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考点 18 原电池 化学电源
化学电池是当今世界广泛用于供能的重要装置，属于考生应该掌握的知识。高考有关原电池的考查一
直是常考常新，设题背景新、设问角度新、解答方式新。虽电池的种类多样，但主要考查原电池的基本工
作原理，着重考查考生对原理的迁移应用能力。命题在选择题中，常以新型电池的形式对原电池的工作原
理进行考查；在非选择题中，常结合元素化合物、物质的分离和提纯等知识，考查电极反应式的书写，以
及利用电子守恒进行相关计算。
预测2023年高考仍然会以新型电池为切入点，考查原电池的工作原理及应用、电极反应式的书写及判
断、溶液中离子的迁移及浓度变化、二次电池的充放电过程分析以及其他有关问题。备考时注重实物图分
析、新型电池分析，从氧化还原反应的角度认识电化学，注重与元素化合物、有机化学、电解质溶液、化
学实验设计、新能源等知识的联系。通过原电池装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值
判断，能参与有关化学问题的社会实践。
一、原电池的工作原理
二、化学电源
原电池的工作原理
1．概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
2．构成条件
(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③
两电极插入电解质溶液中。
3．工作原理
以锌铜原电池为例(1)反应原理
电极名称 负极 正极
电极材料 锌片 铜片
电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型 氧化反应 还原反应
电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片
盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
(2)盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、NH NO 等溶液和琼胶制成的胶冻。
4 3
②盐桥的作用：A．连接内电路，形成闭合回路；B．平衡电荷，使原电池不断产生电流。
4．原电池原理的应用
(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属
(或非金属)。
(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。
(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
(4)设计制作化学电源
①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( )
(2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( )
(3)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( )
(4)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( )
(5)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( )
(6)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( )
(7)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极( )
(8)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动( )(9)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定做负极( )
(10)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)√
【典例】
例1 如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( )
A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极
B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
【答案】C
【解析】该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，
反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，电极Ⅱ为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为 Cu－2e－===Cu2＋。
盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。
例2 若将反应：Zn+H SO = ZnSO+H ↑设计成原电池(如右图)，则下列说法不正确的是( )
2 4 4 2
A．该装置实现了化学能转化为电能 B．b 极表面发生了还原反应
C．c 溶液可以是ZnSO 溶液 D．盐桥中的Cl-移向右边烧杯
4
【答案】D
【解析】A项，形成原电池，是化学能变成电能，正确，不选A；B项，根据电子移动方向确定，说明
a为负极，b为正极，发生还原反应，正确，不选B；C项，锌做原电池的负极，所以c为硫酸锌，正确，
不选C；D项，盐桥中氯离子向负极移动，即向左侧烧杯移动，错误，选D。
【对点提升】
对点1 如图所示，在盛有稀HSO 的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所
2 4示，关于该装置的下列说法正确的是( )
A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y
【答案】D
【解析】外电路的电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反，A项错误；若两电极分别为Fe和
碳棒，则Y为碳棒，X为Fe，B项错误；X极失电子，作负极，Y极上发生的是还原反应，X极上发生的
是氧化反应，C项错误；电解质溶液为稀硫酸，两金属作电极，谁活泼谁作负极，D项正确。
对点2 与甲、乙两套装置有关的下列说法正确的是( )
A．甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应
B．甲中锌棒直接与稀HSO 接触，故甲生成气泡的速率更快
2 4
C．甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移
D．乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率
【答案】D
【解析】A项，根据上述分析，甲不是原电池，故A错误；B项，甲中锌棒直接与稀HSO 接触，发
2 4
生化学腐蚀，乙中构成了原电池，负极失去电子的速率加快，因此正极放出氢气的速率增大，故B错误；
C项，甲不是原电池，电解质溶液中的阳离子向锌移动，故C错误；D项，盐桥中离子的定向迁移构成了
电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触，迅速平衡电荷，使由它连接的两溶液保
持电中性，提高电池效率，故D正确。
【巧学妙记】
1．原电池的工作原理简图注意：
①电子移动方向：从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液。
②若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。
③若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换膜移向正极。
2．判断原电池正、负极的5种方法
化学电源
1．一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用
(1)碱性锌锰干电池
总反应：Zn＋2MnO ＋2HO===2MnOOH＋Zn(OH) 。
2 2 2
负极材料：Zn。
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) 。
2
正极材料：碳棒。
电极反应：2MnO ＋2HO＋2e－===2MnOOH＋2OH－。
2 2
(2)纽扣式锌银电池
总反应：Zn＋Ag O＋HO===Zn(OH) ＋2Ag。
2 2 2电解质是KOH。
负极材料：Zn。
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) 。
2
正极材料：Ag O。
2
电极反应：Ag O＋HO＋2e－===2Ag＋2OH－。
2 2
(3)锂电池
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8Li＋3SOCl ===6LiCl＋LiSO ＋2S。
2 2 3
(1)负极材料为锂，电极反应为8Li－8e－===8Li＋。
(2)正极的电极反应为3SOCl ＋8e－===2S＋SO＋6Cl－。
2
(2)二、二次电池：放电后能充电复原继续使用
2．铅蓄电池
(1)总反应：Pb(s)＋PbO (s)＋2HSO (aq)2PbSO (s)＋2HO(l)
2 2 4 4 2
(2)放电时——原电池
负极反应：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO(s)；
4
正极反应：PbO (s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO(s)＋2HO(l)。
2 4 2
(3)充电时——电解池
阴极反应：PbSO (s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)；
4
阳极反应：PbSO (s)＋2HO(l)－2e－===PbO(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)。
4 2 2
(4)图解二次电池的充放电
3．二次电池的充放电规律
(1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电
子，可简记为负接负后做阴极，正接正后做阳极。(2)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电
极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。
4．“高效、环境友好”的燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
种类 酸性 碱性
