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素养说明：高考中的新型化学电源，一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比
能量（单位质量释放的能量）高等特点。由于该类试题题材广、信息新、陌生度大，
因此许多考生感觉难度大。但应用的解题原理仍然还是原电池的基础知识，只要
细心分析，实际上得分相对比较容易。
1.新型燃料电池（Fuel Cell）
燃料电池是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、天然气等为燃料与氧气或空气进行反
应，将化学能直接转化成电能的一类原电池。其特点是：（1）有两个相同的多孔电
极，同时电极不参与反应（掺杂适当的催化剂）。（2）不需要将还原剂和氧化剂全
部储藏在电池内。（3）能量转换率较高，超过80%（普通燃烧能量转换率30%多）。
【解题模板】
2.可充电电池
对于一般的电池而言，充电电池具有一定的可逆性，在放电时，它是原电池装置；
在充电时，它是电解过程，是一种经济、环保、电量足、适合大功率、长时间使用的
电器。
【模型示例】 镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，镁电池放电时电压高且
平稳，因此成为人们研制绿色电池所关注的重点。有一种镁二次电池的反应为
xMg＋Mo S Mg Mo S 。下列说法错误的是（ ）
3 4 x 3 4
A.放电时Mg2＋向正极移动
B.放电时正极的电极反应式为Mo S ＋2xe－===Mo S
3 4 3
C.放电时Mo S 发生氧化反应
3 4
D.充电时阴极的电极反应为xMg2＋＋2xe－===xMg
【解题模板】答案 C
[题型专练]
1.（2016·课标全国Ⅲ，11）锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电
解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O ＋4OH－＋2H O===2Zn（OH）。下列说法
2 2
正确的是（ ）
A.充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B.充电时，电解质溶液中c（OH－）逐渐减小
C.放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH）
D.放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L（标准状况）
解析 A项，充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应
方程式为2Zn（OH）=====2Zn＋O ↑＋4OH－＋2H O，所以电解质溶液中c（OH
2 2
－）逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2＋将与OH―结
合生成Zn（OH），正确；D项，O ～4e－，故电路中通过2 mol电子，消耗氧气0.5
2
mol，在标准状况时体积为11.2 L，错误。
答案 C
2.（2015·江苏化学，10）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电
池的说法正确的是（ ）A.反应CH ＋H O=====3H ＋CO，每消耗1 mol CH 转移12 mol电子
4 2 2 4
B.电极A上H 参与的电极反应为H ＋2OH－－2e－===2H O
2 2 2
C.电池工作时，CO向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为O ＋2CO ＋4e－===2CO
2 2
解析 A项， ，则该反应中每消耗1 mol CH 转移6 mol电子，
4
错误；该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H 参与的电极反
2
应为H －2e－＋CO===CO ＋H O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，
2 2 2
而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O 参与的电极反应为O ＋4e－＋
2 2
2CO ===2CO，正确。
2
答案 D
3（. 2018·课标全国Ⅲ，11）一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O 与
2
Li＋在多孔碳材料电极处生成Li O （x＝0或1）。下列说法正确的是（ ）
2 2－x
A.放电时，多孔碳材料电极为负极
B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C.充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
D.充电时，电池总反应为Li O ===2Li＋O
2 2－x 2
解析 根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O ，O 在此获得电子，所以多孔碳材
2 2
料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极（锂电极）流出，通过外电路
流向正极（多孔碳材料电极），B项错误；Li＋带正电荷，充电时，应该向电解池的
阴极（锂电极）迁移，C项错误；充电时，电池总反应为Li O ===2Li＋O ，D项正
2 2－x 2
确。答案 D
4（. 2018·课标全国Ⅲ，11）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图
所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S 材料，电池反应为：16Li＋xS ===8Li S
8 8 2 x
（2≤x≤8）。下列说法错误的是（ ）
A.电池工作时，正极可发生反应：2Li S ＋2Li＋＋2e－===3Li S
2 6 2 4
B.电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长，电池中Li S 的量越多
2 2
解析 A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图
示中Li＋移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依
次发生S →Li S →Li S →Li S →Li S 的还原反应，正确；B项，电池工作时负极
8 2 8 2 6 2 4 2 2
电极方程式为：Li－e－===Li＋，当外电路中流过0.02 mol电子时，负极消耗的Li
的物质的量为0.02 mol，其质量为0.14 g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，
故可以提高电极a的导电能力，正确；D项，电池充电时为电解池，此时电解总反
应为8Li S 16Li＋xS （2≤x≤8），故Li S 的量会越来越少，错误。
2 x 8 2 2
答案 D
5.（2016·课标全国Ⅱ，11）MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电
池。下列说法错误的是（ ）
A.负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B.正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C.电池放电时Cl－由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg＋2H O===Mg（OH） ＋H ↑
2 2 2
解析 首先从题干信息“Mg－AgCl电池”所提供的电极材料判断电池类型，属
于Cu－Zn型原电池，应用模型思想推断出电池电化学原理：活泼金属Mg做负
极，含金属阳离子的AgCl做正极，电池反应式为：Mg＋2AgCl===MgCl ＋2Ag；
2
其次，判断各选项正误： B错误，因为AgCl难溶于水，正极发生还原反应的Ag＋
存在形式为AgCl，因而正极反应式：AgCl＋e－===Ag＋Cl－。
答案 B
6（. 2016·浙江卷）金属（M）空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，
有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋
nO ＋2nH O===4M（OH） 。
2 2 n
已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能
下列说法不正确的是（ ）
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散
至电极表面
B.比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高
C.M空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO ＋2nH O＋4ne－===
2 2
4M（OH）
n
D.在Mg空气电池中，为防止负极区沉积Mg（OH），宜采用中性电解质及阳离子
2
交换膜
解析 A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧
气扩散至电极的表面，正确；B项，单位质量的Mg、Al、Zn释放的电子分别为
mol、 mol、 mol，显然铝的比能量比Mg、Zn高，正确；C项，电池放电过程正极
O 得电子生成OH－，但负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极，
2
故正极不能生成M（OH），反应式应为：O ＋2H O＋4e－===4OH－，错误；D项，
n 2 2
为避免OH－移至负极而生成Mg（OH），可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止
2
OH－，正确。答案 C
