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的一般步驟(類似氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě))

列物質(zhì)_J負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)］_參加反應(yīng)的微粒

譬生「I正極發(fā)生還原反應(yīng)/和得失電子數(shù)

一一|■在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極

看環(huán)境

配守恒一\產(chǎn)物，即H+、OH，小0等是否參加反應(yīng)

|〔遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、電子守恒

兩式加

兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對(duì)照驗(yàn)證

驗(yàn)總式

2.突破二次電池的四個(gè)角度

裝置類型1放電——原電池

充電----電解池

放電時(shí)的正極為充電時(shí)的陽(yáng)極

通判也放電時(shí)的負(fù)極為充電時(shí)的陰極

放電時(shí)的正極反應(yīng)顛倒過(guò)來(lái)為充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)

書(shū)用放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)顛倒過(guò)來(lái)為充電時(shí)的陰極反應(yīng)

由生成的一極移向消耗的一極。區(qū)域pH變化:

離子移動(dòng)

生成0H-或消耗H+的區(qū)域，pH增大；消耗

方向‘0H-或生成H+的區(qū)域，pH減小

1查漏補(bǔ)缺

1.新型可充電電池

(1)可充電電池有充電和放電兩個(gè)過(guò)程，放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。

(2)放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)互為逆反應(yīng)o

將負(fù)(正)極反應(yīng)式變換方向并將電子移項(xiàng)即可得出陰(陽(yáng))極反應(yīng)式。

(3)充、放電時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷

分析電池工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的變化時(shí)，要結(jié)合電池總反應(yīng)進(jìn)行分析。

①首先應(yīng)分清電池是放電還是充電。

②再判斷出正、負(fù)極或陰、陽(yáng)極。

放電：陽(yáng)離子一正極，陰離子一負(fù)極；

充電：陽(yáng)離子一陰極，陰離子一陽(yáng)極；

總之：陽(yáng)離子一發(fā)生還原反應(yīng)的電極；陰離子一發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。

2.燃料電池中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

第一步：寫(xiě)出電池總反應(yīng)式

燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加和后的反應(yīng)。

如甲烷燃料電池(電解質(zhì)為NaOH溶液)的反應(yīng)式為

CH4+2O2=CO2+2H,0①

C02+2NaOH=Na2CO3+H2O②

①式+②式得燃料電池總反應(yīng)式為CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O?

第二步：寫(xiě)出電池的正極反應(yīng)式

根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)式有

所不同，大致有以下四種情況：

(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：

Ch+4H++4e-=2H2Oo

(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：

O2+2H2O+4e=4OH0

⑶固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)。2一)環(huán)境下電極反應(yīng)式：

O2+4e^^=2O2o

(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2co3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：

-

O2+2CO2+4e=2COr=

第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫(xiě)出負(fù)極反應(yīng)式

電池反應(yīng)的總反應(yīng)式一電池正極反應(yīng)式=電池負(fù)極反應(yīng)式。因?yàn)椴皇秦?fù)極反應(yīng)物，因此兩個(gè)反應(yīng)式相減

時(shí)要徹底消除02。

3.氫氧燃料電池在四種常見(jiàn)介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)

-+

<H2-2e=2H酸作介質(zhì)

H2-2e+20H=2H2O堿作介質(zhì)

-2

負(fù)極，H2-2e+O-=H2O熔融金屬氧化物作介質(zhì)

H2-2e+COF=H2O+CO2熔融碳酸鹽

、作介質(zhì)

"。2+4屋+4H'「^=2H2O酸作介質(zhì)

O+4e"+2HO=4OH^堿作介質(zhì)

正極<22

Ch+4e——2。2-熔融金屬氧化物作介質(zhì)

-

.O2+4e+2CO2=2COr熔融碳酸鹽作介質(zhì)

1.(］。22?全國(guó)?統(tǒng)考高考真金)Li-O2電池比能量高，在汽車(chē)、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái)科學(xué)

家研究了一種光照充電Li-。。電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e)和空穴(h+),驅(qū)動(dòng)陰極反