负极反应式 2H－4e－===4H＋ 2H＋4OH－－4e－===4H O
2 2 2
正极反应式 O＋4e－＋4H＋===2H O O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2 2 2
电池总反应式 2H＋O===2H O
2 2 2
备注 燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)最早使用的化学电池是锌锰电池( )
(2)在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应( )
(3)干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池( )
(4)干电池中碳棒为正极( )
(5)铅蓄电池是可充电电池( )
(6)铅蓄电池中的PbO 为负极( )
2
(7)太阳能电池不属于原电池( )
(8)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池( )
(9)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加( )
(10)燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源( )
(11)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能( )
(12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移( )
(13)二次电池的充、放电为可逆反应( )
(14)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO 是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长(
2
)
(15)铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g( )
(16)镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)× (9)√ (10)√ (11)× (12)× (13)× (14)×
(15)× (16)×
【典例】
例1 (2021•广东选择性考试)火星大气中含有大量CO ，一种有CO 参加反应的新型全固态电池有望
2 2
为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时
A．负极上发生还原反应 B．CO 在正极上得电子
2
C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能【答案】B
【解析】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3CO =2Na CO+C。A项，放电时负极上Na发生
2 2 3
氧化反应失去电子生成Na+，故A错误；B项，放电时正极为CO 得到电子生成C，故B正确；C项，放
2
电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；D项，放电时装置为原电池，能量转化
关系为化学能转化为电能和化学能等，故D正确；故选B。
例2 (2022•全国乙卷) 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Li-O 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应
2
(Li++e-=Li+)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LiO=2Li+O
2 2 2
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O+2Li++2e-=Li O
2 2 2
【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++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，光催化电
2 2 2 2 2 2
极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极。A项，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；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
2 2 2
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项，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项，放电时总反应为2Li+O=Li O，正
2 2 2
极反应为O+2Li++2e-=Li O，D正确；故选C。
2 2 2【对点提升】
对点1 微生物燃料电池的研究已成为治理和消除环境污染的重要课题，利用微生物电池电解饱和食
盐水的工作原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A．电池正极的电极反应：O+2H O+4e− 4OH−
2 2
B．电极M附近产生黄绿色气体
C．若消耗1 mol S2−，则电路中转移8 mol e−
D．将装置温度升高到60 ℃，一定能提高电池的工作效率
【答案】C
【解析】微生物燃料电池中，通入C H O 的电极为负极，失电子发生氧化反应；通入 O 的电极为正
6 12 6 2
极，得电子发生还原反应。电解饱和食盐水时阴、阳极的电极产物分别是：氢气和氢氧化钠、氯气。A项，
由图可知，电解质溶液为酸性，正极的电极反应是O+4H++4e−==2H O，A项错误；B项，M为阴极产生
2 2
H ，N为阳极产生Cl ，B项错误；C项，1 mol S2−转化成SO 2-失8 mol e−，则电路中转移8 mol e-，C项正
2 2 4
确；D项，该电池为微生物燃料电池，该微生物的最佳活性温度未知，无法确定60 ℃时电池效率是否升高，
D项错误。
对点2 下图是通过 Li-CO 电化学技术实现储能系统和 CO 固定策略的示意团。储能系统使用的
2 2
电池组成为钌电极/CO 饱和 LiClO-(CH )SO(二甲基亚砜)电解液/锂片，下列说法不正确的是( )
2 4 3 2A．Li-CO 电池电解液为非水溶液
2
B．CO 的固定中，转秱 4mole－生成 1mol 气体
2
C．钌电极上的电极反应式为 2LiCO+C - 4e－＝4Li++3CO ↑
2 3 2
D．通过储能系统和 CO 固定策略可将 CO 转化为固体产物 C
2 2
【答案】B
【解析】A 项，由题目可知，Li—CO 电池有活泼金属 Li，故电解液为非水溶液饱和 LiClO—
2 4
(CH)SO(二甲基亚砜)有机溶剂，故A正确；B项，由题目可知，CO 的固定中的电极方秳式为：2LiCO
3 2 2 2 3
＝ 4Li++ 2CO ↑+ O + 4e－，转移4mole－生成3mol气体，故B错误；C项，由题目可知，钌电极上的电极
2 2
反应式为 2LiCO + C- 4e－＝4Li++3CO ↑，故C正确；D项，由题目可知，CO 通过储能系统和CO 固定策
2 3 2 2 2
略转化为固体产物C，故D正确。故选B。
【巧学妙记】
燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例)
(1)注意介质环境
(2)掌握书写程序1．下列选项描述的过程能实现化学能转化为电能的是( )
A． 电池充电 B．光合作用 C．手机电池工作 D．太阳能板充电
【答案】C
【解析】A项，电池充电，是将电能转化为化学能，故A错误；B项，光合作用是太阳能转变化为化
学能，故B错误；C项，手机电池工作是化学能转化为电能，故C正确；
D项，太阳能板充电是光能转化为电能，并向蓄电池充电，将电能转化为化学能储存起来，故D错误。
2．有关如图所示原电池的叙述不正确的是( )
A．电子沿导线由Cu片流向Ag片B．正极的电极反应式是Ag++e-=Ag
C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应
D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO ) 溶液
3 2
【答案】D
【解析】该装置是原电池装置，实质上发生的是Cu与硝酸银的反应，所以Cu失去电子，发生氧化反
应，则Cu是负极，Ag是正极，电子从负极流向正极，A项正确；正极是Ag+发生还原反应，得到电子生
成Ag，B项正确；根据以上分析，Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应，C项正确；原电池中，
阳离子向正极移动，所以盐桥中的阳离子移向AgNO 溶液，D项错误。
3
3．肼(N H)碱性燃料电池的原理示意图如图所示，电池总反应为：NH+O =N +2H O。下列说法错误
2 4 2 4 2 2 2
的是( )
A．电极b发生还原反应 B．电流由电极a流出经用电器流入电极b
C．物质Y是NaOH溶液 D．电极a的电极反应式为NH + 4OH－－4e－=N ↑ + 4H O
2 4 2 2
【答案】B
【解析】该燃料电池中，通入燃料肼的电极为负极、通入氧气的电极为正极，电解质溶液呈碱性，则
负极反应式为NH+4OH--4e-═N ↑+4H O，正极反应式为O+2H O+4e-=4OH-。A项，该燃料电池中通入氧
2 4 2 2 2 2
气的电极b为正极，正极上得电子，发生还原反应，故A正确；B项，a为负极、b为正极，电流从正极b
经用电器流入负极a，故B错误；C项，b电极上生成氢氧根离子，钠离子通过阳离子交换膜进入右侧，所
以Y为NaOH溶液，故C正确；D项，a电极上肼失电子，发生氧化反应，电极反应式为 NH+4OH--4e-
2 4
═N ↑+4H O，故D正确；故选B。
2 2
4．一种生物电化学方法脱除水体中NH +的原理如下图所示：
4下列说法正确的是( )
A．装置工作时，化学能转变为电能
B．装置工作时，a极周围溶液pH降低
C．装置内工作温度越高。NH +脱除率一定越大
4
D．电极b上发生的反应之一是：2NO --2e-=N ↑+3O ↑
3 2 2
【答案】B
【解析】A项，该装置是把电能转化为化学能，故 A错误；B项，a极为阳极，电极反应为NH ＋＋
4
2HO－6e－==NO －＋8H＋，所以a极周围溶液的pH减小，故B正确；C项，该装置是在细菌生物作用下进
2 2
行的，所以温度过高，导致细菌死亡，NH +脱除率会减小，故C错误；D项，b极上反应式为2NO －＋
4 3
12H＋＋10e－==N ＋6HO，故D错误。故选B。
2 2
5．我国科学家利用光能处理含苯酚( )废水，装置如图所示。下列说法错误的是
A．a极电势高于b极电势
B．a极的电极反应式为 +2e-+2H+= +H O
