文档内容
第 22 讲 原电池 化学电源
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 N14 O 16 Na 23 Mg 24
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5分）
1．（2023·安徽安庆·安庆一中校考三模）pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极
和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为：E=0.059pH+K(E的单
位为V，K为常数)。下 列说法正确的是
A．参比电极一定是正极
B．一定温度下，电池电动势越小，待测液中c(H+ )越大
C．pH计工作时，若玻璃电极电势比参比电极低，则玻璃电极反应上每得lmol 电子，生成1molAg单质
D．pH计可以长期浸泡在碱性缓冲液中
【答案】B
【解析】A．电池电动势E与待测溶液pH关系为：E=0.059pH+K，由于pH不确定，E可能大于0，也可能
小于0，故不能确定玻璃电极与参比电极电势高低，故参与电极不一定是正极，A错误；B．由
E=0.059pH+K可知，c(H+)越大，pH越小，E越小，即电池电动势越小，B正确；C．pH计工作时，若玻
璃电极电势比参比电极低，则玻璃电极为电势更低的负极，发生氧化反应，反应上每转移lmol 电子，
1mol Ag失去电子变成Ag+，C错误；D．pH计中含有玻璃泡，其含有SiO，长期浸泡在碱性缓冲液中会
2
与OH-反应，D错误；故选B；
2．（2023·辽宁大连·统考二模）某科研小组用电化学方法将 转化为 实现再利用，转化的基本原理
如图所示，下列叙述正确的是
A．光能全部转化成电能
学科网（北京）股份有限公司 1B．M上的电极反应方程式为
C．该电池工作时溶液中 移向N极
D．若消耗标况下 ，溶液中转移的电子数目为
【答案】B
【分析】由图可知，该装置为原电池，M电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧化反应生成氧
气和氢离子，N电极为正极，酸性条件下二氧化碳做正极得到电子生成一氧化碳和氢离子。
【解析】A．由图可知，该装置为光能转化为化学能，化学能转化为电能的装置，原电池工作时，光能不
可能完全转化为电能，故A错误；B．由分析可知，M电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧
化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为 ，故B正确；C．由分析可知，M电极为
负极，N电极为正极，则原电池工作时，阴离子硫酸根离子移向负极M电极，故C错误；D．原电池工作
时，溶液只能实现离子的定向运动，不能转移电子，故D错误；故选B。
3．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）我国科研人员将单独脱除 的反应与 的制备反应
相结合，实现协同转化。
①单独制备 ： ，不能自发进行；②单独脱除 ：
，能自发进行。协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的
解离为 和 ，并向两极迁移)。下列分析错误的是
A．左侧电极电势比右侧电极电势低
B．产生 的电极反应：
C．反应过程中不需补加稀
D．协同转化总反应：
【答案】D
【解析】A．左侧为电池的阴极，右侧为电池的阳极，阳极的电极电势比阴极的电极电势高，故左侧电极
电势比右侧电极电势低，A正确；B．由图可知产生 的电极反应为 ，B正确；
C．H+与电子所带的电荷数相等，当反应进行时，右侧消耗H+的量等于迁移的氢离子的量，硫酸的总量不
发生变化，所以不需要补加硫酸，C正确；D．根据反应图可得，负极的反应式为
学科网（北京）股份有限公司 2，正极的反应式为 ，故协同转化的总反应为
，D错误；故选D。
4．（2023·江西南昌·统考二模）沉积物微生物燃料电池(SMFC)可以将沉积物中的化学能直接转化为电能，
同时加速沉积物中污染物的去除，用SMFC处理含硫废水的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．外电路的电流方向是从b到a
B．碳棒a附近酸性增强
C．碳棒b存在电极反应： S-6e- +4H O= +8H+
2
D．升高温度可提高电池的能量转化效率
【答案】C
【分析】根据光合菌产生的O 得电子结合H+得到HO，碳棒a为正极，FeS 在硫氧化菌的作用下被氧化为
2 2 x
S，S在硫氧化菌的作用下被氧化为硫酸根。
【解析】A．根据分析可知b极为负极，a极为正极，正极的电势高于负极，外电路的电流方向是从a到
b，选项A错误；B．a为正极，光合菌产生的O 得电子结合H+得到HO，电极反应为O+4e-+4H+=2H O，
2 2 2 2
酸性减弱，选项B错误；C．根据图示，碳棒b存在电极反应： ，选项C正确；
D．升高温度可能引起光合菌、硫氧菌失去生理活性，降低电池的能量转化效率，选项D错误；答案选
C。
5．（2023·全国·模拟预测）天津大学在光催化应用研究取得重大进展，以下是光催化微生物燃料电池的工
作原理：
已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e-)－空穴(h+)。下列说法错误的是
A．电极电势：电极a＞电极b
学科网（北京）股份有限公司 3B．光激发时，光生电子会与O 结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合
2
C．电极b电极反应式：(C H O)-24ne-+7nH O=6nCO↑+24nH+
