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微专题33 四步敲定高考新情景电池电极反应式的书写
1．（2023·全国·统考高考真题）一种以 和 为电极、 水溶液为电解质的电池，其示意
图如下所示。放电时， 可插入 层间形成 。下列说法错误的是
A．放电时 为正极
B．放电时 由负极向正极迁移C．充电总反应：
D．充电阳极反应：
2．（2023·辽宁·统考高考真题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧 通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
3．（2023·全国·统考高考真题）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 +e-→S ，2Na++ S +2(1- )e-
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→Na S
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→bC．放电时正极反应为：2Na++ S +2e-→Na S
8 2 x
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
1．原电池电极反应书写时的注意事项
(1)负失氧、正得还。
(2)注意溶液的酸碱性,视情况在电极反应方程式两边添加H+、OH-、H O等,使其符合电荷守恒和质量守恒。
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(3)注意电极反应产物是否与电解质溶液反应。
(4)活泼金属不一定为负极,如镁、铝和氢氧化钠溶液组成的电池中,铝为负极。
1．“四步法”书写电极反应式的步骤如下：
第一步：书写负极（阳极），还原性微粒—ne-→氧化性产物；正极（阴极）：氧化性微粒+ne-→还原性产
物。
第二步：标变价算n值，n=（高价—低价）×变价原子个数。
第三步：根据电池情景用H+、OH-、O2-、CO2-
等阴、阳离子配平电荷。
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第四步：用H O等小分子配平原子。
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2．用总反应式书写电极反应式
(1)书写三步骤
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；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出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易
的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
3．燃料电池中电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为CH＋2O===CO ＋2HO ①
4 2 2 2
CO＋2NaOH===Na CO＋HO ②
2 2 3 2
①式＋②式得燃料电池总反应式为CH＋2O＋2NaOH===Na CO＋3HO。
4 2 2 3 2
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是O ，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有
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所不同，大致有以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：
O＋4H＋＋4e－===2H O。
2 2
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O＋2HO＋4e－===4OH－。
2 2
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：
O＋4e－===2O2－。
2
(4)熔融碳酸盐(如熔融KCO)环境下电极反应式：
2 3
O＋2CO＋4e－===2CO。
2 2
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式
电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O 不是负极反应物，因此两个反应式相减
2
时要彻底消除O。
2
(5)常见介质
常见介质 注意事项
中性溶液 反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离
酸性溶液 反应物或生成物中均没有OH－
碱性溶液 反应物或生成物中均没有H＋
水溶液 不能出现O2－
1．（2022·辽宁·统考高考真题）某储能电池原理如图。下列说法正确的是A．放电时负极反应：
B．放电时 透过多孔活性炭电极向 中迁移
C．放电时每转移 电子，理论上 吸收
D．充电过程中， 溶液浓度增大
2．（2022·湖南·高考真题）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：
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
3．（2022·全国·统考高考真题） 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科
学家研究了一种光照充电 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子 和空穴 ，驱动阴极反应 和阳极反应(Li O +2h+=2Li++O )对电池进行充电。下列叙述错误的是
2 2 2
A．充电时，电池的总反应
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应
1．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）一种新型AC/LiMn O 电池体系，在快速启动、电动车等领域
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具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn O 作正极(可由Li CO 和MnO 按物质的量比1：2反应合成)，
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高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示：
下列说法正确的是
A．合成LiMn O 的过程中可能有H 产生
2 4 2
B．放电时正极的电极反应式为：LiMn O +xe-=Li xMn O +xLi+
2 4 (1- ) 2 4
C．充电时AC极应与电源负极相连
D．可以用Li SO 水溶液做电解液
2 42．（2023·河南·校联考模拟预测）我国科学家最近合成的ZnO@SnO 微米花作为负极材料提高锌镍二次电
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池的循环性能，工作原理如图所示。已知：正极材料为NiOOH/Ni(OH) 。
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下列叙述错误的是
A．放电时，上述装置主要将化学能转化成电能
B．放电时，负极表面副反应可能是Zn+2OH-= +H ↑
2
C．充电时，阴极附近电解质溶液pH降低
D．充电时，1molOH-向阳极迁移时理论上转移1mol电子
3．（2023春·河北沧州·高三泊头市第一中学校联考阶段练习）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能
转化为电能的装置，其工作原理如图所示，下列有关微生物电池的说法错误的是
A．a极为负极，可选择导电性高、易于附着微生物的石墨
B．b极的电极反应式为
C．在b极涂覆的催化剂有利于氧气的还原
D．该电池在任何温度下均可发电
4．（2023·陕西西安·统考一模）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是A．放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)
B．充电时，电路中转移2mole-，中性电解质NaCl的物质的量增多2mol
C．放电时，1molFQ转化为FQH 转移2mol电子
2
D．充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极
5．（2023·甘肃·统考三模）以硝酸盐为离子导体的Na－O 电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图
2
所示。下列说法正确的是
A．镍电极上发生氧化反应
B．NO 是该电池的氧化剂
C．固体电解质只起到离子导体的作用
D．M的电极反应为2Na++O +2e-=Na O
2 2 2
6．（2023·辽宁·校联考模拟预测）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