2
C．H+由II区移向I区，II区溶液的pH增大
D．若有2mol电子通过导线，I区混合液体质量增大2g【答案】C
【解析】从图中可以看出，该装置为原电池装置，苯酚在a极得电子，被还原，所以a极为正极，b极
为负极。A项，a为正极，b为负极，a极电势高于b负极，故A正确；B项，苯酚在a极得电子被还原，
其电极反应为 +2e-+2H+= +H O，故B正确；C项，氢离子向阳极移动，负极反应为HWO- xe-
2 x 3
=WO + xH+，a极消耗的氢离子和b极产生的氢离子相等，pH不变，故C错误；D项，有2mol氢离子通过
3
导线，进入I区的氢离子为2mol，液体质量增加2g，故D正确；故选C。
6．一种锂电池的工作原理如下图所示，正极反应液可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加
入的(NH )SO 可以将Fe2＋氧化，自身被还原为SO 2-。下列关于该电池说法正确的是
4 2 2 8 4
A．电池放电时将电能转化为化学能
B．放电时Li＋由正极区移向负极区
C．放电时的负极反应为Fe3＋＋e-=Fe2＋
D．氧化罐中反应的离子方程式为：2Fe2＋＋SO2-=2Fe3＋＋2SO 2-
2 8 4
【答案】D
【解析】A项，电池放电是化学能变成电能，A错误；B项，放电时阳离子向正极移动，B错误；C
项，放电时，负极失去电子，C错误；D项，根据题意，氧化罐中加入的(NH )SO 可以将Fe2＋氧化，自
4 2 2 8
身被还原为SO 2-，离子方程式为2Fe2＋＋SO2-=2Fe3＋＋2SO 2-，D正确；故选D。
4 2 8 4
7．熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是由多孔陶瓷NiO阴极、多孔陶瓷电解质(熔融碱金属碳酸盐)隔膜、
多孔金属Ni阳极、金属极板构成的燃料电池。工作时，该电池的阴极(正极)反应为O+2CO +4e-=2CO 2-，
2 2 3
下列有关说法中错误的是( )A．该电池较高的工作温度加快了阴、阳极的反应速率
B．该类电池的H 不能用CO、CH 等替代
2 4
C．该电池工作时，要避免H、O 的接触
2 2
D．放电时，阳极(负极)反应式为2H+2CO 2--4e-=2CO +2H O
2 3 2 2
【答案】B
【解析】该燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，通入氧化剂氧气的电极是正极，负极反应式为
H-2e-+CO 2-=CO +H O，正极反应式为O+2CO +4e-═2CO 2-，放电时，电解质中阴离子向负极移动，阳离
2 3 2 2 2 2 3
子向正极移动。A项，升高温度能加快反应速率，该电池较高的工作温度加快了阴、阳极的反应速率，故
A正确；B项，还原性物质在负极发生氧化反应，该类电池的H 可以用CO、CH 等替代，故B错误；C项，
2 4
H、O 混合物在一定条件下可能发生爆炸，该电池工作时，要避免H、O 的接触，防止爆炸，产生安全
2 2 2 2
事故，故C正确；D项，放电时，氢气失电子发生氧化反应，阳极(负极)反应式为2H+2CO 2--4e-
2 3
=2CO +2H O，故D正确；故选B。
2 2
8．微生物燃料电池(MFC)以厌氧微生物催化氧化有机物(如葡萄糖)，同时处理含Cu2+废水，装置如图
所示，下列说法错误的是( )
A．M极为电池的负极
B．温度越高，电池工作效率越高
C．N极的电极反应为Cu2++2e-=Cu
D．电池工作时，废水中的阴离子总浓度降低
【答案】B
【解析】A项，根据题意可知该电池放电时葡萄糖被氧化，所以M电极为电池负极，N为电池正极，A项正确；B项，该电池以微生物催化有机物，温度不宜过高，B项错误；C项，N极为正极，铜离子被还
原得到Cu，电极反应为Cu2++2e-=Cu，C项正确；D项，电池工作时，废水中铜离子放电生成铜单质，为
平衡电荷，阴离子通过阴离子交换膜向负极，即左池移动，废水中的阴离子总浓度降低，D项正确；故选
B。
9．HCOOH燃料电池的装置如下图，两电极间用允许K+和H+通过的半透膜隔开。下列说法错误的是
A．电池工作时，电子由a电极经外电路流向b电极
B．负极的电极反应式为HCOO-+2OH-_2e-=HCO-+H O
3 2
C．理论上每消耗标准状况下22.4LO ，有2molK+通过半透膜
2
D．通入O 发生的反应为4Fe2++4H++O =4Fe3++2H O
2 2 2
【答案】C
【解析】左侧是HCOO-转化为HCO -，C元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，a是负极；右
3
侧是Fe3+转化为Fe2+，化合价降低，得到电子，发生还原反应，b是正极。A项，池工作时，电子由a电极
(负极)电极经外电路流向b电极(正极)，A项正确；B项，负极是HCOO-转化为HCO -，电极反应式为：
3
HCOO-+2OH-_2e-= HCO -+H O，B项正确；C项，4Fe2++4H++O =4Fe3++2H O，每消耗标准状况下22.4L
3 2 2 2
O，O 的物质的量为1mol，转移电子4mol，应有4mol K+通过半透膜，C项错误；D项，通入O 发生的反
2 2 2
应为4Fe2++4H++O =4Fe3++2H O，D项正确；故选C。
2 2
10．一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中含酚废水中的有机物可用C HOH
6 5
表示。下列说法不正确的是A．左侧电极为负极，苯酚发生氧化反应
B．左侧离子交换膜为阴离子交换膜
C．右侧电极的电极反应式：2NO -+10e-+12H+=N +6H O
3 2 2
D．左右两侧电极附近溶液的pH均升高
【答案】D
【解析】A项，根据装置图可知在左侧电极上苯酚失去电子被氧化，发生氧化反应，因此左侧电极为
负极，A正确；B项，向其中加入NaCl溶液，Na+向正极移动，Cl-向负极移动。根据选项A分析可知左侧
电极为负极，所以左侧离子交换膜为阴离子交换膜，B正确；C项，在右侧电极上NO -得到电子被还原产
3
生N，则右侧电极的电极反应式是：2 NO-+10e-+12H+=N ↑+6H O，C正确；D项，在左侧电极上苯酚被氧
2 3 2 2
化产生CO 气体，电极反应式是：C HOH-28e-+11H O=6CO↑+28H+，反应产生H+使溶液酸性增强，溶液
2 6 5 2 2
pH减小，D错误；故选D。
11．如图为一氧化氮气体传感器工作原理示意图。电流方向如图中所示。电极A、B外覆盖一层聚四
氟乙烯纳米纤维膜，可以让气体透过下列相关叙述，正确的是( )
A．该传感器运用了原电池原理，正极反应为NO+2H O-3e-= NO -+4H+
2 3
B．当外电路中流过0.2mol电子时，电池正极消耗1.12L氧气
C．该传感器工作时，接触到的NO浓度增大，输出的电流强度也相应增大
D．为了使传感器连续工作，可以不断补充NaCl，增强导电性
【答案】C
【解析】A项，由图中信息可知，电流从A电极经外电路流向B电极，则A为正极、B为负极。该传感器运用了原电池原理，O 在正极上发生还原反应，电极反应式为O+4H++4e-=2H O，A项错误；B项，
2 2 2
由选项A分析可知，当外电路中流过0.2mol电子时，电池正极消耗0.05mol氧气，标准状况下体积为
1.12L，B项错误；C项，该传感器工作时，接触到的NO浓度增大，则化学反应速率加快，单位时间内化
学能转化的电能增多，输出的电流强度也相应增大，C项正确；D项，若补充氯化钠，Cl-也会失去电子生
成氯气，影响NO的测定，且造成污染，D项错误；故选C。
12．科学家设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为LiC +Li
x n (1-
CoO=LiCoO+nC。N 表示阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
x) 2 2 A
A．该电池用于电动汽车符合绿色化学观念
B．充电时，阳极反应为LiCoO -xe-=Li CoO+xLi+， 由B极移向A极
2 (1-x) 2
C．该电池用惰性电极电解某电解质溶液时，发现两极只有H 和O 生成。则电解一段时间后，该溶液
2 2
的浓度可能不变
D．若初始两电极质量相等，当转移4N 个电子时，两电极质量差为28g
A
【答案】D
【解析】根据可充电电池的工作原理示意图中电子流向可知，A为负极，B为正极；充电时，A为阴
极，B为阳极；可充电电池的放电反应为LiC +Li CoO=LiCoO+nC，则放电时正极反应为Li
x n (1-x) 2 2 (1-
CoO+xLi++xe-=LiCoO，充电时，原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，则反应为LiCoO -xe-=Li
x) 2 2 2 (1-
CoO+xLi+。A项，汽车燃烧汽油等化石燃料，排放的汽车尾气含氮的氧化物，大量氮氧化物排放到空气
x) 2
中，电动汽车可有效减少大气污染，该电池用于电动汽车符合绿色化学观念，故A正确；B项，可充电电
池的放电反应为LiC +Li CoO=LiCoO+nC，则放电时正极反应为Li CoO+xLi++xe-=LiCoO，充电时，
x n (1-x) 2 2 (1-x) 2 2
原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，则反应为LiCoO -xe-=Li CoO+xLi+，阳离子由阳极B向阴
2 (1-x) 2
极A移动，故B正确；C项，两极只有H 和O 生成，应为电解水型的电解，电解时阳极反应为：4OH--4e-
2 2
=2H O+O↑，阴极反应为：4H++4e-=2H ↑，可为电解含氧酸溶液、强碱溶液或活泼金属的含氧酸盐溶液，
2 2 2
由于溶剂HO减小，若电解的溶液为饱和溶液，则浓度不变，故C正确；D项，若初始两电极质量相等，
2当转移4N 个电子时，负极减少4molLi其质量为28g，正极有4molLi+迁入，其质量为28g，两电极质量差
A
为56g，故D错误；故选D。
13．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。电池发挥着越来越重要的作用，如在
宇宙飞船、人造卫星、电脑、照相机等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境
造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：
(1)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，
在海水中电池反应可表示为：5MnO +2Ag+2NaCl=Na MnO +2AgCl
2 2 5 10
①该电池的负极反应式是______________；
②在电池中，Na+不断移动到“水”电池的_______极(填“正”或“负”)；
③外电路每通过4mol电子时，生成NaMnO 的物质的量是______________。
2 5 10