6 10 5 n 2 2
D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO 的溶解)
2
【答案】D
【解析】A．根据题图信息判断， 在电极b上失电子，转化为 ，则电极b为负极，电极a为
正极，正极的电极电势高于负极的电极电势，则电极电势：电极a>电极b，故A正确；B．根据题图信息
判断，电极a在光激发条件下会产生电子( )、空穴( )，光生电子会与 结合生成水，光生空穴会与电
极b产生的电子结合，故B正确；C． 在电极b上失电子生成 和氢离子，根据得失电子守
恒、电荷守恒，电极b发生的电极反应式为 ，故C正确；D．
根据电极反应，右侧溶液中每生成l个 ，为保持溶液电中性，同时会有l个 通过阳膜移向左侧溶液，
的数量不变，但右侧电解消耗水，体积减小，c(H+)增大，pH减小，故D错误；选D。
6．（2023·四川遂宁·统考模拟预测）从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最具有发展前途
的发电技术。NH ﹣O 燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是
3 2
A．电池工作时，O 得到电子，发生还原反应
2
B．电极b上的电极反应式为2NH ＋6OH--6e-=N ＋6HO
3 2 2
C．燃料电池能量之间的转化是由电能转化为化学能
D．电池工作时，溶液中的Na＋向电极a迁移
【答案】C
【分析】电极b上，NH 转化为N 和HO，N元素化合价升高，发生氧化反应，电极b为负极，电极反应
3 2 2
式为 ；电极a为正极，发生还原反应，电极反应式为 。
【解析】A．由分析可知，电极a为正极，发生还原反应，O 得到电子，A项正确；B．由分析可知，电极
2
b上的电极反应式为2NH ＋6OH--6e-=N ＋6HO，B项正确；C．燃料电池将化学能转化为电能，C项错误；
3 2 2
D．电池工作时，阳离子移向电池正极，则溶液中的Na＋向电极a迁移，D项正确；答案选C。
7．（2023·广西玉林·统考模拟预测）一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，
原理如图所示。下列说法正确的是
学科网（北京）股份有限公司 4A．连接负载时，电极A为正极
B．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜
C．连接负载时，负极区的电极反应式为：S -2e-=S
D．连接电源时，电路中每通过2N 个电子，生成NaOH的质量为80g
A
【答案】C
【解析】A．根据图示，连接负载时，A电极发生反应 ，A电极发生氧化反应，电极A为
负极，故A错误；B．根据图示，电池工作时，膜a、膜b之间生成NaOH，膜a为阳离子交换膜，膜b为
阴离子交换膜，故B错误；C．根据图示，连接负载时，A电极发生氧化反应，电极A为负极，负极区的
电极反应式为：S -2e-=S ，故C正确；D．连接电源时，电路中每通过2N 个电子，有2molNa+通过膜a
A
进入阴极区，2molOH-通过膜b进入阳极区，所以消耗NaOH的质量为80g，故D错误；选C。
8．（2023·江苏·校联考模拟预测）肼可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电
池工作过程中会有少量 在电极表面发生自分解反应生成 、 、 逸出。
下列关于 燃料电池的说法正确的是
A．电池工作时化学能完全转化变为电能
B．放电过程中，负极区溶液pH增大
C．负极的电极反应式为：
D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等
【答案】D
【分析】燃料电池中，通入氧气的电极为正极，在碱性条件下，发生的电极反应为， ，
学科网（北京）股份有限公司 5加入燃料肼的电极为负极，发生反应 ，该反应的总电极反应式为，
NH+O =N +2H O。
2 4 2 2 2
【解析】A．任何实用电池都不可能将化学能完全转变为电能，A错误；B．由图可知放电时负极反应消耗
，pH减小，B错误；C．由分析可知，负极反应式是 ，C错误；D．该
电池放电总反应是 ，即负极消耗的NaOH与正极生成的NaOH物质的量相等，D正
确；故答案为D。
9．（2023·辽宁·校联考模拟预测）有关下图所示该熔融碳酸盐燃料电池的说法正确的是
A．电极A上发生的电极反应为
B．脱水操作可以减少能量损失，从而实现化学能向电能的完全转化
C．每消耗 ，理论上外电路中转移8mol电子
D．A电极电势高于B电极电势，同时电池工作时， 向电极B移动
【答案】C
【分析】甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH(g)+HO(g) CO(g)+3H(g)。A电极一氧化碳、氢气失电子
4 2 2
生成水、二氧化碳，A是负极；B电极氧气得电子生成碳酸根离子，B是正极。
【解析】A．甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH(g)+HO(g) CO(g)+3H(g)。A极参与反应的一氧化碳和
4 2 2
氢气的物质的量比为1:3，电极A上发生的电极反应为 ，故A错误；
B．燃料电池放电时，只有一部分能量转化为电能，所以能量转化率不可能达100%，故B错误；C．CH
4
最终生成二氧化碳、水，C元素化合价由-4升高为+4，根据电子守恒，每消耗 ，理论上外电路中
转移8mol电子，故C正确；D．A是负极、B是正极，A电极电势低于B电极电势，故D错误；选C。
10．（2023·广东韶关·统考二模）近日，某科研团队研制设计了一种高性能碱性阴离子交换膜直接氨燃料