應(yīng)(Li++仁=Li)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是

A.充電時(shí)，電池的總反應(yīng)Li。=2Li+C)2

B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)

C.放電時(shí)，Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移

D.放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)。2+2口++26一=口2。2

【答案】C

++

【解析】充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-=Li+)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h=2Li+O2),

則充電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+C)2,結(jié)合圖示，充電時(shí)金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽(yáng)極；則放電時(shí)金屬

Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極。

A.光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽(yáng)極

反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為口2。2=2口+。2,A正確；

B.充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽(yáng)極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與

光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；

C.放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過(guò)離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤;

D.放電時(shí)總反應(yīng)為2日+。2=山。2,正極反應(yīng)為6+2Li++2e-=Li2O2,D正確；

答案選C。

)一種水性電解液Zn-MnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，ZM+以Zn(OH)

;存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是

MnO2電極離子選擇隔膜Zn電極

A.回區(qū)的K+通過(guò)隔膜向團(tuán)區(qū)遷移

B.團(tuán)區(qū)的S。：通過(guò)隔膜向團(tuán)區(qū)遷移

+2+

C.MnCh電極反應(yīng)：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+2+

D.電池總反應(yīng)：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn(OH)+Mn+2H2O

【答案】A

【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，團(tuán)區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH=Zn(OH)

4~,回區(qū)MnCh為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=MM++2H2O；電池在工作過(guò)程中，由于兩個(gè)離子選

擇隔膜沒(méi)有指明的陽(yáng)離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過(guò)陰、陽(yáng)離子，因此可以得到回區(qū)

消耗H+,生成MM+,回區(qū)的K+向園區(qū)移動(dòng)或回區(qū)的SO：向回區(qū)移動(dòng)，回區(qū)消耗OH:生成Zn(OH)j,回區(qū)的S0『

向回區(qū)移動(dòng)或國(guó)區(qū)的K+向團(tuán)區(qū)移動(dòng)。

A.根據(jù)分析，回區(qū)的K+只能向團(tuán)區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)分析，回區(qū)的SO；向田區(qū)移動(dòng)，B正確；

C.MnCh電極的電極反應(yīng)式為MnCh+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C正確；

D.電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)j+Mn2++2H2。，D正確；

故答案選Ao

1.寫(xiě)出不同環(huán)境下的甲烷燃料電池的正負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。

⑴酸性介質(zhì)(如H2so4)

負(fù)極：;

正極：__________________________________________________________________

總反應(yīng)式：。

(2)堿性介質(zhì)(如KOH)

負(fù)極：;

正極：；

總反應(yīng)式：O

(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)。2-)

負(fù)極：;

正極：;

總反應(yīng)式：o

(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2co3)環(huán)境下

負(fù)極：;

正極：;

總反應(yīng)式：O

-+

【答案】：⑴負(fù)極：CH4-8e+2H2O=CO2+8H

正極：202+81+8H+-4壓0

總反應(yīng)式：CH4+2O2=CO2+2H2O

-

(2)負(fù)極：CH4-8e"+10OH=COF+7H2O

正極：2O2+8I+4H2O=8OIT

總反應(yīng)式：CH4+2O2+20H=C0F+3H2O

2

(3)負(fù)極：CH4-8e+4O=CO2+2H2O

正極：2Ch+8e-=4C)2-

總反應(yīng)式：CH4+2O2=CO2+2H2O

-

(4)負(fù)極：CH4-8e+4COF=5CO2+2H2O

正極：2O2+8e-+4CO2-4CO『

總反應(yīng)式：CH4+2O2=CO2+2H2O

2.Li-SOCb電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCL-SOCb。電池

的總反應(yīng)可表示為4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SChf。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)電池的負(fù)極材料為，發(fā)生的電極反應(yīng)為

(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)____________________________________________________________________

【答案】⑴鋰4Li-4e-=4Li+

(2)2SOCl2+4e-=4Cr+S+SO2T

【解析】分析反應(yīng)的化合價(jià)變化，可知Li失電子，被氧化，為還原劑，SOCL得電子，被還原，為氧化

劑。

(1)負(fù)極材料為L(zhǎng)i(還原劑)，4Li—4e-^=4Li+o

(2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到：2SOC12+4e-=4Cr+S+SO2T?

