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专练 36 新型化学电源
授课提示：对应学生用书71页
1．[2022·湖南卷]海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂海水电池构造示意图如下。
下列说法错误的是（ ）
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：
2HO＋2e－===2OH－＋H↑
2 2
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂海水电池属于一次电池
答案：B
解析：海水中含有大量的电解质，故A项正确；Li是活泼金属，作负极，则N极是正
极，正极上海水中溶解的O 、CO 等均能放电，B项错误；由于Li易与水反应，故玻璃陶
2 2
瓷应具有良好的防水功能，同时为形成闭合的回路，也应具有传导离子的功能，C项正确；
该电池属于一次电池，D项正确。
2．[2024·济南市检测]以硝酸盐为离子导体的NaO 电池装置与其某一电极M附近的反
2
应机理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．镍电极上发生还原反应
B．NaO是该过程中的中间产物
2
C．固体电解质能起到隔绝空气的作用
D．M极的电极反应为
4Na＋＋O＋2NO＋2e－===4NaNO
2 2
答案：D
解析：金属钠比镍活泼，液态钠为负极，镍电极为正极，镍电极上发生还原反应，A
项正确；由图可知，钠最终转化为NaO ，NaO是该过程中的中间产物，B项正确；液态
2 2 2
钠能和空气中的O 、水蒸气发生反应，故固体电解质能起到隔绝空气的作用，C项正确；
2
M极发生反应：NO＋2e－＋2Na＋===Na O＋NO、NO＋O ＋NaO===Na O ＋NO，总反应
2 2 2 2 2
为2Na＋＋O＋2e－===Na O，D项错误。
2 2 2
3．[2024·合肥市质量检测]复旦大学设计了一种新型碱性H/Na MnO 气体可逆电池，
2 0.44 2
工作原理如图。下列叙述错误的是（ ）A．放电时N为电池正极
B．放电时负极反应：H－2e－＋2OH－===2H O
2 2
C．充电时Na＋由N极向M极移动
D．充电时阳极反应：Na MnO ＋（x＋y）Na＋－（x＋y）e－===Na MnO
0.44－x 2 0.44＋y 2
答案：D
解析：电池分析
反应
电极 电极反应式
类型
M
氧化
（负 H－2e－＋2OH－===2H O
放电 反应 2 2
极）
（原电
N
池） 还原
（正 Na MnO ＋（x＋y）Na＋＋（x＋y）e－===Na MnO
反应 0.44－x 2 0.44＋y 2
极）
M
还原
（阴 2HO＋2e－===H ↑＋2OH－
充电 反应 2 2
极）
（电解
N
池） 氧化
（阳 Na MnO －（x＋y）e－===Na MnO ＋（x＋y）Na＋
反应 0.44＋y 2 0.44－x 2
极）
放电时为原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，由图示装置可知，放电时，
M极上H 发生氧化反应转化为HO，其电极反应式为H －2e－＋2OH－===2H O，因此M
2 2 2 2
为负极，N为正极，A项正确，B项正确；充电时为电解池，M为阴极，N为阳极，在电
解池中阳离子移向阴极，即充电时Na＋由N极向M极移动，C项正确；充电时阳极发生氧
化反应，其电极反应式为Na MnO －（x＋y）e－===Na MnO ＋（x＋y）Na＋，D项
0.44＋y 2 0.44－x 2
错误。
4．[2024·武汉市四月调研]我国某科研团队借助氧化还原介质RM，将LiCO 电池的放
2
电电压提高至3 V以上，该电池的工作原理如图。下列说法正确的是（ ）
A．LiFePO 电极的电势比多孔炭电极的高
4
B．负极反应：
LiFePO －xe－===Li FePO ＋xLi＋
4 1－x 4
C．RM和RM＋－CO均为该电池反应的催化剂
D．LiFePO 电极每减重7 g，就有22 g CO 被固定
4 2
答案：B
解析：由图中Li＋移动方向可知，LiFePO 电极为负极，则LiFePO 电极的电势比多孔
4 4
炭电极的低，A项错误；由图中的物质转化关系可知负极反应为 LiFePO －xe－===Li
4 1－
FePO ＋xLi＋，B项正确；RM是该电池反应的催化剂，RM＋－CO为中间产物，C项错误；