(2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(CHOH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃
3
料电池的工作原理如右图所示。
①该电池工作时，b口通入的物质为______________。
②该电池负极的电极反应式______________。
③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO 时，有___________N 个电子转移。
2 A
(3)Ag O 是银锌碱性电池的正极活性物质，当银锌碱性电池的电解质溶液为 KOH溶液，电池放电时
2 2
正极的Ag O 转化为Ag，负极的Zn转化为KZn(OH) ，写出该电池反应方程式：_______________。
2 2 2 4
【答案】(1)①Ag—e—+Cl—=AgCl ②正(1分) ③2mol
(2)①CHOH ②CHOH—6e—+H O=CO+6H+ ③1.2
3 3 2 2
(3)Ag O+2Zn+4KOH+2H O==2K Zn(OH) +2Ag
2 2 2 2 4
【解析】(1)①根据电池总反应：5MnO +2Ag+2NaCl=Na MnO +2AgCl，可判断出Ag应为原电池的
2 2 5 10
负极，负极发生反应的电极方程式为：Ag+Cl--e-=AgCl。②在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极
移动，所以钠离子向正极移动。③根据方程式中5MnO 生成1NaMnO ，化合价共降低了2价，所以每生
2 2 5 10
成1molNa MnO 转移2mol电子，则外电路每通过4mol电子时，生成NaMnO 的物质的量是2mol。
2 5 10 2 5 10
(2)①据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲醇。②正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：3O+12H++12e-=6H O，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳
2 2
和氢离子，电极反应式为CHOH-6e-+H O=CO+6H+。③根据2CHOH-12e-+2H O=2CO+12H+知，甲醇和转
3 2 2 3 2 2
移电子之间的关系式得，当6.4g甲醇完全反应生成CO 时，转移电子的物质的量= =1.2mol，则转
2
移电子个数为1.2N 。(3)电池放电时正极的Ag O 转化为Ag，负极的Zn转化为KZn(OH) ，正极电极反应
A 2 2 2 4
式为Ag O+4e-+2H O═2Ag+4OH-，负极电极反应式为2Zn-4e-+8OH-═2Zn(OH) 2-，反应还应有KOH参加，
2 2 2 4
反应的总方程式为：Ag O+2Zn+4KOH+2H O═2K Zn(OH) +2Ag。
2 2 2 2 4
1．(2022·安徽省黄山市高三理科综合测试)我国科学家最近发明了一种Zn—PbO 电池，该电池由a和
2
b两种离子交换膜隔成A、B、C三个区域，电解质分别为KOH、KSO 和HSO ，装置如下图。已知放电
2 4 2 4
时，B室中电解质浓度不断增大。下列说法不正确的是( )
A．PbO 电极电势比Zn电极电势高
2
B．a为阴离子交换膜
C．正极反应式为：PbO + 2e-+ 4H+ + SO 2-= PbSO + 2H O
2 4 4 2
D．电池工作时，每消耗6.5 g Zn，理论上A区域溶液质量减少1.3 g
【答案】B
【解析】该装置为原电池装置，根据两个电极的活性对比，Zn比PbO 活泼，所以Zn极作负极，PbO
2 2
极作正极。A项，该装置中，PbO 电极作为正极，Zn电极作为负极，所以PbO 电极电势高于Zn电极，故
2 2
A正确；B项，Zn电极反应式为：Zn+4OH--2e-=Zn(OH) 2-，A池消耗氢氧根离子，负电荷减少，根据电荷
4
守恒，钾离子向正极移动，所以a为阳离子交换膜，故B错误；C项，PbO 电极作为正极，得电子，其反
2
应式为：bO + 2e-+ 4H+ + SO 2-= PbSO + 2H O，故C正确；D项，Zn电极电极反应式为：Zn+4OH--2e-
2 4 4 2
=Zn(OH) 2-，每消耗6.5gZn，转移0.2mol电子，即向正极迁移0.2molK+，同时引入0.1mol Zn2+，溶液质量
4差为 ，故D正确；故选B。
2．(2022·辽宁省大连市高三双基测试)“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下
列有关说法错误的是( )
A．通入CO 的一极电极反应式为：2CO+2e−=C O2-
2 2 2 4
B．金属铝电极发生氧化反应
C．每得到1molAl (C O)，电路中转移3mol电子
2 2 4 3
D．以该装置为电源进行粗铜的电解精炼，金属铝质量减少27g时，理论上阴极质量增加96g
【答案】C
【解析】据图可知Al被氧化，所以金属铝为负极，通入CO 的电极为正极，CO 被还原为草酸根。A
2 2
项，据图可知CO 在正极被还原为草酸根，根据电子守恒、元素守恒可得反应式为2CO+2e−=C O2-，A正
2 2 2 4
确；B项，铝为金属，在负极被氧化为Al3+，B正确；C项，每得到1mol Al (C O)，则需要2mol Al，根
2 2 4 3
据电极反应可知转移6mol电子，C错误；D项，金属铝质量减少27g，即减少1mol Al，根据电极反应
Al-3e−=Al3+可知，转移3mol电子，则电极铜时，阴极生成1.5mol铜，质量为1.5mol×64g/mol=96g，D正确；
故选C。
3．(2022·四川省泸县第二中学模拟预测)沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所
示。下列说法错误的是( )A．碳棒b为该微生物电池的正极
B．碳棒a上有反应：FeS-2xe-=Fe2++xS(x≥2)
x
C．电流方向：碳棒b→电阻→碳棒a→含水沉积物→碳棒b
D．氧气的含量、光照强度会影响电池的功率
【答案】B
【解析】A项，O 在碳棒b得电子生成水，说明碳棒b为该微生物电池的正极，故A正确；B项，电
2
极反应式FeS-2xe-=Fe2++xS(x≥2)不满足电荷守恒，故B错误；C项，碳棒a失电子是负极，碳棒b得电子
x
是正极，电流方向是从正极经外电路流向负极即碳棒b→电阻→碳棒a→含水沉积物→碳棒b，故C正确；
D项，由图可知，CO 在光照和光合菌的作用下反应生成氧气，氧气在在正极得电子生成水，光照强度越
2
强，光合作用越强，所以氧气的含量、光照强度会影响电池的功率，故D正确；故选B
4．(2022·广东省六校高三第六次联考)一种高达94.2%能效的可充电铝胺电池工作原理如图所示，用
Ph表示苯基，三苯基胺(Ph N)失去一个电子后形成的Ph N∙+结构较为稳定。下列说法不正确的是( )
3 3
A．与锂电池比，铝电池比能量略低，但铝含量丰富价格低廉
B．放电时，负极的电极反应式为Al-3e-+7AlCl -=4AlCl-
4 2 7
C．充电时，AlCl -向铝电极移动
4
D．理论上每生成1mol Ph N，外电路通过1mol电子
3【答案】C
【解析】A项，铝电池比能量略低，且含量丰富价格低廉，A项错误；B项，放电时，负极上Al失电
子和AlCl -反应生成Al Cl-，电极反应式为Al-3e-+7AlCl -=4AlCl-，B项正确；C项，充电时Ph N失电子
4 2 7 4 2 7 3
生成Ph N+ ， Ph N阳极、Al为阴极，阴离子向阳极移动，所以AlCl -向阳极Ph N移动，C项错误；D项，
3 3 4 3
充电时Ph N失电子生成Ph N+，则生成1个Ph N转移1个电子，所以理论上每生成1molPh N，外电路通
3 3 3 3
过1mol电子，D项正确。故选C。
5．(2022·山东省聊城市高三三模)科学家最近发明了一种Al－PbO 电池，电解质为KSO 、HSO 、
2 2 4 2 4
KOH，通过x(阳离子交换膜)和y(阴离子交换膜)将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域，
结构示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，K+通过x膜移向M区
B．放电时，正极反应式为PbO +2e-+4H+=Pb2++2H O
2 2
C．与Zn－PbO 电池相比较，Al－PbO 电池的比能量更高
2 2
D．消耗1.8gAl时N区域电解质溶液减少19.2g
【答案】C
【解析】由图可知，原电池工作时，Al为负极，被氧化生成[Al(OH) ]-，PbO 为正极，发生还原反应，
4 2
电解质溶液M为KOH，R为KSO ，C为HSO ，原电池工作时，负极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH) ]-，则
2 4 2 4 4
消耗OH-，钾离子向正极移动，正极电极反应式为PbO + SO 2-+2e-+4H+=PbSO+2H O，正极消耗氢离子，
2 4 4 2
阴离子向负极移动，则y是阳离子交换膜，x是阴离子交换膜，在同一闭合回路中电子转移数目相等，结
合溶液酸碱性及电极材料书写电极反应式和总反应的方程式，以此解答该题。根据图知，负极上Al失电子
生成[Al(OH) ]-负极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH) ]-，消耗1.8g Al，正极反应为PbO + SO 2-+2e-
4 4 2 4
+4H+=PbSO+2H O，根据转移电子相等计算。A项，Al为负极， M区为负极区，阳离子流向正极区，故
4 2
K+通过x膜移向R区，A项错误；B项，放电时，正极反应为PbO + SO 2-+2e-+4H+=PbSO+2H O，B项错
2 4 4 2
误；C项，比能量是指参加电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，Zn与Al相比质量更重，且
每一个Zn转移2个电子，1个Al转移3个电子，故Al－PbO 电池的比能量更高，C项正确；D项，消耗
2
1.8g Al时电路上转移的电子数目为0.20mol，则由N区溶液减少0.4mol氢离子和0.1mol硫酸根离子，同时
有0.1mol硫酸根离子移向R区，相当于减小0.2mol硫酸，同时生成0.2mol水，N极区实际减少质量为0.2mol×98g/mol-0.2mol×19g/mol=16g，D项错误；故选C。
6．(2022·山东省德州市高三期末)液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，其优点是储能容量大、
使用寿命长。下图为一种中性 / Fe液流电池的结构及工作原理图。下列有关说法错误的是( )
A．充电时A电极连电源负极
B．放电时正极电极反应为：Fe(CN) 3-+e-= Fe(CN) 4-