3.Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl+Mg=Mg2++2Ag

+2cr

試書(shū)寫(xiě)該電池的正、負(fù)極電極反應(yīng)式。

【答案】負(fù)極：Mg—2e~=Mg2+

正極：2Agel+2e-=2Ag+2CC

4.鋁一空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極，珀網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。

電池總反應(yīng)為4A1+3O2+6H2O=4A1(OH)3；

負(fù)極：;

正極：□

3+-

【答案】4Al-12e-=4Al3O2+6H2O+1=12OH

5.(2022?湖南?高考真題)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說(shuō)法

錯(cuò)誤的是

A.海水起電解質(zhì)溶液作用

B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O+2e=2OH+H2?

C.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能

D.該鋰-海水電池屬于一次電池

【答案】B

【解析】鋰海水電池的總反應(yīng)為2Li+2H2OEI2LiC)H+H2個(gè)，M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則M電極為負(fù)

極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)ie=Li+,N極為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2個(gè)，同時(shí)氧氣也可以在N極得電子，

電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-。

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

B.由上述分析可知，N為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e=2OH-+H2個(gè)，和反應(yīng)Ch+4e-+2H2。=4。葉，故B錯(cuò)誤;

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

D.該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；

答案選B。

6.（］。22?廣東?高考真?。┛茖W(xué)家基于C1?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）。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：NaTi2（PO4）3+2Na+2e-=Na3Ti2（PO4）30下列說(shuō)法正確

的是

°■■輸電網(wǎng)-

NaCIl

溶液a

多丁蛤

泵電極b泵

A.充電時(shí)電極b是陰極

B.放電時(shí)NaCI溶液的pH減小

C.放電時(shí)NaCI溶液的濃度增大

D.每生成ImolCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23g

【答案】C

【解析】A.由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知，充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽(yáng)

極，故A錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)電極反應(yīng)和充電時(shí)相反，則由放電時(shí)電極a的反應(yīng)為他82（尸Qh-Ze'MJVPOj+ZM!+可

知，NaCI溶液的pH不變，故B錯(cuò)誤；

C.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為畋772仍心）3一2片=加方2（204）3+2加+，正極反應(yīng)為C/2+2e-=2",反應(yīng)后Na+

和Ct濃度都增大，則放電時(shí)NaCI溶液的濃度增大，故C正確；

D.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為2c廠-2e-=aT,陰極反應(yīng)為乂282（/3口）3+22++21=陽(yáng)電仍°4）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/mo|x2moi=46g,故D錯(cuò)誤；

答案選C。

7.（2023?江蘇揚(yáng)州?揚(yáng)州中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）一種新型AC/LiMn2O4電池體系，在快速啟動(dòng)、電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域具

有廣闊應(yīng)用前景。其采用尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4作正極（可由Li2c03和MnCh按物質(zhì)的量比1：2反應(yīng)合成）,

高比表面積活性炭AC（石墨顆粒組成）作負(fù)極。充電、放電的過(guò)程如圖所示：

充電-放電-

--<—十-

十f--

十f-十-

--

?十f-?—??-

--

十f--

\jyxl/cC

LiMnO4

LiMn2O42

下列說(shuō)法正確的是

A.合成LiMeCU的過(guò)程中可能有出產(chǎn)生

B.放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為：LiMn2d4+.te-=Li（iRMn2O4+xLi+

C.充電時(shí)AC極應(yīng)與電源負(fù)極相連

D.可以用U2SO4水溶液做電解液

【答案】C

【解析】A.LiQs和MnO2按物質(zhì)的量比1：2反應(yīng)合成LiMnQ,Mn元素化合價(jià)降低，根據(jù)得失電子守恒，

氧元素化合價(jià)升高，可能有。2產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)，鋰離子向正極移動(dòng)，正極的Li（⑸如2。4得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為