7．（2023春·山东烟台·高三统考期中）电催化NO合成氨技术凭借其低能耗、绿色环保等优势成为化工行
业关注的热点。某科研团队设计的Zn-NO电池装置及在不同电压下 的单位时间产量如下图所示，已知：
①双极膜中 电离出的 和 在电场作用下可以向两极迁移；②法拉第效率
。下列说法错误的是
A．双极膜中的 移向X极
B．Y极电极反应式为
C．当外电路通过 时，双极膜中有 发生解离
D．0.5V电压下连续放电10小时，外电路通过 ，法拉第效率为93.5%8．（2022·全国·高考真题）一种水性电解液Zn-MnO 离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以
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Zn(OH) 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO 电极反应：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O
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D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO +4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O
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9．（2021·全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极
膜中间层中的 解离为 和 ，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A． 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B．阳极上的反应式为： +2H++2e-= +H O
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C．制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子
D．双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移
10．（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 的浓度不断减小
C．充电时，M极的电极反应式为
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
1．（2023·陕西咸阳·统考三模）最近科学家研发了“全氢电池”，工作原理如图所示。下列说法正确的是A．吸附层a发生的电极反应为：
B．NaClO 的作用是传导离子并参与电极反应
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C．电解质溶液中Na+向左移动，ClO 向右移动
D．全氢电池的总反应为：2H +O =2H O
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2．（2023·浙江·校联考模拟预测）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0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的 为3.9g
3．（2023·广西·统考三模）高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，已经用于某些飞
机，其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，化学能转化为电能
B．碳添加剂是为了增强电极的导电性
C．充电时，阳极的总的电极反应式是8Li S－16e－ = S + 16Li+
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D．放电时，1 mol Li S 转化为Li S 得到2 mol电子
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4．（2023秋·内蒙古赤峰·高三校联考期末）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(图1)，一种镁——海水电池装置示意图(如图2)。下列说法错误的是
A．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
B．N极发生的电极反应：O +4e－+2H O=4OH－
2 2
C．X为正极，可用铜、石墨等做电极材料
D．如图2外电路中每通过2mol电子，溶液中2molH+由阳离子交换膜左侧向右侧迁移
5．（2023春·河北沧州·高三校考阶段练习）某课题组提出了一种基于 自循环的生物杂化光
电化学池，通过在单室内协同耦合光电化学 生成和生物电化学 消耗，实现了直接和可持续的
“太阳能—燃料—电能”转化。实验装置如图，下列说法错误的是A．电极 ： 是电池负极，有电子流出
B．消耗 “燃料”的电极反应式为
C．两电极附近 变化情况相同
D．该光电化学池无需外加燃料，简单、安全且经济高效
6．（2023·江西·校联考二模）水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势
而备受关注。一种 新型无隔膜Zn/MnO 液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体，
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ZnSO 和MnSO 的混合液作电解质溶液，下列叙述正确的是
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A．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极的电极反应为MnO -2e-+4H+=Mn2++2H O
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B．放电时，当外电路转移2mole-时，两电极质量变化的差值为22g
C．过程I为锌沉积过程，B连电源的正极，电极附近pH增大
D．将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液都可延长电池的使用寿命
7．（2023·安徽芜湖·统考二模）下图为合成偶氮化合物 的电化学装置，有关说法正确的是A．OH-向CoP极移动
B．合成1mol该偶氮化合物，要消耗4molRCH NH
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C．Ni P电极反应式为：RCH NH -4e-+4OH-=RCN+4H O
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D．该偶氮化合物分子中C和N原子的杂化方式不同
8．（2023·全国·高三统考专题练习）西北工业大学推出一种新型 电池。该电池能有效地捕获
，将其转化为 ，再将产生的 电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是
A．d电极为电解池的阳极
B． 电池总反应式为：
C．c极区溶液的pH升高
D．电路中转移 时，理论上能得到
9．（2023·四川成都·统考三模）协同转化的微生物电池(下图左池)可同时实现净化有机废水、含铬( )废水和淡化盐水三重功能，并且驱动电化学合成装置(下图右池)制备1，2-二氯乙烷。
图中离子交换膜仅允许Na+或Cl-通过。下列说法错误的是
A．A室中充入有机废水，C室中充入含铬废水
B．a、c膜为Cl-离子交换膜，b、d膜为Na+离子交换膜
C．理论上1mol 还原为Cr(III)，两装置共可脱除6molNaCl
D．D室电极上发生的反应为CH =CH -2e-+2Cl-=ClCH CH Cl
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10．（2021·江苏卷）通过下列方法可分别获得H 和O ：①通过电解获得NiOOH和H (如图)；②在90℃将
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NiOOH与H O反应生成Ni(OH) 并获得O 。下列说法正确的是
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A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH) +OH--e-=NiOOH+H O
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C．电解的总反应方程式：2H O 2H ↑+O ↑
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D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO
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