6 6
C．放电时负极区离子浓度增大，正极区离子浓度减小
D．充电时阴极电极反应：ZnBr 2-+2e-= Zn+4Br-
4
【答案】C
【解析】由图可知，放电时，电极A为液流电池的负极，锌在溴离子作用下失去电子发生氧化反应生
成四溴合锌离子，电极反应式为Zn+4Br--2e-= ZnBr 2-，电极B为正极，六氰合铁酸根离子在正极得到电子
4
发生还原反应生成六氰合亚铁酸根离子，电极反应式为Fe(CN) 3-+e-= Fe(CN) 4-；充电时，A电极连电源负
6 6
极，做电解池的阴极，四溴合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和溴离子，电极反应式为ZnBr 2-
4
+2e-= Zn+4Br-，电极B与正极相连，做电解池阳极，六氰合亚铁酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生
成六氰合铁酸根离子，电极反应式为Fe(CN) 4--e-= Fe(CN) 3-。A项，充电时，A电极连电源负极，做电解
6 6
池的阴极，故A正确；B项，放电时，电极B为正极，六氰合铁酸根离子在正极得到电子发生还原反应生
成六氰合亚铁酸根离子，电极反应式为Fe(CN) 3-+e-= Fe(CN) 4-，故B正确；C项，放电时，电极A为液流
6 6
电池的负极，锌在溴离子作用下失去电子发生氧化反应生成四溴合锌离子，电极反应式为Zn+4Br--2e-=
ZnBr 2-，由电极反应式可知，放电时负极区离子浓度减小，故C错误；D项，充电时，A电极连电源负极，
4
做电解池的阴极，四溴合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和溴离子，电极反应式为ZnBr 2-+2e-=
4
Zn+4Br-，故D正确；故选C。
7．(2022·湖北省部分重点中学高三第二次联考)我国科研团队以聚氨酯为电解液(合成路线如图)实现了稳定高效且可逆循环的K-CO 电池。总反应为：4KSn+3CO 2KCO+4Sn，其中生成的KCO 附着在
2 2 2 3 2 3
正极上。下列说法错误的是( )
A．放电时，内电路中电流由KSn合金经酯基电解质流向羧基化碳纳米管
B．电池的正极反应式为4K++3CO +4e-=2K CO+C
2 2 3
C．羧基化碳纳米管中引入的羧基可促进电子的转移
D．充电时，电路中通过1mol电子，多壁碳纳米管减重36g
【答案】D
【解析】由总反应可知放电时KSn合金为负极，羧基化碳纳米管为正极；充电时KSn合金与电源负极
相连，为电解池阴极，羧基化碳纳米管为阳极。A项，放电时为原电池装置，内电路中电流是由负极流向
正极，即放电时，内电路中电流由KSn合金经酯基电解质流向羧基化碳纳米管，A正确；B项，根据总反
应式可知，负极反应式为：KSn-e-=Sn+K+，电池的正极反应式为4K++3CO +4e-=2K CO+C，B正确；C项，
2 2 3
电极材料为KSn和羧基化碳纳米管，KSn与水反应，-COOH与KOH反应，可促进电子的转移，C正确；
D项，充电时阳极反应为：C-4e-+ K CO=3 CO↑+4K+， 碳纳米管及附着的碳酸钾会减少，电路中通过
2 3 2
1mol电子，多壁碳纳米管减重3g，碳酸钾减少30g，D错误；故选D。
8．(2022·广东省汕头市高三期末教学质量监测iPON薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜
锂离子电池。下图为其工作示意图，LiPON薄膜只允许 通过，电池反应为LiSi+Li CoO
x 1-x 2
Si+LiCoO。下列有关说法正确的是。( )
2A．LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化
B．导电介质C可为Li SO 溶液
2 4
C．放电时b极为正极，发生反应：Li CoO+xLi++xe-═LiCoO
1-x 2 2
D．充电时，当外电路通过0.2mol电子时，非晶硅薄膜上质量减少1.4g
【答案】C
【解析】由题干信息中电池总反应可表示为LiSi+Li CoO Si+LiCoO 可知，电极a为非晶硅薄
x 1-x 2 2
膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中，则电极a为阴极，电极反应式为xLi++xe-+Si=Li Si，电极
x
b为阳极，电极反应式为LiCoO -xe-═Li CoO+xLi+，放电时电极a为负极，电极反应为LiSi-xe-
2 1-x 2 x
═Si+xLi+，电极b为正极，电极反应式为Li CoO+xLi++xe-═LiCoO 。A项，LiPON薄膜在充放电过程中
1-x 2 2
仅仅起到盐桥的作用，并未参与电极反应，故其质量不发生变化，A错误；B项，由于
2Li+2HO=2LiOH+H ↑，故导电介质C中不能有水，则不可为Li SO 溶液，B错误；C项，放电时b极为
2 2 2 4
正极，发生反应：Li CoO+xLi++xe-═LiCoO ，C正确；D项，充电时，电极a为阴极，电极反应式为xLi+
1-x 2 2
+xe-+Si=Li Si，则当外电路通过0.2mol电子时，非晶硅薄膜上质量增重0.2mol×7g∙mol-1=1.4g，D错误；故
x
选C。
9．(2022·山东省日照市高三校际联考三模)盐酸羟胺NH OHCl是一种常见的还原剂和显像剂，其化学
3
性质与NH4Cl类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2
所示。不考虑溶液体积的变化，下列说法正确的是( )A．电池工作时，含Fe的催化电极作负极
B．图2中，M为H+和e- ，N为NH OH+
3
C．电池工作时，每消耗 (标准状况)，左室溶液质量增加3.3g
D．电池工作一段时间后，正极区溶液的 减小、负极区溶液的 增大
【答案】C
【解析】由图可知，氢元素化合价降低失电子，Pt电极为负极，电极反应式为H-2e- =2H+，含铁的催
2
化电极为正极，电极反应式为NO+4H++Cl-+3e- =NH OHCl。A项，电池工作时，含铁的催化电极作正极，
3
A错误；B项，由题意可知，NH OH具有和氨气类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少
2
的一步反应为NH OH+H+=NHOH+，图2中M为NH OH，N为NH OH+，B错误；C项，含Fe的催化电极
2 3 2 3
为正极，电极反应式为NO++4H++Cl-+3e- =NH OHCl，2.24LNO标况下是0.1mol，左室增加的质量为
3
0.1molNO和0.3mol氢离子的质量，即0.1mol×30g/mol+0.3mol×1g/mol=3.3g，C正确；D项，原电池工作时，
正极氢离子被消耗，pH增大，负极生成氢离子，pH减小，D错误；故选C。
10．(2022·湖北省新高考高三质量检测)中科院福建物构所YaobingWang团队首次构建了一种可逆水性
Zn—CO 电池，实现了CO 和HCOOH之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示：
2 2
已知双极膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。下列说法中错误的是( )A．放电时，负极电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH) 2-
4
B．CO 转化为HCOOH过程中，Zn电极的电势低于多孔Pd电极的
2
C．充电过程中，甲酸在多孔Pd电极表面转化为CO
2
D．当外电路通过2mol电子时，双极膜中离解水的物质的量为1mol
【答案】D
【解析】由图中可知，Zn发生失去电子的反应，为电池的负极；CO 得电子生成HCOOH，多孔Pd为
2
电池的正极。A项，根据图中知，Zn发生失去电子的反应，电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH) 2-，A项正
4
确；B项，CO 转化为HCOOH时为放电过程，Zn电极为负极，多孔Pd电极为正极，负极电势较低，B项
2
正确；C项，充电过程中，HCOOH转化为CO，C项正确；D项，根据溶液呈电中性，可知外电路通过
2
2mol电子时，双极膜中离解的水的物质的量为2mol，D项错误。故选D。
11．(2022·河北省石家庄市示范性高中高三调研考试)钾离子电池由于其低成本、电解液中快的离子传
导性以及高的工作电压等优点；近年来引起了科研工作者极大的关注。吉林大学杨春成教授课题组基于钾
离子电池特性，设计并合成了一种VN-NPs/N-CNFs复合材料，并将其应用于钾离子电池的电极，放电时
该电极反应为VN+3K++3e-→V+KN，下列有关说法中错误的是( )
3
A．放电时，在Al电极区发生的是氧化反应
B．该电池的溶剂不能为水溶液
C．放电时，电解质中的K+向Cu电极区移动
D．放电时，每转移1mole-，Cu电极区质量减少39g
【答案】D
【解析】以VN-NPs/N-CNFs和K/KFe[Fe(CN)6]的钾离子电池，放电时铜电极反应为VN+3K++3e-→V+KN，故放电时Cu电极为正极，Al电极为负极。A项，放电时，Al电极为负极，在Al电极区发生的
3
是氧化反应，故A正确；B项，电池中含有钾，钾性质活泼能与水反应，故该电池的溶剂为有机溶剂，该
电池的溶剂不能为水溶液，故B正确；C项，放电时，Al电极为负极，钾离子向正极移动，即放电时，电
解质中的K+向Cu电极区移动，故C正确；D项，放电时，铜电极反应为VN+3K++3e-→V+KN，每转移
3
1mole-，Cu电极区质量增加39g，故D错误；故选D。
12．(2022·广东省普通高中高三联合质量测评)钠离子电池是极具潜力的下一代电化学储能电池。我国
科学家研究出一种钠离子可充电电池的工作示意图如下，电池内部只允许Na+通过，电池反应为
+ + ，(其中-R 代表没参与反应的-
1
COONa，-R 代表没参与反应的-ONa)，下列有关说法不正确的是( )
2
A．钠离子电池相比于锂离子电池，具有原料储量丰富，价格低廉的优点
B．放电时，a极为负极，发生氧化反应
C．充电时，阴极发生反应为 +2e-+2Na+=
D．充电时，当电路中转移0.3mol电子时，Q极质量减少6.9g【答案】C
【解析】依据电池反应 可知，放电过程中负
极发生氧化反应： ，正极发生还原反应：
；而充电过程中阳极发生氧化反应：
，阴极发生还原反应：
。A项，解释钠离子电池相较于锂离子电池的优点，A
项正确；B项，依据电池反应可推断出虚线表示放电过程，根据物质的变化可判断a极为负极，发生氧化反应，B项正确；C项，根据充电时物质的变化结合分析可知，充电时，阴极发生反应为
，C项错误；D项，充电时Na+从Q极转移到P极，且2e-
~Na+，故当转移0.3mol电子时减少0.3mol Na+，质量为6.9g，D项正确；故选C。
13．(2022·山东省济南市高三学情检测)酸性水系锌锰电池在放电时存在电极上MnO 的剥落，会造成
2