Li（1_r）Mn2O4+xLi++xe=LiMn2O4,故B錯(cuò)誤；

C.放電時(shí)AC作負(fù)極，則充電時(shí)AC極應(yīng)與電源負(fù)極相連，故C正確；

D.鋰會(huì)和水反應(yīng)，該電池體系應(yīng)該采用有機(jī)溶劑，故D錯(cuò)誤；

故選C。

8.（2023春?廣東揭陽(yáng)?高三校聯(lián)考階段練習(xí)）一款電催化劑葡萄糖/。2燃料電池裝置如圖所示，下列說(shuō)法正

確的是

1負(fù)載卜

電極b電極a

B.電極a放電后，附近溶液pH值減小

貝

入9NH入NH

C.電極b的電極反應(yīng)式為j1-e----+

OH廣

D.該燃料電池消耗22.4LC>2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，理論上可轉(zhuǎn)化葡萄糖120g

【答案】D

【解析】A.根據(jù)反應(yīng)。2生成H2O,可知電極a發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，電極b為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng),

選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.電極a的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2HQ,pH值增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

0

人IH

C.電極b的電極反應(yīng)式為/—2e

I

OH

2

D.根據(jù)2c6加06~12片~302可知消耗11110102理論上可轉(zhuǎn)化§11101葡萄糖，質(zhì)量為120g,選項(xiàng)D正確;

答案選D。

9.（2023?福建泉州?泉州五中?？家?）一種新型的鋰一空氣二次電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法中錯(cuò)

誤的是

專用充電電極

金屬口

OM*—*>

有機(jī)電1?液I為性

固體電加成電薪液催化司

A.電路中有2moi電子通過(guò)時(shí)，水性電解液的質(zhì)量增加16g

B.催化劑可以吸附氧氣，促進(jìn)氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)

C.電池充電時(shí)，電子從電源負(fù)極流向鋰電極，鋰電極作陰極

D.固體電解質(zhì)既可以傳遞離子又可以起到隔膜的作用

【答案】A

【解析】在鋰一空氣二次電池中，活潑金屬鋰是負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，負(fù)極鋰失去電子形成Li+離

子進(jìn)入溶液，并通過(guò)交換膜到達(dá)正極一邊，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，ImolCh得到4moi電子。

A.電路中有2mol電子通過(guò)時(shí)，水性電解液正極一邊有0.5mol0216g進(jìn)入水性電解液，同時(shí)負(fù)極產(chǎn)生的2moi5

也會(huì)通過(guò)交換膜進(jìn)入正極，增加的質(zhì)量是氧氣和鋰離子的質(zhì)量，不是16g,故A錯(cuò)誤；

B.催化劑可以吸附氧氣，促進(jìn)氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；

C.在二次電池充電時(shí)，二次電池的負(fù)極接外加電源的負(fù)極做陰極，鋰電極做陰極，故C正確；

D.固體電解質(zhì)既可以傳遞Li+離子又可以起到隔膜的作用，故D正確；

答案選A。

10.（2023春?河北滄州?高三泊頭市第一中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能

轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.a極為負(fù)極，可選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨

B.b極的電極反應(yīng)式為O?+4e-+4T=2H2。

C.在b極涂覆的催化劑有利于氧氣的還原

D.該電池在任何溫度下均可發(fā)電

【答案】D

【解析】由電子的移動(dòng)方向可知，電極a為微生物電池的負(fù)極，M-離子在負(fù)極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成

M+離子，微生物作用下放電生成的M+離子與有機(jī)物生成二氧化碳和水，同時(shí)微生物作用下有機(jī)物也在負(fù)極

失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水，則負(fù)極應(yīng)選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨可選擇導(dǎo)電性

高、易于附著微生物的石墨；電極b為正極，酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水。

A.由分析可知，電極a為微生物電池的負(fù)極，負(fù)極應(yīng)選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨可選擇導(dǎo)電性

高、易于附著微生物的石墨，有利于微生物作用下有機(jī)物也在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和

