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新型化学电源
(选择题1~5题，每小题3分，6~12题，每小题5分，共50分)
1.(2024·广东高三六校联考)1800年意大利科学家伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电堆，开创了电
学发展的新时代。目前最先进电池之一的“比亚迪刀片电池”在结构上仍能看到伏打电堆的影子。下列说
法不正确的是( )
A.放电过程中，电流从b极经过导线流向a极
B.电池单元组越多电压越大
C.食盐水中Cl-发生电极反应：2Cl--2e-===Cl ↑
2
D.放电过程中，Na+从Zn片移向Cu片
2.(2024·广西高考联合模拟考试)利用燃料电池原理可处理高浓度的氨氮废水，同时电解含有苯酚、乙腈
(CH CN)的水溶液合成扑热息痛( )，装置如图所示，其中a、b的电极材料为石墨。下列说法
3
正确的是( )
A.溶液中的H+由甲室向乙室迁移
B.工作一段时间后，甲室溶液pH下降
C.乙室每产生1 mol N ，a电极理论上可产生H 33.6 L(标准状况下)
2 2
D.丙室中发生反应的总化学方程式为3.(2024·海南省部分学校高三模拟)利用一种电解质溶液浓度不同引起电势差的装置称为“浓差电池”，其
原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散。某浓差电池的模拟装置如图所示。已知：两电极银的质量均为300
g。下列叙述正确的是( )
A.Ag(1)电极为负极，发生氧化反应
B.NO-由右侧向左侧迁移
3
C.电池停止工作时两电极的质量差为432 g
D.电池放电时将化学能全部转化成电能
4.(2024·河北省部分学校高三下学期适应性测试)某种钠电池的充电、放电过程的工作原理如图所示，下列
说法正确的是( )
A.放电时，电子由碳纸电极移向钠箔电极
B.放电时，碳纸电极上的反应式为O +2e-===O2-
2 2
C.充电时，碳纸电极应与电源负极连接
D.充电时，NaOH溶液的物质的量浓度减小
5.(2024·石家庄第二中学高三下学期质检)我国科学家设计的一种三室电池既能净化污水，又能淡化海水，
同时还可回收其中的能量，用葡萄糖溶液(足量，代替污水)、氯化钠溶液(足量，代替海水)和100 mL 1.1
mol·L-1盐酸模拟工作原理如图，下列说法正确的是( )
A.外电路中的电流方向为电极A→电极B
B.该电池的正极反应为O +4e-+4H+===2H O
2 2
C.常温下，当电路中有0.1 mol 电子通过时，盐酸的pH=2D.离子交换膜A可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜，但不能与离子交换膜B相同
6.(2024·贵州省部分学校高三联考)一种FeBr 2⁃Br
2
双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。
已知：①M、N均为多孔石墨烯电极；②起始时Ⅰ室(含储液罐)中只含FeBr 。
2
下列说法错误的是( )
A.X膜、Y膜均为阴离子交换膜
B.充电过程中，Ⅱ室中的NaBr溶液和Ⅲ室中的Br 溶液浓度均逐渐增大
2
C.放电过程的总反应为2FeBr +Br ===2FeBr
2 2 3
D.放电时，Ⅲ室中1 mol Br 参加反应，此时Ⅰ室中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=1∶3，则起始Ⅰ室中含8 mol FeBr
2 2
7.(2024·福建龙岩高三质量检测)电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A.该电池可选用Li SO 水溶液作离子导体
2 4
B.放电时，电极B反应为CO +4e-===C+2O2-
2
C.充电时，Li+从电极A移向电极B
D.放电时，电路中每通过1 mol电子，正极区质量增加40 g
8.(2024·广东汕头市高三模拟)液流电池在储能领域发挥着重要作用。如图是碱性锌铁液流电池，其具有电
压高、成本低的优点。已知该电池放电时正极发生反应：[Fe(CN) ]3-+e-===[Fe(CN) ]4-，下列叙述正确的是(
6 6
)
A.放电时，M处发生氧化反应，N为负极
B.放电时，右侧贮液器中溶液浓度减小C.充电时，N极电极反应为[Zn(OH) ]2-+2e-===Zn+4OH-
4
D.该离子交换膜为阴离子交换膜，当有65 g Zn发生反应时，有1 mol OH-通过
9.(2024·安徽省皖江名校联盟高三模拟)新型Li⁃Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其
工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.放电时，电极a发生氧化反应