电池(DAFC)，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
学科网（北京）股份有限公司 6A．电极A为负极，发生氧化反应
B．若交换膜中通过0.3mol ，A电极区消耗2.24LNH
3
C．电极B的电极反应式为
D．电流方向：电极B→灯泡→电极A→电极B
【答案】B
【解析】A．根据图示，NH 在A电极失电子生成氮气和水，电极A为负极，发生氧化反应，故A正确；
3
B．A电极反应式 ，若交换膜中通过0.3mol ，说明外电路中转移
0.3mol电子，A电极消耗0.1mol NH ，没有明确是否为标准状况，氨气的体积不一定是2.24L，故B错误；
3
C．B是正极，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极B的电极反应式为 ，故C
正确；D．NH 在A电极失电子生成氮气和水，电极A为负极，B为正极，电流方向：电极B→灯泡→电
3
极A→电极B，故D正确；选B。
11．（2023·江西赣州·统考一模）我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO 电池，将两组阴离子、阳离子复
2
合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的HO解离成H+和OH—，工作原理如图所示，
2
下列说法正确的是
A．a膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜
B．充电时Zn电极反应式为Zn+4OH——2e—=
C．放电时多孔Pd纳米片附近pH升高
D．当放电时，复合膜层间有lmolHO解离时，正极区溶液增重23g
2
【答案】D
【分析】由图可知，a膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，放电
时，锌电极为原电池的负极，释放出的氢氧根离子向负极移动，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反
应生成四羟基合锌离子，电极反应式为Zn+4OH——2e—= ，多孔Pd纳米片为正极，释放出的氢离
子向正极移动，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO+2H++2e—
2
=HCOOH，充电时，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应
生成锌和氢氧根离子，电极反应式为 +2e—= Zn+4OH—，释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的
氢氧根离子，多孔Pd纳米片为阳极，释放出的氢氧根离子向阳极移动，碱性条件下甲酸在阳极失去电子
学科网（北京）股份有限公司 7发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为HCOOH+2 OH——2e—= CO+2H O。
2 2
【解析】A．由分析可知，a膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，
故A错误；B．由分析可知，充电时，锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成
锌和氢氧根离子，电极反应式为 +2e—= Zn+4OH—，释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的氢氧
根离子，故B错误；C．由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电
子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO+2H++2e—=HCOOH，甲酸在氯化钠溶液中电离出氢离子使电
2
极附近溶液pH减小，故C错误；D．由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳
在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO+2H++2e—=HCOOH，复合膜层间有lmol水解离
2
时，外电路转移1mol电子，则正极增加的质量为(1mol×44g/mol× +1mol×1g/mol)= 23g，故D正确；故选
D。
12．（2023·河南·校联考一模）科学家发明了一种Mg—PbO 电池，电解质为NaSO 、HSO 、NaOH，通
2 2 4 2 4
过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图，
下列说法不正确的是
A．Na+通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜
B．B区域的电解质浓度逐渐减小
C．放电时，Mg电极反应为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)
2
D．消耗2.4 g Mg时，C区域电解质溶液减少16.0 g
【答案】B
【分析】由图和题给信息可知，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应
电极反应式为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH) ，A区溶液中氢氧根离子浓度减小，A区钠离子通过阳离子交换
2
膜M进入B区，二氧化铅为正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反
