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微专题 34 新型高能化学电源
1．（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-
8
→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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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-→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
【答案】A
【解析】A．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；
B．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Na S，电子在外电路的流向为a→b，B正确；
2 x
C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++ S +2e-→Na S，C正确；
8 2 x
D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；
故答案选A。
2．（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：
【答案】C
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【解析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、 为正极，电池的总反应为
。
A．由题信息可知，放电时， 可插入 层间形成 ， 发生了还原反应，则放电时
为正极，A说法正确；
B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为 ，阳离子向正极迁移，则放电时 由负极向正极迁移，B说
法正确；
C．电池在放电时的总反应为 ，则其在充电时的总反应为
，C说法不正确；
D．充电阳极上 被氧化为 ，则阳极的电极反应为
，D说法正确；
综上所述，本题选C。
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)
2．突破二次电池的四个角度
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】1．新型可充电电池
(1)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。
(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。
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。
(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断
分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。
①首先应分清电池是放电还是充电。
②再判断出正、负极或阴、阳极。
放电：阳离子→正极，阴离子→负极；
充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；
总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。
2．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
2
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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(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
3．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结
负极
正极
1．（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
【答案】C
【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li+）和阳极反应（Li O +2h+=2Li+
2 2
+O ），则充电时总反应为Li O =2Li+O ，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化电极为阳极；则放
2 2 2 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极。
A．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对电池进行充电，结合阴极反应和阳
极反应，充电时电池的总反应为Li O =2Li+O ，A正确；
2 2 2
B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率
与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；
C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；
D．放电时总反应为2Li+O =Li O ，正极反应为O +2Li++2e-=Li O ，D正确；
2 2 2 2 2 2
答案选C。
2．（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
2
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
2 2 2
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO +4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O
2 2
【答案】A
【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-
=Zn(OH) ，Ⅰ区MnO 为电池的正极，电极反应为MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O；电池在工作过程中，由于两
2 2 2
个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可
以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO 向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】Zn(OH) ，Ⅱ区的SO 向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。