电池效率“损失”。最新研究表明，向体系中加入少量KI固体后能使电池持续大电流放电，提高电池的
工作效率，原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．加入KI降低了正极反应的活化能
B．I-与剥落的MnO 反应生成的 I-能恢复“损失”的能量
2 3
C．放电时，正极区溶液的pH减小
D．放电时，消耗1 mol Zn时，正极区电解质溶液增重87 g
【答案】CD
【解析】由题干中原电池装置图示可知，Zn所在石墨电极为负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，MnO
2
所在的石墨电极为正极，电极反应为：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O，加入KI后的反应机理为：MnO +3I-
2 2 2
+4H+=Mn2++I -+2H O，I-+2e-=3I-。A项，KI参与正极电极反应，且加入少量KI固体后能使电池持续大电
3 2 3
流放电，说明反应速率加快，故降低了正极反应的活化能，A正确；B项，I-与剥落的MnO 反应生成的
2
I-，然后I-能继续从正极上得到电子转化为I-，故能恢复“损失”的能量，B正确；C项，放电时，正极反
3 3
应式为：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O，故正极区溶液的pH增大，C错误；D项，根据得失电子总数相等，
2 2
结合正极反应式：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O可知，放电时，消耗1 mol Zn时，正极区电解质溶液增重87
2 2+4=91g，D错误；故选CD。
14．(2022·北京市西城区一模)氮掺杂的碳材料可以有效催化燃料电池中 的还原反应，其催化机理如
图。
途径一：A→B→C→F
途径二：A→B→C→D→E
下列说法不正确的是( )
A．途径一中存在极性共价键的断裂与形成
B．途径一的电极反应是O+2H++2e- =H O
2 2 2
C．途径二，1mol O 得到4mol
2
D．氮掺杂的碳材料降低了反应的焓变
【答案】D
【解析】A项，由图中信息可知，途径一中有C-O键、O-H键的形成，也有C-O键的断裂，A正确；
B项，途径一的过程中有O 的参与和二次增加H+、e-，最后从催化剂中放出HO，其电极反应是O+2H+
2 2 2 2
+2e- =H O，B正确；C项，途径二中，有O 参与，途中二次增加H+、e-和一次增加2H+、2e-，故1mol O
2 2 2 2
得到4mol e-，C正确；D项，氮掺杂的碳材料降低了反应的活化能，但不能改变焓变，D不正确；故选
D。
15．(2022·四川省成都市一模)如图，甲、乙是两个完全相同的光伏并网发电模拟装置，利用它们对煤
浆进行脱硫处理。下列叙述中错误的是( )A．光伏并网发电装置中b为正极
B．石墨1电极上消耗1molMn2+，甲、乙中各转移0.5mol电子
C．脱硫反应原理为：15Mn3++FeS +8H O=15Mn2++Fe3++2SO2-+16H+
2 2 4
D．处理60gFeS，石墨2电极上消耗7.5molH+
2
【答案】B
【解析】由图可知，石墨1电极上Mn元素价态升高失电子，故石墨1为阳极，电极反应式为Mn2+-e-
=Mn3+，Mn3+与FeS 反应实现脱硫，反应为15Mn3++FeS +8H O═15Mn2++Fe3++2 SO 2-+16H+，石墨2为阴极，
2 2 2 4
电极反应式为2H++2e-=H ↑。A项，石墨1为阳极极，则b极为电源的正极，A正确；B项，石墨1为阳极，
2
电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，消耗1molMn2+，电路中转移1mol电子，B错误；C项，阳极生成的Mn3+与
FeS 反应实现脱硫，反应为15Mn3++FeS +8H O═15Mn2++Fe3++2 SO 2-+16H+，C正确；D项，处理
2 2 2 4
60gFeS，消耗阳极生成的Mn3+的物质的量为 ×15=7.5mol，转移电子7.5mol，石墨2为阴极，电
2
极反应式为2H++2e-=H ↑，石墨2上消耗7.5molH+，D正确；故答案为：B。
2
16．(2022·安徽省新未来联盟高三模拟预测)我国科研人员以二硫化钼(MoS )作为电极催化剂，研发出
2
一种Zn-NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示(双极膜可将水解
离成H+和OH-，并实现其定向通过)。下列说法正确的是( )A．外电路中电子从MoS 电极流向Zn/ZnO电极
2
B．双极膜右侧为阴离子交换膜
C．当电路中转移0.2 mol电子时负极质量减小6.5 g
D．使用MoS 电极能加快合成氨的速率
2
【答案】D
【解析】Zn/ZnO电极为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H O，MoS 电
2 2
极为正极，电极反应式为NO+4H O+5e-=NH+5OH-。A项，电子流向：负极→负载→正极，Zn/ZnO电极
2 3
为负极，MoS 电极为正极，外电路中电子从Zn/ZnO电极流向MoS 电极，故A错误；B项，Zn/ZnO电极
2 2
为负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H O，OH-移向Zn/ZnO电极，双极膜左侧为阴离子交换膜，故B
2
错误；C项，负极电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H O，负极由Zn→ZnO，质量增加为O元素质量，转移
2
0.2 mol电子时增加0.1mol氧原子，负极质量增加m=nM=0.1mol×16g/mol=1.6 g，故C错误；D项，结合提
示，科研人员以二硫化钼MoS 作为电极催化剂，催化剂可以降低反应活化能，加快合成氨的反应速率，
2
故D正确；故选D。
17．(2022·河北省省级联测高三第八次考试)水系钠离子二次电池由于资源丰富、绿色环保、生产成本
低等优势备受关注。以无机盐为主体结合少量氟化有机盐为电解液，水系钠离子电池放电时的工作原理示
意图如图。已知初始时两极质量相等，下列说法错误的是( )
A．电池总反应可表示为2NaV(PO ) 放电=充 NaV(PO )+NaV(PO )
3 2 4 3 == 电 5 2 4 3 2 4 3
B．充电时，阳极电极反应式为NaV(PO )-2e-=Na V(PO )+2Na+
5 2 4 3 3 2 4 3C．充电时，电子由M极经导线流向N极；放电时，M极为负极
D．放电时，电路中通过0.005mol电子时，理论上两极质量差为0.23g
【答案】C
【解析】由题意知该电池属于二次电池，示意图为放电过程，M极NaV(PO ) 转化为NaV (PO )，发
3 2 4 3 2 4 3
生失电子的氧化反应，为负极，N极NaV(PO ) 转化为NaV(PO )，发生得电子的还原反应，为正极，充
3 2 4 3 5 2 4 3
电时为电解池，M极为阴极，N极为阳极。A项，根据上述分析电池总反应可表示为2NaV(PO ) 放电=充
3 2 4 3 == 电
NaV(PO )+NaV(PO )，A项正确；B项，充电时，N极为阳极，阳极电极反应式为NaV(PO )-2e-
5 2 4 3 2 4 3 5 2 4 3
=Na V(PO )+2Na+，B项正确；C项，放电时，M极为负极，但充电时，M极为阴极，是电子流入的一极，
3 2 4 3
C项错误；D项，由电池总反应知，放电时，电路中通过0.005mol电子时，负极减少0.005molNa+的质量，
正极增加0.005molNa+的质量，两极质量差为 ，D项正确。故选C。
18．(2022·河北省沧州市高三二模)火星大气约95%是CO，Li-CO 电池在未来的火星探测领域有着重
2 2
要的应用前景。科学家设计了一系列Ru/M-CPY@ CNT(碳纳米管)杂化材料(M = Co、Zn、Ni、Mn， CNTs
碳纳米管是一种电导率高、比表面积大、通道和孔隙率丰富的导电基底)作为电极。已知该电池放电时的反
应为4Li+3CO=2Li CO+C，下列说法错误的是( )
2 2 3
A．放电时，Li电极作电池负极，有电子经导线流出
B．充电时，每转移1mol电子，两电极的质量变化差值为7g
C．充电时，阳极的电极反应式为C-4e-+2Li CO =3CO ↑+4Li+
2 3 2
D．杂化材料中CNTs增多了CO 的吸附位点，可使该电池表现出优异的电化学性能
2
【答案】B
【解析】由电池放电时的反应可知，Li化合价由0价变成+1价，故是原电池的负极，复杂材料电极是
正极。A项，放电时，Li电极作电池负极，有电子经导线流出，A正确；B项，充电时，阳极C变成二氧
化碳，阴极Li+变成Li，故每转移1mol电子，消耗0.25molC质量为3g，生成1molLi质量为7g，故两电极的质量变化差值为3g+7g=10g，B错误；C项，充电时，阳极上C失电子变成二氧化碳，故阳极的电极反
应式为C-4e-+2Li CO =3CO ↑+4Li+，C正确；D项，CNTs碳纳米管是一种电导率高、比表面积大、通道
2 3 2
和孔隙率丰富的导电基底，增加二氧化碳的吸收效率，故可使该电池表现出优异的电化学性能，D正确；
故选B。
19．(2022·湖北省黄冈中学三模)一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化
和反硝化脱氮，下列叙述正确的是( )
A．电池工作时，H+的迁移方向：左→右
B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小
C．“好氧阴极”存在反应：NH +-6e-+ 8OH-=NO-+ 6H O
4 2 2
D．“厌氧阳极”区质量减少28.8g时，该电极输出电子2.4mol
【答案】D
【解析】如图所示，“厌氧阳极”上，C H O 失去电子生成CO 和H+，电极反应式为
6 12 6 2
C H O+6H O-24e-=6CO ↑+24H+；“缺氧阴极”上，NO -得到电子生成NO ，NO 再转化为N，电极反应
6 12 6 2 2 3 2 2 2
式分别为：NO -+e-+2H+=NO↑+H O，2NO +8e-+8H+=N ↑+4H O；“好氧阴极”上，O 得到电子生成HO，
3 2 2 2 2 2 2 2
电极反应式为O+4H++4e-=2H O，同时O 还能氧化NH +生成NO -，NO -还可以被O 氧化为NO -，反应方
2 2 2 4 2 2 2 3
程式分别为2 NH++3O =2 NO -+2H O+4H+，2 NO-+O =2 NO -。A项，电池工作时，“厌氧阳极”失去的
4 2 2 2 2 2 3
电子沿外电路流向“缺氧阴极”和“好氧阴极”，则“厌氧阳极”产生的H+通过质子交换膜向“缺氧阴
极”和“好氧阴极”迁移，故H+的迁移方向既有左(“厌氧阳极”)→右(“好氧阴极”)，又有右(“厌氧阳
极”)→左(“缺氧阴极”)，A错误；B项，电池工作时，“缺氧阴极”上消耗H+，其附近的溶液pH增大，