应式为PbO +4H++SO +2e—=PbSO+2H O，C区溶液中消耗氢离子的物质的量大于硫酸根离子，C区溶液
2 4 2
中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，则B区中硫酸钠溶液的浓度增大。
【解析】A．由分析可知，原电池工作时，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区，C区溶液中硫酸根
离子通过阴离子交换膜B区，故A正确；B．由分析可知，原电池工作时，A区钠离子通过阳离子交换膜
M进入B区，C区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，则B区中硫酸钠溶液的浓度增大，故B错误；
C．由分析可知，放电时，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应电极
反应式为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH) ，故C正确；D．由分析可知，原电池工作时，消耗2.4 g镁时，放电
2
学科网（北京）股份有限公司 8转移电子 ×2=0.2mol，C区放电消耗0.4mol氢离子、0.1mol硫酸根离子，同时有0.1mol硫酸根离
子移向B区，相当于溶液中减少0.2mol硫酸，同时生成0.2mol水，则C区实际减少质量为
0.2mol×98g·mol-1-0.2mol×18g·mol-1=16.0g，故D正确；故选B。
二、主观题（共3小题，共40分）
1．（14分）（2023·全国·高三专题练习）填空。
(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO 和HO为
2 2
原料制备HCOOH和O 的原理示意图。
2
①电极b为 极。
②电极b上的电极反应为 。
(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海
水中提取LiCl的同时又获得了电能。
①X为 极，Y极的电极反应式为 。
②Y极生成1 mol Cl 时， mol Li+移向 (填“X”或“Y”)极。
2
(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，
电解质溶液为酸性，示意图如下：
①该电池中外电路电子的流动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
②A电极附近甲醇发生的电极反应为 。
学科网（北京）股份有限公司 9【答案】（除标注外，每空2分）(1)正（1分） CO+2e-+2H+=HCOOH
2
(2)正（1分） 2Cl- -2e-=Cl↑ 2 X
2
(3)从A到B CH OH+H O-6e-=CO ↑+6H+
3 2 2
【解析】（1）①根据图示可知：在电极b上CO 得到电子被还原产生HCOOH，所以b电极为正极；
2
②在电极b上CO 得到电子被还原产生HCOOH，则b电极的电极反应式为：CO+2e-+2H+=HCOOH；
2 2
（2）①根据图示可知：在X电极上H+得到电子被还原产生H，故电极X为正极；Y电极上Cl-失去电子被
2
氧化产生Cl，故Y电极的电极反应式为2Cl- -2e-=Cl↑；
2 2
②在电极Y上Cl-失去电子被氧化产生Cl，Y电极的电极反应式为2Cl- -2e-=Cl↑，每反应产生1 mol Cl ，
2 2 2
反应过程中转移2 mol电子，阳极反应消耗2 mol Cl-，则根据电荷守恒可知会有2 mol Li+向X电极移动；
（3）①根据图示可知：在A电极上甲醇失去电子被氧化产生CO，同时产生H+，故A电极作为电池的负
2
极，所以该电池外电路电子的流动方向为从电极A通过外电路流向电极B；
②在A电极附近，甲醇失去电子被被氧化产生CO，同时产生H+，故A电极发生的电极反应为：
2
CHOH+H O-6e-=CO ↑+6H+。
3 2 2
2．（16分）（2023·全国·高三专题练习）根据原理图判断下列电池的电极名称、电解质溶液中离子移动的
方向。
电池 原理图 电极名称 离子移动方向
(1)微生物处 Ⅰ： 经离子交换膜由
理有机废水电 ； (填“左”或“右”，
池 Ⅱ： 后同)室移向 室
移向 (填
(2)光解水制 Ⅲ：
“Ⅲ”或“Ⅳ”，后
与脱硫联 ；
同)极； 移向
合电池 Ⅳ：
极
Ⅴ： 由 (填“左”
(3)循环电池 ； 或“右”，后同)室移
Ⅵ： 向 室
学科网（北京）股份有限公司 10Ⅶ：
； 移向
(4)熔融盐燃
Ⅷ：
(填“Ⅶ”或“Ⅷ”)
料电池
(氧化物Y
极
是 )
【答案】(每空1分)负极 正极 左 右 正极 负极 Ⅲ Ⅳ 负极 正极 左 右 负极 正极
Ⅶ
【解析】(1)微生物处理有机废水电池：根据原理图可知该装置为原电池，电极Ⅱ上O HO，故电极Ⅱ得
2 2
电子作正极，则电极Ⅰ为负极；在原电池中阳离子移向正极，故H+经离子交换膜由左室移向右室；
(2)光解水制 与脱硫联合电池：根据原理图可知该装置为原电池，根据电子移动方向可知，电极Ⅲ为正
极，电极Ⅳ为负极，在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故 移向Ⅲ极， 移向Ⅳ；
(3)循环电池：根据原理图可知该装置为原电池，电极Ⅴ上 ，可知电极Ⅴ失电子为负极，电
极Ⅵ为正极，在原电池中阳离子移向正极， 由左室移向右室；
(4)熔融盐燃料电池：根据原理图可知该装置为原电池，O 在电极Ⅷ上得电子，电极Ⅷ为正极，则电极Ⅶ为
2
负极，在电极Ⅶ上NO 失电子生成NO，电极反应为NO -e-+NO =N O，故氧化物Y是 ，在原电池
2 2 5 2 2 5
中阴离子移向负极， 移向Ⅶ极。