水，故A正確；

B.由分析可知，電極b為正極，酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為

+故正確；

O2+4e+4H=2H2O,B

C.在b極涂覆催化劑的目的是加快酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水的反應(yīng)速率，故C

正確；

D.微生物的主要成分是蛋白質(zhì)，若溫度過(guò)高，蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生變性，降低微生物的催化能力，不利于原電池

的工作，故D錯(cuò)誤；

故選D。

1.“023?陜西西安?統(tǒng)考一國(guó)）高電壓水系鋅一有機(jī)混合液流電池的裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

陽(yáng)膜/陰膜

中

性

堿

電

酸

性

性

；解

電Zn(OH)FQH2

電

解

A：質(zhì)A：

解

質(zhì)

：VNa：V質(zhì)

ZncrFQ

A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)j

B.充電時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移2moie;中性電解質(zhì)NaCI的物質(zhì)的量增多2moi

C.放電時(shí)，ImolFQ轉(zhuǎn)化為FQH2轉(zhuǎn)移2moi電子

D.充電時(shí)，m接外接電源的負(fù)極，n接外接電源的正極

【答案】B

【解析】高電壓水系鋅-有機(jī)混合液流電池工作原理為：放電時(shí)為原電池，金屬Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生

2++

成Zn,為負(fù)極,貝！JFQ所在電極為正極，正極反應(yīng)式為2FQ+2e+2H0FQH2,負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e+4OH=Zn(OH)

晨充電時(shí)電解池,原電池的正負(fù)極連接電源的正負(fù)極，陰陽(yáng)極的電極反應(yīng)與原電池的負(fù)正極的反應(yīng)式相反，

電解質(zhì)中陽(yáng)離子移向陰極、陰離子移向陽(yáng)極，因此充電時(shí)，m接外接電源的負(fù)極，n接外接電源的正極。

A.放電時(shí)為原電池，金屬Zn為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)：,選項(xiàng)A正確；

B.充電時(shí)裝置為電解池，電解質(zhì)中陽(yáng)離子移向陰極、陰離子移向陽(yáng)極，NaCI溶液中的鈉離子和氯離子分別

發(fā)生定向移動(dòng)，即電解質(zhì)NaCI的濃度減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.充電時(shí)電解池，陽(yáng)極反應(yīng)為FQH2-2e=2FQ+2e-+2H+,則ImolFQFh轉(zhuǎn)化為FQ時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，選項(xiàng)C

正確；

D.根據(jù)上述分析可知，充電時(shí)，m接外接電源的負(fù)極，n接外接電源的正極，選項(xiàng)D正確；

故答案選B。

2.(向23?四川?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))某企業(yè)研發(fā)的鈉離子電池"超鈉F1”于2023年3月正式上市、量產(chǎn)。鈉離

子電池因原料和性能的優(yōu)勢(shì)而逐漸取代鋰離子電池，電池結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池的負(fù)極材料為NaxCy(嵌鈉硬

碳)，正極材料為Na2Mn[Fe(CN)6]

(普魯士白)。在充、放電過(guò)程中，Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。

下列說(shuō)法不正確的是

A.由于未使用稀缺的鋰元素，量產(chǎn)后的鈉離子電池的生產(chǎn)成本比鋰離子電池的低

B.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NaxCy-xe=Cy+xNa+

C.放電時(shí)，Na+移向電勢(shì)較高的電極后得到電子發(fā)生還原反應(yīng)

D.充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移lmol電子，陽(yáng)極的質(zhì)量減少23g

【答案】C

【解析】A.鋰比鈉稀缺，鈉離電池生產(chǎn)成本低，A正確；

B.負(fù)極材料為嵌鈉硬碳，相當(dāng)于Na原子嵌在碳中，則NaxCy中的Na為0價(jià)，放電時(shí)為負(fù)極，Na失去電子，

+

電極反應(yīng)式為NaxCy-xe=Cv+xNa,B正確；

C.正極電勢(shì)比負(fù)極高，Na+移向正極但不是Na+得電子，C錯(cuò)誤；

D.充電時(shí)陽(yáng)極失去電子釋放出Na+,每轉(zhuǎn)移lmol電子，釋放lmolNa+,Na+在陰極得電子變成NaxCy,所以

陽(yáng)極減少的質(zhì)量就是lmolNa+的質(zhì)量即23g,D正確；

故選C。

3.（.23?浙江,校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）直接HzOz-H?。?燃料電池是一種新型化學(xué)電源，其工作原理如圖所示。