A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；
B．根据分析，Ⅰ区的SO 向Ⅱ区移动，B正确；
C．MnO 电极的电极反应式为MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O，C正确；
2 2 2
D．电池的总反应为Zn+4OH-+MnO +4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O，D正确；
2 2
故答案选A。
1．写出不同环境下的甲烷燃料电池的正负极的电极反应式和总反应式。
(1)酸性介质(如HSO )
2 4
负极：_____________________________________________________________；
正极：_______________________________________________________________；
总反应式：__________________________________________________________。
(2)碱性介质(如KOH)
负极：__________________________________________________________________；
正极：__________________________________________________________________；
总反应式：______________________________________________________________。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)
负极：_________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________；
总反应式：______________________________________________________________。
(4)熔融碳酸盐(如熔融KCO)环境下
2 3
负极：___________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________；
总反应式：_________________________________________________________________。
【答案】：(1)负极：CH－8e－＋2HO===CO ＋8H＋
4 2 2
正极：2O＋8e－＋8H＋===4H O
2 2
总反应式：CH＋2O===CO ＋2HO
4 2 2 2
(2)负极：CH－8e－＋10OH－===CO＋7HO
4 2
正极：2O＋8e－＋4HO===8OH－
2 2
总反应式：CH＋2O＋2OH－===CO＋3HO
4 2 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(3)负极：CH－8e－＋4O2－===CO ＋2HO
4 2 2
正极：2O＋8e－===4O2－
2
总反应式：CH＋2O===CO ＋2HO
4 2 2 2
(4)负极：CH－8e－＋4CO===5CO ＋2HO
4 2 2
正极：2O＋8e－＋4CO===4CO
2 2
总反应式：CH＋2O===CO ＋2HO
4 2 2 2
2．Li－SOCl 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LiAlCl －SOCl 。电池
2 4 2
的总反应可表示为4Li＋2SOCl ===4LiCl＋S＋SO ↑。
2 2
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为
。
(2)电池正极发生的电极反应为
。
【答案】 (1)锂 4Li－4e－===4Li＋
(2)2SOCl ＋4e－===4Cl－＋S＋SO ↑
2 2
【解析】 分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl 得电子，被还原，为氧化
2
剂。
(1)负极材料为Li(还原剂)，4Li－4e－===4Li＋。
(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl ＋4e－===4Cl－＋S＋SO ↑。
2 2
3．Mg－AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为 2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag
＋2Cl－
试书写该电池的正、负极电极反应式。
【答案】 负极：Mg－2e－===Mg2＋
正极：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－
4．铝－空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电
流。
电池总反应为4Al＋3O＋6HO===4Al(OH) ；
2 2 3
负极： ；
正极： 。
【答案】 4Al－12e－===4Al3＋ 3O＋6HO＋12e－===12OH－
2 2
5．（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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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
【答案】B
【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H O═2LiOH+H ↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负
2 2
极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H O+2e-=2OH-+H ↑，同时氧气也可以在N极得电子，
2 2
电极反应为O +4e-+2H O=4OH-。
2 2
A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；
B．由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H O+2e-=2OH-+H ↑，和反应O +4e-+2H O=4OH-，故B错误；
2 2 2 2
C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
D．该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；
答案选B。
6．（2022·广东·高考真题）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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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
【答案】C