x 4
由CO ＋RM―→RM＋－CO、2RM＋－CO＋2Li＋＋2e－===2RM＋LiC O 知，2 mol Li＋参与
2 2 2 4
反应，固定2 mol CO ，则负极减重7 g，有44 g CO 被固定，D项错误。
2 25．[2024·广州市综合测试]一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图如图所示，下
列说法不正确的是（ ）
A.放电时，H＋从N极区向M极区移动
B．充电时，电极M是阳极
C．每消耗1 mol VO，有2 mol H＋通过质子交换膜
D．充电时的总反应：VO2＋＋HO＋V3＋===VO＋2H＋＋V2＋
2
答案：C
解析：根据放电时M极上VO转化为VO2＋，发生还原反应，知M极为正极，N电极
上V2＋转化为V3＋，发生氧化反应，则N极为负极，放电时H＋从负极N极区向正极M极
区移动，A项正确；放电时M极为正极，则充电时M极为阳极，B项正确；根据正极反应：
VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋HO知，每消耗1 mol VO，转移1 mol电子，有1 mol H＋通过质
2
子交换膜，C项错误；充电和放电互为逆过程，放电时的总反应为 VO＋2H＋＋V2＋===VO2
＋＋V3＋＋HO，则充电时的总反应为VO2＋＋V3＋＋HO===VO＋2H＋＋V2＋，D项正确。
2 2
6．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700 ℃，所用燃料
为H ，电解质为熔融的KCO 。已知该电池的总反应为2H ＋O===2H O，下列有关该电
2 2 3 2 2 2
池的说法正确的是（ ）
A．该电池的正极反应式为
4OH－＋4e－===O ↑＋2HO
2 2
B．该电池的负极反应式为H－2e－===2H＋
2
C．放电时OH－向负极移动
D．当生成1 mol H O时，转移2 mol电子
2
答案：D
解析：该燃料电池的燃料为 H ，电解质为熔融的 KCO ，总反应为 2H ＋
2 2 3 2
O===2H O，负极反应式为2H ＋2CO－4e－===2H O＋2CO ，正极反应式为O ＋2CO ＋4e
2 2 2 2 2 2 2
－===2CO，故A、B均错误；电解质中移动的阴离子为 CO，不是OH－，故C错误；根据
负极反应式知，生成1 mol H O时转移2 mol电子，故D正确。
2
7．我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确的是（ ）
A．放电时，a电极反应为IBr－＋2e－===2I－＋Br－
2
B．放电时，溶液中离子的数目增大
C．充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I－被氧化
D．充电时，a电极接外电源负极
答案：D
解析：本题涉及原电池正负极的判断、电极反应式的书写等知识，通过工作原理示意图的分析，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。新型高能电池的原理应用体现了
科学探究与创新意识的学科核心素养。
由工作原理示意图中Zn2＋迁移的方向可判断放电时a为正极，b为负极。放电时，a极
得到电子，发生还原反应，使溶液中离子数目增大，A、B项正确；充电时，a极接外接电
源的正极，D项错误；充电时，b极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，每增重0.65
g，转移0.02 mol电子，a极为阳极，电极反应式为2I－＋Br－－2e－===I Br－，转移0.02 mol
2
电子，有0.02 mol I－被氧化，C项正确。
8．[2024·江苏扬州中学月考]如图是一种电解质溶液可以循环流动的新型电池。下列说
法正确的是（ ）
A．PbO 电极的电极反应式为
2
PbO ＋2e－＋4H＋===Pb2＋＋2HO
2 2
B．若将Cu换成Pb，则电路中电子转移方向不改变
C．Cu电极为负极，放电过程中失去电子而被还原
D.放电不会影响循环液中HSO 与CuSO 物质的量之比
2 4 4
答案：B
解析：PbO 得电子，发生还原反应，为正极，电极反应式为 PbO ＋4H＋＋SO＋2e－
2 2
===PbSO ＋2HO，A项错误；若将Cu换成Pb，铅仍作负极，则电路中电子转移方向不变，
4 2