電池放電時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是

負(fù)載

?-1=

町2和KOH%。2和H2s。4

混合液，匚二混合液

=!?------------

----------T

陽(yáng)離子交換膜（只允許K+通過(guò)）

A.電池工作時(shí)，電極I電勢(shì)低

+

B.電極國(guó)的反應(yīng)式為：H2O2+2e-+2H=2H3O

C.電池總反應(yīng)為：2H2O2=O2T+2H2O

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移O.lmol電子時(shí)，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的K+為3.9g

【答案】C

【解析】電池工作時(shí)，電勢(shì)低的是負(fù)極，電子從負(fù)極流向正極，故電極I為負(fù)極，電極回為正極，負(fù)極:

-+

H2O2-2e+2OH=O2T+2H2O,正極：H2O2+2e+2H=2H2Oo

A.電池工作時(shí)，電勢(shì)低的是負(fù)極，電子從負(fù)極流向正極，故電極I電勢(shì)低，A正確；

+

B.電極團(tuán)為正極，電極反應(yīng)式為：H2O2+2e-+2H=2H2O,B正確;

C.該電池放電過(guò)程中，負(fù)極區(qū)的OH-來(lái)自KOH,正極區(qū)的H+來(lái)自H2so4,K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)

與硫酸根結(jié)合生成K2SO4,因此電池總反應(yīng)為：2H2O2+2KOH+H2SO4=O2T+K2SO4+4H2O,C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移O.lmol電子時(shí)，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的K+為O.lmol,即3.9g,D正確；

故選Co

4.（2023?廣西?統(tǒng)考三.）高效儲(chǔ)能電池一一鋰硫電池具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好等特點(diǎn)，已經(jīng)用于某些飛機(jī)，

其原電池模型以及充、放電過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

O硫顆粒

嗝碳添加劑

K高分子粘合劑

A.放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.碳添加劑是為了增強(qiáng)電極的導(dǎo)電性

C.充電時(shí)，陽(yáng)極的總的電極反應(yīng)式是8Li2s—161=S8+16Li+

D.放電時(shí)，1molU2s8轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2s6得到2mol電子

【答案】D

【解析】A.放電時(shí)，該電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；

B.碳有很強(qiáng)的導(dǎo)電性，因此碳添加劑是為了增強(qiáng)電極的導(dǎo)電性，故B正確；

C.充電時(shí)，陽(yáng)極Li2s中-2價(jià)硫變?yōu)?價(jià)S8,其總的電極反應(yīng)式是8Li2s—16e-=S8+16Li+,故C正確；

D.放電時(shí)，3Li2s8+2/+2Li+=4Li2s6,則3moiLi2s8轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2s6得到2moi電子，故D錯(cuò)誤。

綜上所述，答案為D。

5.（123秋,內(nèi)蒙古赤峰?高三校聯(lián)考期1）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰一一海水電池構(gòu)造示

意圖（圖1）,一種鎂一一海水電池裝置示意圖（如圖2）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

圖1圖2

A.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能

B.N極發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+4e-+2H2O=4OH-

C.X為正極，可用銅、石墨等做電極材料

D.如圖2外電路中每通過(guò)2mol電子，溶液中2moiH+由陽(yáng)離子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移

【答案】D

【解析】A.根據(jù)圖中信息得到玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能，故A正確；

B.根據(jù)鋰-海水電池構(gòu)造，M極為L(zhǎng)i電極，作負(fù)極，N極為正極，則N極發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+4e-+2H2O=4OH