3．（10分）（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)双阴极微生物燃料电池处理NH -N废水的工作原理如图(a)所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池
中的运行模式如图(b)所示。
①Y离子交换膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②III室中除了O→HO，主要发生的反应还有 (用离子方程式表示)。
2 2
③生成3.5gN ，理论上需要消耗 gO。
2 2
(2)西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略，在室温
条件下，水溶液介质中可选择性地将 还原为 ，其原理示意图如下：
学科网（北京）股份有限公司 11①阴极的电极反应式为： 。
②同温同压下，相同时间内，若进口处气体物质的量为a ，出口处气体的总体积为进口处的x倍，则
转化率为 。
【答案】(每空2分)(1)阳 NH +2O = NO +H O+2H+ 26
2 2
(2) +2e- +2H O= +2OH- (2x-2) 100%
2
【解析】（1）①双阴极微生物燃料电池处理NH -N废水的工作原理如图(a)所示，III中O 得电子生成
2
HO，电极方程式为：4H++O +4e-=2H O，则II中CHCOO-转化为CO 生成的H+需要进行III，说明Y是阳
2 2 2 3 2
离子交换膜；
②由图b可知，III中反应后的溶液进入I中反应，而I中的反应是NO N，说明III中NH 转化为了NO
2
，该过程的离子方程式为：NH +2O = NO +H O+2H+；
2 2
③I中的反应是NO N，电极方程式为：12H++2NO +10e-=N +6H O，III中发生反应：4H++O +4e-
2 2 2 2
=2H O、NH +2O = NO +H O+2H+，3.5gN 的物质的量为 =0.125mol，消耗0.25mol NO ，转移电
2 2 2 2
子1.25mol电子，则理论上需要消耗O 的物质的量为0.25mol 2+ =0.8125mol，质量为0.8125mol
2
32g/mol=26g。
（2）①在室温条件下，水溶液介质中可选择性地将 还原为 ，则阴极为上层电极，反应为乙块得
到电子发生还原反应生成乙烯，反应为： +2e- +2H O= +2OH-；
2
②由图可知，阳极水发生氧化反应生成氧气，总反应为2 +2H O= 2 +O ；同温同压下，相同时间
2 2
内，若进口处气体物质的量为amol，出口处气体的总体积为进口处的x倍，设 转化率为y，则反应乙
炔为aymol、剩余乙块(a-ay)mol，由总反应可知生成气体总量为1.5aymol，反应后总气体为(1.5a+a-
ay)mol，则 =x，解得y=(2x-2) 100%。
1．（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
学科网（北京）股份有限公司 12A．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
【分析】锂海水电池的总反应为2Li+2HO═2LiOH+H ↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为
2 2
负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2HO+2e-=2OH-+H ↑，同时氧气也可以在N极得电
2 2
子，电极反应为O+4e-+2H O=4OH-。
2 2
【解析】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2HO+2e-=2OH-+H ↑，和反应O+4e-+2H O=4OH-，故B错误；C．Li
2 2 2 2
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。
2．（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
【分析】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
（LiO+2h+=2Li++O ），则充电时总反应为LiO=2Li+O ，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化
2 2 2 2 2 2
学科网（北京）股份有限公司 13电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；
【解析】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LiO=2Li+O ，A正确；B．充电时，光照光催化电极产生电子
2 2 2
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；答案选C。
2 2 2 2 2 2
3．（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
【分析】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
2 2 2
两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
Zn(OH) ，Ⅱ区的SO 向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。