B项正确；放电过程中铜失电子，被氧化，电极反应式为 Cu－2e－===Cu2＋，C项错误；由
总反应Cu＋PbO ＋2HSO ===CuSO ＋PbSO ＋2HO可知，放电时硫酸转化为硫酸铜和硫
2 2 4 4 4 2
酸铅，则HSO 与CuSO 物质的量之比变小，D项错误。
2 4 4
9．[2024·九省联考河南卷]一种基于固态电解质NASICON的可充电熔融钠电池，具有
安全、电流密度高、使用条件宽泛等优点，其工作示意图如图所示。已知：电池放电时不
断有NaI生成。下列说法错误的是（ ）
A．放电时，a电极为负极
B．固态电解质NASICON中含有钠离子
C．充电时，阳极的电极反应式为3I－－2e－===I
D．放电时，转移1 mol电子时，c区和d区的质量差改变23 g
答案：D
解析：题干情境中指出“电池放电时不断有NaI生成”，再分析电池工作原理图情境：10．[2024·河北石家庄二中月考]科学家发明了一种Al－PbO 电池，电解质溶液中溶质
2
为KSO 、HSO 、KOH，通过x和y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成 M、R、N
2 4 2 4
三个电解质溶液区域（a＞b），结构示意图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．K＋通过x膜移向M区
B．R区域的电解质浓度逐渐减小
C．放电时，Al电极发生的反应为
Al－3e－＋4OH－===[Al（OH）]－
4
D．消耗1.8 g Al时N区电解质溶液质量减少18.0 g
答案：C
解析：由图可知，原电池工作时，Al电极为负极，被氧化生成[Al（OH） ]－，PbO 电
4 2
极为正极，发生还原反应，电解质溶液中溶质M为KOH，R为KSO ，N为HSO 。M区
2 4 2 4
为负极区，阳离子流向正极区，故K＋通过x膜移向R区，A项错误；钾离子通过x膜向R
区移动，SO通过y膜向R区移动，R区域的电解质浓度逐渐增大，B项错误；原电池工作
时，Al作负极，负极反应为Al－3e－＋4OH－===[Al（OH）]－，C项正确；消耗1.8 g Al时
4
电路中转移的电子物质的量为×3＝0.2 mol，则N区有0.1 mol SO经过y进入R区，根据负
极反应式 PbO ＋SO＋2e－＋4H＋===PbSO ＋2HO，消耗0.1 mol SO，同时流出 0.1 mol
2 4 2
SO，故相当于N区消耗了0.2 mol H SO 同时生成了0.2 mol H O，N区电解质溶液质量减
2 4 2
少了0.2 mol×98 g·mol－1－0.2 mol×18 g·mol－1＝16.0 g，D项错误。
11．[2023·全国乙卷]室温钠硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。
一种室温钠硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂
有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S ＋e－―→S，S
8
＋e－―→S，2Na＋＋S＋2（1－）e－―→NaS
2 x下列叙述错误的是（ ）
A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为：2Na＋＋S＋2e－―→NaS
8 2 x
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
答案：A
解析：由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。
充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na＋由硫电极迁移至
钠电极，A错误；放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉
在b电极上得电子与a电极释放出的Na＋结合得到NaS，电子在外电路的流向为a→b，B
2 x
正确；将题给的一系列方程式依次标号为①②③，由×①＋×②＋③可以得到放电时正极的
反应式为2Na＋＋S ＋2e－―→NaS，C正确；炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好
8 2 x
的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；故答案选A。