一,故B正確；

C.根據(jù)圖2分析Mg為負(fù)極，X極為正極，可用銅、石墨等做電極材料，故C正確；

D.如圖2外電路中每通過(guò)2moi電子，根據(jù)"同性相吸"，則溶液中l(wèi)molMg2+由陽(yáng)離子交換膜右側(cè)向左側(cè)遷

移，故D錯(cuò)誤。

綜上所述，答案為D。

6.（2023?江西?校聯(lián)考二4）水系可充電電池因其成本低、高離子電導(dǎo)率、高安全性和環(huán)境友好性等優(yōu)勢(shì)而

備受關(guān)注。一種新型無(wú)隔膜Zn/Mn02液流電池的工作原理如圖所示。電池以鋅箔、石墨氈為集流體，ZnS04

和MnS04的混合液作電解質(zhì)溶液，下列敘述正確的是

A.過(guò)程國(guó)為放電過(guò)程，石墨氈電極的電極反應(yīng)為MnO2-2e-+4H+=MM++2H2O

B.放電時(shí)，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移2moie-時(shí)，兩電極質(zhì)量變化的差值為22g

C.過(guò)程I為鋅沉積過(guò)程，B連電源的正極，電極附近pH增大

D.將電解質(zhì)溶液換成強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性溶液都可延長(zhǎng)電池的使用壽命

【答案】B

【解析】A.過(guò)程團(tuán)為放電過(guò)程，石墨氈電極為原電池的正極，得電子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

+2+

B.放電時(shí),負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-=ZM+,轉(zhuǎn)移2moi電子，質(zhì)量減少65g；正極發(fā)生反應(yīng)MnO2-2e+4H=Mn+2H2O,

轉(zhuǎn)移2moi電子，質(zhì)量減少87g,故轉(zhuǎn)移2moi電子，兩極質(zhì)量變化的差值為22g,選項(xiàng)B正確；

C.鋅沉積過(guò)程發(fā)生Z?+轉(zhuǎn)化為Zn的還原反應(yīng)，A極連電源的負(fù)極，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.將電解質(zhì)溶液換成強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性溶液均容易與鋅直接反應(yīng)放熱，電池的使用壽命降低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

答案選B。

7.4023?山東德州?統(tǒng)考三J）我國(guó)科學(xué)家研究出一種新型水系Zn-C2H2電池，其結(jié)構(gòu)如下圖，該電池既

能實(shí)現(xiàn)乙快加氫又能提供電能，下列說(shuō)法正確的是

A.OH-通過(guò)陰離子交換膜向a電極移動(dòng)

B.左側(cè)極室中c(KOH)減小

C.a極的電極反應(yīng)式為C2H2+2Hq+2e-=C2H4+2OH

D.每轉(zhuǎn)移2moie.，右側(cè)極室中溶液質(zhì)量增大34g

【答案】C

【解析】A.b中鋅化合價(jià)升高變?yōu)檠趸\，則b為負(fù)極，根據(jù)"同性相吸"，則OH-通過(guò)陰離子交換膜向b

電極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.左側(cè)極室中a極的電極反應(yīng)式為?2應(yīng)+2a0+2b=(3尹4+2011一，若有2moi電子轉(zhuǎn)移，從a室遷移到

b室的氫氧根為2mol,反應(yīng)生成的氫氧根為2mol,a室內(nèi)氫氧根數(shù)目不變，但溶液體積減小，因此c(KOH)

增大，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)前面分析右邊為負(fù)極，左邊為正極，則a極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為

C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH,故C正確;

D.每轉(zhuǎn)移2moie1有2moi氫氧根移動(dòng)到右側(cè)極室，根據(jù)Zn-2e「+2OJT=ZnO+H2。，則右側(cè)極室中溶

液質(zhì)量增大為Imol水的質(zhì)量即18g,故D錯(cuò)誤;

綜上所述，答案為C。

8.(2023?廣東?汕頭市澄海中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))鋅鐵液流電池由于安全、穩(wěn)定、電解液成本低等優(yōu)點(diǎn)成為