【解析】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；D．电池的总反应为Zn+4OH-
2 2 2
+MnO+4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O，D正确；故答案选A。
2 2
4．（2021·湖南·统考高考真题）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：
学科网（北京）股份有限公司 14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
【答案】B
【分析】由图可知，放电时，N电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极
反应式为Br +2e-=2Br-，M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e-
2
=Zn2+，溴离子进入左侧，左侧溴化锌溶液的浓度增加；充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池
的阴极，N电极与直流电源的正极相连，做阳极。
【解析】A．由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；B．由分析可知，放电时，溶液中有
Zn2+与Br-生成，通过循环回路，左侧储液器中溴化锌的浓度增大，故B错误；C．由分析可知，充电时，
M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反
应式为Zn2++2e-=Zn，故C正确；D．由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持
两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确；故选B。
5．（2021·浙江·统考高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K、K 为开
1 2
关，a、b为直流电源的两极)。
下列说法不正确的是
A．断开K、合上K，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能
2 1
B．断开K、合上K，电极A为阴极，发生还原反应
1 2
学科网（北京）股份有限公司 15C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变
D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H O Cd(OH) +2Ni(OH)
2 2 2
【答案】C
【分析】根据图示，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成
Cd(OH) ，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH) ，电极B充电时为阳极，则放电时电极B为正极，正极上
2 2
NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH) ，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H O=2Ni(OH) +2OH-，放电时总
2 2 2
反应为Cd+2NiOOH+2H O=Cd(OH) +2Ni(OH) 。
2 2 2
【解析】A．断开K、合上K，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能，A正确；B．断开
2 1
K、合上K，为充电过程，电极A与直流电源的负极相连，电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式
1 2
为Cd(OH) +2e-=Cd+2OH-，B正确；C．电极B发生氧化反应的电极反应式为2Ni(OH) -2e-+2OH-
2 2
=2NiOOH+2H O，则电极A发生还原反应的电极反应式为Cd(OH) +2e-=Cd+2OH-，此时为充电过程，总反
2 2
应为Cd(OH) +2Ni(OH) Cd+2NiOOH+2H O，溶液中KOH浓度减小，C错误；D．根据分析，放电时总
2 2 2
反应为Cd+2NiOOH+2H O=Cd(OH) +2Ni(OH) ，则镍镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H O
2 2 2 2
Cd(OH) +2Ni(OH) ，D正确；答案选C。
2 2
6．（2021·福建·统考高考真题）催化剂 (Ⅱ)的应用，使 电池的研究取得了新的进展。
电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。
下列说法错误的是
A． 电池可使用有机电解液
B．充电时， 由正极向负极迁移
C．放电时，正极反应为
D． 、 、 和C都是正极反应的中间产物
【答案】D
【解析】A．Li是活泼金属能与水发生反应，因此不能采用水溶液作为电解质，应使用有机电解液，故A
正确；B．充电时原电池的负极与电源负极相连作阴极，原电池的正极与电源正极相连作阳极，阳离子由
阳极向阴极移动，则 由正极（电池中标注“＋”，实际阳极）向负极（电池中标注“－”，实际阴
学科网（北京）股份有限公司 16极）迁移，故B正确；C．由装置可知，该原电池的正极为二氧化碳得电子生成C单质，电极反应式为：
，故C正确；D．由正极的反应历程图示可知，C为最终的产物，不是中
间产物，故D错误；故选：D。
学科网（北京）股份有限公司 17