B错误；C项，“好氧阴极”上的反应有O+4H++4e-=2H O，2 NH++3O =2 NO -+2H O+4H+，2 NO-+O =2
2 2 4 2 2 2 2 2NO -，C错误；D项，“厌氧阳极”的电极反应式为C H O+6H O-24e-=6CO ↑+24H+，每1mol C H O 反
3 6 12 6 2 2 6 12 6
应，消耗6mol HO，转移24mol电子，“厌氧阳极”区质量减少288g，故“厌氧阳极”区质量减少28.8g
2
时，该电极输出电子2.4mol，D正确；故选D。
1．【2022•全国甲卷】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) 2-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是( )
4
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO 2-通过隔膜向Ⅱ区迁移
4
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) 2-+Mn2++2H O
2 4 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) 2-，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
4 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 2-向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成
4
Zn(OH) 2-，Ⅱ区的SO 2-向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。A项，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；
4 4
B项，Ⅰ区的SO 2-向Ⅱ区移动，B正确；C项，MnO 电极的电极反应式为MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O，C
4 2 2 2
正确；D项，电池的总反应为Zn+4OH-+MnO+4H+=Zn(OH) 2-+Mn2++2H O，D正确；故选A。
2 4 2
2．【2022•湖南选择性考试】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：2HO+2e-=2OH-+H ↑
2 2
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】C
【解析】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
2 2
极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2HO+2e-=2OH-+H ↑。A项，海水中含有丰富
2 2
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项，N为正极，电极反应为2HO+2e-
2
=2OH-+H ↑，故B正确；C项，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，但不能
2
传导离子，故C错误；D项，该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；故选C。
3．【2022•广东选择性考试】科学家基于Cl 易溶于CCl 的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型
2 4
氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：NaTi (PO )+2Na++2e-= Na Ti (PO )。下列说法
2 4 3 3 2 4 3
正确的是( )
A．充电时电极b是阴极
B．放电时NaCl溶液的 减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成1molCl ，电极a质量理论上增加23g
2
【答案】C
【解析】A项，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项，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NaTi (PO )-
3 2 4 3
2e-= NaTi (PO )+2Na+可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；C项，放电时负极反应为NaTi (PO )-2e-=
2 4 3 3 2 4 3
NaTi (PO )+2Na+，正极反应为Cl+2e-=2Cl-，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，
2 4 3 2
故C正确；D项，充电时阳极反应为2Cl- -2e-= Cl ↑，阴极反应为NaTi (PO )+2Na++2e-= Na Ti (PO )，由
2 2 4 3 3 2 4 3
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；故选C。
2
4．【2022·浙江省1月选考】pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电
极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测
溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是( )
A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol·L-1)
B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D．pH计工作时，电能转化为化学能
【答案】C
【解析】A项，如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极、负极发生氧化反应而不是还原反
应，A错误；B项，已知：pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059，则玻璃膜内外氢离子浓度
的差异会引起电动势的变化，B错误；C项，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059，则分别
测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH，C正确；D项，pH计工作
时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D错误；故选C。
5．【2022•山东卷】设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成
CO，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO 转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至
2 2
甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是( )A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为LiCoO +2H O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-
2 2
D．若甲室Co2+减少 ，乙室Co2+增加 ，则此时已进行过溶液转移
【答案】BD
【解析】A项，依据题意右侧装置为原电池，电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被
氧化为CO 气体，Co2+在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CHCOO-失去电子后，Na+通过阳
2 3
膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；B项，对于乙室，正
极上LiCoO 得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合HO，因此电池工作一
2 2
段时间后应该补充盐酸，B正确；C项，电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：
LiCoO +e-+4H+=Li++Co2++2H O，C错误；D项，若甲室Co2+减少200 mg，电子转移物质的量为n(e-)=
2 2
，乙室Co2+增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e-)= ，说
明此时已进行过溶液转移，D正确；故选BD。
6．【2021•全国甲卷】化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是( )
A．食品加工时不可添加任何防腐剂 B．掩埋废旧电池不会造成环境污染
C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体 D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
【答案】C
【解析】A项，食品加工时，可适当添加食品添加剂和防腐剂等，如苯甲酸钠，故A错误；B项，废
旧电池中含有重金属等金属离子，会造成土壤污染，水体污染等，故B错误；C项，天然气主要成分为甲
烷，不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体，故C正确；D项，含磷洗涤剂的排放，使水中磷过多，造成水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，水体变浑浊，故D错误；故选C。
7．【2021•河北选择性考试】K—O 电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该
2
电池，下列说法错误的是( )
A．隔膜允许K+通过，不允许O 通过
2
B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
C．产生1Ah电量时，生成KO 的质量与消耗O 的质量比值约为2.22
2 2
D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水
【答案】D
【解析】由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应