【解析】A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳
极，故A错误；
B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为 可
知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；
C．放电时负极反应为 ，正极反应为 ，反应后
Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；
D．充电时阳极反应为 ，阴极反应为 ，由得失电
子守恒可知，每生成1molCl ，电极a质量理论上增加23g/mol 2mol=46g，故D错误；
2
答案选C。
7．（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
2 4
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)，
2 4 2 3 2
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：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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 4
【答案】C
【解析】A． 和 按物质的量比 反应合成 ，Mn元素化合价降低，根据得失电子守
恒，氧元素化合价升高，可能有 产生，故A错误；
B．放电时，锂离子向正极移动，正极的 得到电子发生还原反应，电极反应式为
，故B错误；
C．放电时AC作负极，则充电时AC极应与电源负极相连，故C正确；
D．锂会和水反应，该电池体系应该采用有机溶剂，故D错误；
故选C。
8．（2023春·广东揭阳·高三校联考阶段练习）一款电催化剂葡萄糖/ 燃料电池装置如图所示，下列说法
正确的是
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．b为燃料电池的正极，发生氧化反应
B．电极a放电后，附近溶液pH值减小
C．电极b的电极反应式为
D．该燃料电池消耗 (标准状况)时，理论上可转化葡萄糖120g
【答案】D
【解析】A．根据反应 生成 ，可知电极a发生还原反应，为正极，电极b为负极，发生氧化反应，
选项A错误；
B．电极a的电极反应式为 ，pH值增大，选项B错误；
C．电极b的电极反应式为 ，选项C错误；
D．根据 可知消耗 理论上可转化 葡萄糖，质量为120g，选项D正确；
答案选D。
9．（2023·福建泉州·泉州五中校考一模）一种新型的锂—空气二次电池的工作原理如图所示。下列说法中
错误的是
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．电路中有2mol电子通过时，水性电解液的质量增加16g
B．催化剂可以吸附氧气，促进氧气得电子发生还原反应
C．电池充电时，电子从电源负极流向锂电极，锂电极作阴极
D．固体电解质既可以传递离子又可以起到隔膜的作用
【答案】A
【解析】在锂—空气二次电池中，活泼金属锂是负极，通入氧气的一极为正极，负极锂失去电子形成Li+离
子进入溶液，并通过交换膜到达正极一边，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，1molO 得到4mol电子。
2
A．电路中有2mol电子通过时，水性电解液正极一边有0.5molO 16g进入水性电解液，同时负极产生的
2
2molLi+也会通过交换膜进入正极，增加的质量是氧气和锂离子的质量，不是16g，故A错误；
B．催化剂可以吸附氧气，促进氧气得电子发生还原反应，故B正确；
C．在二次电池充电时，二次电池的负极接外加电源的负极做阴极，锂电极做阴极，故C正确；
D．固体电解质既可以传递Li+离子又可以起到隔膜的作用，故D正确；
答案选A。
10．（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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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
【答案】D
【解析】由电子的移动方向可知，电极a为微生物电池的负极，M—离子在负极失去电子发生还原反应生成
M+离子，微生物作用下放电生成的M+离子与有机物生成二氧化碳和水，同时微生物作用下有机物也在负
极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，则负极应选择导电性高、易于附着微生物的石墨可选择导电
性高、易于附着微生物的石墨；电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水。
A．由分析可知，电极a为微生物电池的负极，负极应选择导电性高、易于附着微生物的石墨可选择导电
性高、易于附着微生物的石墨，有利于微生物作用下有机物也在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳
和水，故A正确；
B．由分析可知，电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为
，故B正确；
C．在b极涂覆催化剂的目的是加快酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水的反应速率，故C
正确；
D．微生物的主要成分是蛋白质，若温度过高，蛋白质会发生变性，降低微生物的催化能力，不利于原电
池的工作，故D错误；
故选D。
1．（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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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
【答案】B
【解析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应
生成Zn2+，为负极，则FQ所在电极为正极，正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH ，负极反应式为Zn-2e-+4OH-
2
=Zn(OH) ；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反
应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，因此充电时，m接外接电源的负极，n接外接电
源的正极。
A．放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为 ，选项A正确；
B．充电时装置为电解池，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，NaCl溶液中的钠离子和氯离子分
别发生定向移动，即电解质NaCl的浓度减小，选项B错误；
C．充电时电解池，阳极反应为FQH -2e-=2FQ+2e-+2H+，则1molFQH 转化为FQ时转移2mol电子，选项C正