B.放电时，电极b反应为Li FePO +xLi++xe-===LiFePO
1-x 4 4
C.充电时，Ⅱ室Li SO 溶液的浓度不变
2 4
D.充电时，电极a质量增加24 g，电极b质量理论上减少7 g
10.(2024·济南高三模拟)我国科学家发现，利用如图装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已
知双极膜(膜a、膜b)中间层中的H O可解离为H+和OH-。下列说法错误的是( )
2
A.电极电势：M<N
B.M极电极反应式为B H
+14OH--12e-===2BO-
+10H O
2 6 2 2
C.工作一段时间后，装置中需要定期补充H SO 和NaOH
2 4
D.制取0.2 mol邻苯二酚类物质时，理论上有0.8 mol OH-透过膜a
11.(2024·山东潍坊高三模拟)复旦大学设计了一种可充电的铋
⁃
空气电池，有较强稳定性。该电池使用了三
氟甲磺酸铋 非碱性水系电解质溶液，简写为Bi(OTf) (M=656 g·mol-1)，工作原理如图所示，
3
已知：Bi3+水解方程式为2Bi3++3H O Bi O +6H+，下列说法错误的是( )
2 2 3A.充电时，X为阴极
B.放电时，正极附近pH升高
C.充电时，阳极电极反应式为2Bi O -12e-===4Bi3++3O ↑
2 3 2
D.放电时，电路中每转移0.3 mol电子，负极区电解质溶液增重20.9 g
12.(2024·黑龙江省部分学校高三模拟)中国科学院将分子I 引入电解质中调整充电和放电反应途径，研制出
2
了高功率可充电Li⁃SOCl
2
电池，工作原理如图所示，已知SOCl
2
可与水发生反应。下列有关说法正确的是(
)
A.该电池既可选用含水电解液，也可选无水电解液
B.放电时，SOCl 最终被氧化为S
2
C.充电时，阴极反应式：2LiCl+I +2e-===2ICl+2Li+
2
D.放电时，每产生11.2 L(标准状况下)SO 时，电路中转移2 mol电子
2答案精析
1.C [由图可知，该电池是原电池，锌比铜活泼，所以Zn作负极，Cu作正极，电流从正极b极经过导线
流向负极a极；放电过程中，电流从b极经过导线流向a极，A正确；电池单元组越多，电势差越大，电
压越大，B正确；Zn为活泼金属，失电子产生锌离子：Zn-2e-===Zn2+，C不正确；放电过程中，阳离子
Na+从负极Zn片移向正极Cu片，D正确。]
2.D [燃料电池甲通入空气为正极，发生得电子的还原反应，乙中铵根离子发生氧化反应生成氮气，为负
极；b极为阳极，a极为阴极；原电池中阳离子由负极移向正极，即溶液中的H+由乙室向甲室迁移，A错
误；甲室为燃料电池的正极区，电极反应：O +4e-+4H+===2H O，溶液pH增大，B错误；乙室每产生1
2 2
mol N ，转移6 mol电子，根据得失电子守恒，可生成标准状况下3 mol H ，对应气体体积为67.2 L，C错
2 2
误。]
3.C [浓差电池通过改变电解质溶液浓度实现放电，当浓度相等时停止放电。阴离子交换膜只允许阴离子
通过，所以只能通过电极反应改变电解质溶液浓度，左侧电解质溶液浓度减小，右侧电解质溶液浓度增大，
Ag(1)极上析出Ag，Ag(2)极上银溶解，由此推知，Ag(1)为正极，Ag(2)为负极。为了维持电荷守恒，左侧
电解质溶液中NO-
向右侧迁移，B错误；当两电极所在电解质溶液浓度相等时达到平衡，停止放电，停止
3
放电时c(AgNO )=3 mol·L-1，即只转移2 mol电子，负极：Ag-e-===Ag+，正极：Ag++e-===Ag，起始时，两
3
电极的质量相等，停止放电时，正极增加2 mol Ag(216 g)，负极减少2 mol Ag(216 g)，两电极的质量差为
432 g，C正确；电池放电时将化学能主要转化成电能，还有热能等，D错误。]
4.D [该电池放电时，钠箔电极为负极，碳纸电极为正极，电子由钠箔电极移向碳纸电极，A错误；放电
时，碳纸电极上的反应式为O +4e-+2H O===4OH-，B错误；充电时，钠箔电极为阴极，碳纸电极为阳极，
2 2
因此碳纸电极应与电源正极连接，C错误；充电时，Na+移向钠箔电极，OH-移向碳纸电极并在碳纸电极上
放电，NaOH溶液的物质的量浓度减小，D正确。]
5.B [B极室通入氧气，氧气发生还原反应，则电极B是正极、电极A是负极，外电路中电子的流动方向
为电极A→电极B，故A错误；电极B为正极，电解质溶液为盐酸，氧气得电子发生还原反应生成水，电
极反应为O +4e-+4H+===2H O，故B正确；电路中有0.1 mol电子通过时，H+减少了0.1 mol，生成的水的
2 2
0.1 L×1.1mol·L-1-0.1 mol
体积可忽略不计，所以c(H+)= =0.1 mol·L-1，盐酸的pH=1，故C错误；电极
0.1 L