電化學(xué)儲(chǔ)能熱點(diǎn)技術(shù)之一、如圖為以Zn(OH)：/Zn和Fe(CN)：7Fe(CN)＞作為電極氧化還原電對(duì)的堿性鋅鐵

液流電池放電時(shí)工作原理示意圖。已知：聚苯并咪陛(PBI)膜允許OH-離子通過(guò)。

下列說(shuō)法簿送的是

A.Fe(CN)"含有配位鍵，電池放電總反應(yīng)為2Fe(CN)>+Zn+4OH-=Zn(OH)廣+2Fe(CN)r

B.放電過(guò)程中，左側(cè)池中溶液pH逐漸減小

C.充電過(guò)程中，陰極的電極反應(yīng)為Zn(OH);-+2e-=Zn+4OH-

D.充電過(guò)程中，當(dāng)2moiOH通過(guò)PBI膜時(shí)，導(dǎo)線中通過(guò)1mole-

【答案】D

【解析】由圖可知,Zn失去電子生成Zn(OH)j,則Zn極為負(fù)極，電極方程式為：Zn+4OJT-2e.=Zn(OH)：,

惰性電極為正極，F(xiàn)e(CN)；得到電子生成Fe(CN)：,電極方程式為：Fe(CN)：+e-=Fe(CN)；「。

A.Fe(CN)：含有配位鍵，Zn是活潑電極，放電過(guò)程中Zn是負(fù)極，Zn失去電子生成Zn(OH)：一,電極方程

式為：Zn-2e-+4OH=Zn(OH)j；惰性電極為正極，F(xiàn)e(CN)。得到電子生成Fe(CN)「，電極方程式為：Fe(CN)^

+e=Fe(CN)>；則放電過(guò)程中，總反應(yīng)為2Fe(CN)=+Zn+4OH=Zn(OH)/+2Fe(CN)：一,故A正確；

B.放電過(guò)程中，左側(cè)惰性電極為正極，右側(cè)Zn是負(fù)極。負(fù)極電極方程式為：Zn-2e+4OH=Zn(OH)t,該過(guò)

程需要的0H-由左側(cè)池經(jīng)過(guò)聚苯并咪喋(PBI)膜進(jìn)入右側(cè)池，左側(cè)池中溶液pH逐漸減小，故B正確；

C.充電過(guò)程中，Zn是陰極，電極方程式為：Zn(OH)：+2e-=Zn+4OH;故C正確；

D.充電過(guò)程中，Zn是陰極，電極方程式為：Zn(OH)j+2e=Zn+40H-,該過(guò)程生成的0"一半進(jìn)入左側(cè)池,

當(dāng)2moiOH通過(guò)PBI膜時(shí)，導(dǎo)線中通過(guò)2moie\故D錯(cuò)誤;

故選D。

9.（|。23?浙江?校聯(lián)考三0）光催化鈉離子二次電池的應(yīng)用研究取得重大進(jìn)展，該電池工作原理如下圖所示。

下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是

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

B.放電時(shí)，每消耗1molNal3,離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少46g

C.充電時(shí)，S?一通過(guò)離子交換膜進(jìn)入右室

D.放電時(shí)，石墨電極的電極反應(yīng)式為4sz--6e-=Sj

【答案】B

【解析】由圖可知，放電時(shí)，石墨電極為負(fù)極，S2-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成在負(fù)極S"電極反應(yīng)式為

4s2--6e-=S"光催化電極為正極，4離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碘離子，電極反應(yīng)式為匚

+2e-=3L,為維持電荷守恒，左側(cè)鈉離子透過(guò)陽(yáng)離子離子交換膜移向右側(cè)；充電時(shí)，與直流電源負(fù)極相連

的石墨電極為陰極，光催化電極為陽(yáng)極。

A.由分析可知，充電時(shí)，與直流電源負(fù)極相連的石墨電極為陰極，光催化電極為陽(yáng)極，則電子從光催化電

極流出，通過(guò)導(dǎo)線流向石墨電極，故A正確；

B.由分析可知，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，左側(cè)鈉