2 2
确；
D．根据上述分析可知，充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极，选项D正确；
故答案选B。
2．（2023·四川·校联考模拟预测）某企业研发的钠离子电池“超钠F1”于2023年3月正式上市、量产。钠
离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池，电池结构如图所示。该电池的负极材料为NaC(嵌
x y
钠硬碳)，正极材料为Na Mn[ Fe(CN) ]
2 6
(普鲁士白)。在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。
下列说法不正确的是
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．由于未使用稀缺的锂元素，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低
B．放电时，负极的电极反应式为NaC-xe-= C+xNa+
x y y
C．放电时，Na+移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应
D．充电时，每转移1mol电子，阳极的质量减少23g
【答案】C
【解析】A．锂比钠稀缺，钠离电池生产成本低，A正确；
B．负极材料为嵌钠硬碳，相当于Na原子嵌在碳中，则NaC 中的Na为0价，放电时为负极，Na失去电子，
x y
电极反应式为NaC-xe-= C+xNa+，B正确；
x y y
C．正极电势比负极高，Na+移向正极但不是Na+得电子，C错误；
D．充电时阳极失去电子释放出Na+，每转移1mol电子，释放1molNa+，Na+在阴极得电子变成NaC，所以
x y
阳极减少的质量就是1molNa+的质量即23g，D正确；
故选C。
3．（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
【答案】C
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【解析】电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I为负极，电极Ⅱ为正极，负极：
H O -2e-+2OH-=O +2H O，正极: 。
2 2 2 2
A．电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I电势低，A正确；
B．电极Ⅱ为正极，电极反应式为： ，B正确；
C．该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 来自H SO ，K+通过阳离子交换膜进入正极区
2 4
与硫酸根结合生成K SO ，因此电池总反应为： ，C错误；
2 4
D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的 为0.1mol，即3.9g，D正确；
故选C。
4．（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+
2 8
D．放电时，1 mol Li S 转化为Li S 得到2 mol电子
2 8 2 6
【答案】D
【解析】A．放电时，该电池是化学能转化为电能，故A正确；
B．碳有很强的导电性，因此碳添加剂是为了增强电极的导电性，故B正确；
C．充电时，阳极Li S中−2价硫变为0价S ，其总的电极反应式是8Li S－16e－= S + 16Li+，故C正确；
2 8 2 8
D．放电时，3Li S +2e－+ 2Li+ = 4Li S ，则3 mol Li S 转化为Li S 得到2 mol电子，故D错误。
2 8 2 6 2 8 2 6
综上所述，答案为D。
5．（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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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
【答案】D
【解析】A．根据图中信息得到玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能，故A正确；
B．根据锂−海水电池构造，M极为Li电极，作负极，N极为正极，则N极发生的电极反应：O +4e－
2
+2H O=4OH－，故B正确；
2
C．根据图2分析Mg为负极，X极为正极，可用铜、石墨等做电极材料，故C正确；
D．如图2外电路中每通过2mol电子，根据“同性相吸”，则溶液中1mol Mg2+由阳离子交换膜右侧向左侧
迁移，故D错误。
综上所述，答案为D。
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，
2
ZnSO 和MnSO 的混合液作电解质溶液，下列叙述正确的是
4 4
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
2 2
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
【答案】B
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【解析】A．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极为原电池的正极，得电子，选项A错误；
B．放电时，负极发生反应Zn-2e-=Zn2+，转移2mol电子，质量减少65g；正极发生反应MnO -2e-+4H+=Mn2+
2
+2H O，转移2mol电子，质量减少87g，故转移2mol电子，两极质量变化的差值为22g，选项B正确；
2
C．锌沉积过程发生Zn2+转化为Zn的还原反应，A极连电源的负极，选项C错误；
D．将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液均容易与锌直接反应放热，电池的使用寿命降低，选项D错误；
答案选B。
7．（2023·山东德州·统考三模）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
【答案】C
【解析】A．b中锌化合价升高变为氧化锌，则b为负极，根据“同性相吸”，则 通过阴离子交换膜向
b电极移动，故A错误；
B．左侧极室中a极的电极反应式为 ，若有2mol电子转移，从a室迁移到
b室的氢氧根为2mol，反应生成的氢氧根为2mol，a室内氢氧根数目不变，但溶液体积减小，因此
增大，故B错误；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】C．根据前面分析右边为负极，左边为正极，则a极发生还原反应，电极反应式为
，故C正确；
D．每转移 ，有2mol氢氧根移动到右侧极室，根据 ，则右侧极室中溶
液质量增大为1mol水的质量即18g，故D错误；
综上所述，答案为C。
8．（2023·广东·汕头市澄海中学校联考模拟预测）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、如图为以 和 作为电极氧化还原电对的碱性锌
铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑( )膜允许 离子通过。
下列说法错误的是
A． 含有配位键，电池放电总反应为
B．放电过程中，左侧池中溶液 逐渐减小
C．充电过程中，阴极的电极反应为
D．充电过程中，当 通过 膜时，导线中通过
【答案】D
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【解析】由图可知，Zn失去电子生成 ，则Zn极为负极，电极方程式为：
，惰性电极为正极， 得到电子生成 ，电极方程式为：
+e-= 。
A． 含有配位键， Zn是活泼电极，放电过程中Zn是负极，Zn失去电子生成 ，电极方程
式为：Zn-2e-+4OH-= ；惰性电极为正极， 得到电子生成 ，电极方程式为：
+e-= ；则放电过程中，总反应为 ，故A正确；
B．放电过程中，左侧惰性电极为正极，右侧Zn是负极。负极电极方程式为：Zn-2e-+4OH-= ，该
过程需要的OH-由左侧池经过聚苯并咪唑( )膜进入右侧池，左侧池中溶液 逐渐减小，故B正确；
C．充电过程中，Zn是阴极，电极方程式为： +2e-= Zn+4OH-，故C正确；
D．充电过程中，Zn是阴极，电极方程式为： +2e-= Zn+4OH-，该过程生成的OH-一半进入左侧池，
当 通过 膜时，导线中通过 ，故D错误；
故选D。
9．（2023·浙江·校联考三模）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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．放电时，每消耗1 mol ，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
【答案】B
【解析】由图可知，放电时，石墨电极为负极，S2-失去电子发生氧化反应生成在负极 ，电极反应式为
4S2—-6e—= ，光催化电极为正极， 离子在正极得到电子发生还原反应生成碘离子，电极反应式为 +2e—
=3I—，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过阳离子离子交换膜移向右侧；充电时，与直流电源负极相连的石
墨电极为阴极，光催化电极为阳极。
A．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的石墨电极为阴极，光催化电极为阳极，则电子从光催化
电极流出，通过导线流向石墨电极，故A正确；
B．由分析可知，放电时，石墨电极为负极，光催化电极为正极，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过离子
交换膜移向右侧，每消耗1molNaI 时，2mol钠离子从左室迁移到右室，则离子交换膜左室电解质溶液质量
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减少46g，故B正确；
C．由分析可知，放电时，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过阳离子离子交换膜移向右侧，则充电时，钠
离子透过阳离子离子交换膜移向左侧，故C错误；
D．由分析可知，放电时，石墨电极为负极，S2-失去电子发生氧化反应生成在负极 ，电极反应式为4S2
——6e—= ，故D正确；
故选C。
10．（2023·浙江金华·统考模拟预测）我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料— 的水系双离
子电池，该电池以 和 为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．充电时，电极a应接电源的正极
B．放电时，若电极a得到6.4g Cu和1.44g ，则电路中转移0.22mol电子
C．充电时，电极b的电极反应式为
D．第2次放电时，溶液碱性逐渐增强
【答案】C
【解析】A．放电时电极a为正极，则充电时电极a为阳极，应接电源的正极，故A正确；
B．放电时，电子转移情况为： 、 ，若电极a得到6.4g Cu（为0.1mol）和1.44g
（为0.01mol），则电路中转移0.1mol ×2+0.01mol ×2=0.22mol电子，B正确；
C．充电时，电极b为阴极， 得到电子发生还原反应生成 ，电极反应式为
，故C错误；
D．第2次放电时， 得到电子发生还原反应生成铜和氢氧根离子， ，溶液
碱性逐渐增强，故D正确；
故选C。
11．（2023·辽宁·校联考三模）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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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．放电时，1 mol 转化为 得到2 mol电子
D．充电时，阳极的总的电极反应式是
【答案】C
【解析】A．放电时是原电池装置，化学能转化为电能，故A正确；
B．碳具有导电性，碳添加剂是为了增强电极的导电性，故B正确；
C．放电时， ，3mol 得到2mol电子，则1 mol 转化为 得到
mol电子，故C错误；
D．由右图可知，充电时，阳极的总的电极反应式为 ，故D正确；
故答案选C。
12．（2023·全国·高三统考专题练习）我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补
给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的
是
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．A电极的电势高于B电极
B．质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动
C．负极的电极反应式为CH O-4e-+H O=CO +4H+
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D．海水和海泥作为电解质的一部分，富含盐分，导电性高，有利于输出电能
【答案】C
【解析】A．由分析可知，A极是正极，B极是负极，正极的电势高于负极电势，所以A电极的电势高于B
电极，故A正确；
B．由分析可知，A极是正极，B极是负极，质子带正电荷，放电时向正极移动，所以质子从海底沉积层通
过交接面向海水层移动，故B正确；
C． 在微生物作用下与硫酸根离子反应生成CO 和HS-，并不是在负极的电极反应，负极上HS-失去电
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子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为：HS--2e-=S↓+H+，故C错误；
D．海水和海泥作为电解质一部分，富含盐分，可增强水的导电性，有利于电池电能的输出，故D正确；
故选C。
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