B是正极、电极A是负极，为淡化海水，离子交换膜A为阴离子交换膜，离子交换膜B为阳离子交换膜，
故D错误。]
6.B
7.D [放电时电极A为负极，电极材料为Li，会与水反应，因此该电池只可选用无水电解液，A错误；放
电时，电极B为正极，电极反应为3CO +4e-+4Li+===2Li CO +C，B错误；充电时，阳离子移向阴极，则
2 2 3
Li+的移动方向是从电极B移向电极A，C错误；放电时，正极电极反应为3CO +4e-+4Li+===2Li CO +C，
2 2 3增加的质量为二氧化碳与锂离子的总质量，当有4 mol电子转移时，增加的质量为(3×44+4×7) g=160 g，则
电路中每通过1 mol电子时，正极区质量增加40 g，D正确。]
8.C [放电时，M极为正极，发生还原反应，N电极为负极，发生失去电子的氧化反应，A错误；放电时，
右侧电极发生反应：Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH) ]2-，贮液器中溶液浓度增大，B错误；充电时，右侧电极连接
4
电源负极，作阴极，发生还原反应，电极反应式为[Zn(OH) ]2-+2e-===Zn+4OH-，C正确；在放电时，M为
4
正极，电极反应为[Fe(CN) ]3-+e-===[Fe(CN) ]4-，右侧N电极为负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-
6 6
===[Zn(OH) ]2-，当有65 g Zn发生反应时，转移2 mol电子，反应产生1 mol [Zn(OH) ]2-，负电荷减少2
4 4
mol，为维持电荷守恒，有2 mol OH-通过阴离子交换膜由左侧移向右侧的负极N极，D错误。]
9.D [放电时，电极a是负极，反应式为Mg-2e-===Mg2+，发生氧化反应，电极b是正极，电极反应式为
Li FePO +xLi++xe-===LiFePO ，A、B正确；充电时，Ⅱ室生成的Li+和向Ⅰ室迁移的Li+数目相同，Li SO
1-x 4 4 2 4
溶液的浓度不变，C正确；充电时，电极a质量增加24 g，生成1 mol Mg，转移2 mol e-，电极b理论上减
少2 mol Li+，质量减少14 g，D错误。]
10.C [该装置为原电池装置。M电极作负极，B H 在该极失电子发生氧化反应，电极反应式为
2 6
B H
+14OH--12e-===2BO-
+10H O；N电极作正极，该极上邻苯二醌类物质得电子转化为邻苯二酚类物质。
2 6 2 2
双极膜中间层中的H O解离为H+和OH-，氢离子通过膜b移向正极N，膜b为阳离子交换膜，氢氧根离子
2
通过膜a移向负极M，膜a为阴离子交换膜，据此分析解答。M电极为负极，N电极为正极，电流从正极
流向负极，从高电势流向低电势，因此电势：M<N，故A正确；根据N极电极反应式可知，邻苯二醌类
物质+4H++4e-===邻苯二酚类物质，制取0.2 mol邻苯二酚类物质转移0.8 mol电子，则有0.8 mol OH-透过
膜a，故D正确；由正、负极的电极反应式及双极膜的作用可知，需要定期补充H O和NaOH，故C错
2
误。]
11.D [由图可知，放电时，X电极为原电池的负极，铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子，Y电极
为正极，铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋；充电时，与直流电源负极相连
的X电极为电解池的阴极，Y电极为阳极。放电时，Y电极为正极，铋离子作用下氧气在正极得到电子发
生还原反应生成三氧化二铋，溶液中铋离子浓度减小，水解平衡向逆反应方向移动，溶液中氢离子浓度减
小，溶液pH升高，故B正确；充电时，Y电极为阳极，电极反应式为2Bi O -12e-===4Bi3++3O ↑，故C正
2 3 2
确；放电时，X电极为原电池的负极，电极反应式为Bi-3e-===Bi3+，则电路中转移0.3 mol电子时，负极区
溶液中增加铋离子的质量为0.1 mol×209 g·mol-1=20.9 g，由于阴离子通过阴离子交换膜由正极区进入负极
区，所以负极区电解质溶液增重大于20.9 g，故D错误。]
12.D [Li能与氧气、水反应，SOCl 易与水反应，故电池工作环境必须在无水无氧的条件下进行，A错误；
2
由工作原理图可知，放电时，正极上SOCl 转化为SOICl，SOICl再转化为S、SO ，SOCl 最终被还原，B
2 2 2
错误；充电时，I 失电子转化为ICl，I 发生氧化反应，阳极反应式为2LiCl+I -2e-===2ICl+2Li+，阴极反应
2 2 2
式为Li++e-===Li，C错误；放电时，正极反应式为2SOCl +4e-===S+SO ↑+4Cl-，每产生11.2 L(标准状况
2 2
下)SO 时，电路中转移2 mol电子，D正确。]
2