式为K—e-=K+，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾。A项，
金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K+通过，不允许O 通过，
2
故A正确；B项，由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，
b电极应与直流电源的正极相连，做电解池的为阳极，故B正确；C项，由分析可知，生成1mol超氧化钾
时，消耗1mol氧气，两者的质量比值为1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正确；D项，铅酸蓄
电池充电时的总反应方程式为2PbSO +2H O＝PbO +Pb+2H SO ，反应消耗2mol水，转移2mol电子，由得
4 2 2 2 4
失电子数目守恒可知，耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为 ×18g/mol=1.8g，故D错误；故
选D。
8．【2021•湖南选择性考试】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示：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ZnBr 的浓度不断减小
2
C．充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e﹣═Zn
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
【答案】B
【解析】锌溴液流电池总反应为：Zn+Br ═ZnBr ，其中N为正极，发生还原反应，电极反应方程式为
2 2
Br +2e﹣＝2Br﹣，M为负极，发生氧化反应，电极反应方程式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，放电过程中，左侧Zn2+流
2
向右侧，左侧ZnBr 的浓度不断减少，充电过程中，发生反应ZnBr Zn+Br 。A项，依据分析可知，N
2 2 2
为正极，故A正确；B项，放电时，左侧为负极，发生氧化反应，电极反应方程式为 Zn﹣2e﹣＝Zn2+，左
侧生成的Zn2+流向右侧，故左侧ZnBr 的浓度不变，右侧ZnBr 的浓度变大，故B错误；C项，.放电时，M
2 2
为负极，充电时，M及为阴极，发生还原反应，电极反应式为 Zn2++2e﹣═Zn，故C正确；D项，中间沉积
锌位置的作用为提供电解液，故其隔膜既可以允许阳离子通过，也允许阴离子通过，故D正确；故选B。
9．【2021•浙江6月 选考】某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电
时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO 薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是
2
( )
A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连B．放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON薄膜电解质损失a mol Li+
C．放电时，电极B为正极，反应可表示为Li CoO+ xLi+xe-= LiCoO
1- x 2 2
D．电池总反应可表示为Li Si+Li CoO Si+LiCoO
x 1- x 2 2
【答案】B
【解析】由题中信息可知，该电池充电时Li+得电子成为Li嵌入电极A中，可知电极A在充电时作阴
极，故其在放电时作电池的负极，而电极B是电池的正极。A项，由图可知，集流体A与电极A相连，充
电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极相连，A正确；B项，放电时，外电路通过a
mol电子时，内电路中有a mol Li+通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有
损失Li+，B不正确；C项，放电时，电极B为正极，发生还原反应，反应可表示为Li CoO+ xLi+xe-=
1- x 2
LiCoO ，C正确；D项，电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子变成Li+，正极上Li CoO 得到
2 1- x 2
电子和Li+变为LiCoO ，故电池总反应可表示为Li Si+Li CoO Si+LiCoO，D正确。故选B。
2 x 1- x 2 2
10．【2021•浙江1月 选考】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
C．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 Ca(OH) +2Ni(OH)
2 2 2
【答案】C
【解析】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
2 2
极上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
2 2 2时总反应为Cd+2NiOOH+2H O=Cd(OH) +2Ni(OH) 。A项，断开K、合上K，为放电过程，镍镉电池能量
2 2 2 2 1
转化形式：化学能→电能，A正确；B项，断开K、合上K，为充电过程，电极A与直流电源的负极相连，
1 2
电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH) +2e-=Cd+2OH-，B正确；C项，电极B发生氧化反
2
应的电极反应式为2Ni(OH) -2e-+2OH-=2NiOOH+2H O，则电极A发生还原反应的电极反应式为
2 2
Cd(OH) +2e-=Cd+2OH-，此时为充电过程，总反应为Cd(OH) +2Ni(OH) Cd+2NiOOH+2H O，溶液中
2 2 2 2
KOH浓度减小，C错误；D项，根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H O=Cd(OH) +2Ni(OH) ，则镍
2 2 2
镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H O Cd(OH) +2Ni(OH) ，D正确；故选C。
2 2 2
11．【2020•新课标Ⅰ卷】科学家近年发明了一种新型Zn−CO 水介质电池。电池示意图如图，电极为
2
金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供
2
了一种新途径。
下列说法错误的是( )
A．放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) 2+
4
B．放电时，1 mol CO 转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
2
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH) 2+=2 Zn+O ↑+4OH-+2H O
4 2 2
D．充电时，正极溶液中OH−浓度升高
【答案】D
【解析】由题可知，放电时，CO 转化为HCOOH，即CO 发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，
2 2
左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH) 2+；充电时，右侧为阳极，HO发生氧化反应生成O，左
4 2 2
侧为阴极，Zn(OH) 2+发生还原反应生成Zn。A项，放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：
4
Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) 2+，故A正确，不选；B项，放电时，CO 转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则
4 2
1molCO 转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确，不选；C项，充电时，阳极上HO转化为
2 2
O，负极上Zn(OH) 2+转化为Zn，电池总反应为：2Zn(OH) 2+=2 Zn+O ↑+4OH-+2H O，故C正确，不选；D
2 4 4 2 2项，充电时，正极即为阳极，电极反应式为：2HO-4e-=4H++O ↑，溶液中H+浓度增大，溶液中
2 2
c(H+)•c(OH-)=K ，温度不变时，K 不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误，符合题意；故选D。
W W
12．【2020•新课标Ⅱ卷】电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色
器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO 薄膜中，生成AgWO，器件呈现蓝色，对于该变化过程，
3 x 3
下列叙述错误的是( )
A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移
C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO+xAg=AgWO
3 x 3
【答案】C
【解析】从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO 薄膜中，生成Ag WO 器件呈现蓝色，说明通
3 x 3
电时，Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层时阴极，
故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。A项，通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为
阳极，故A项正确；B项，通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，
故B项正确；C项，过程中，W由WO 的+6价降低到Ag WO 中的+(6-x)价，故C项错误；D项，该电解
3 x 3
池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe-= xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO+xAg+
3
+xe- = AgxWO，故发生的总反应式为：xAg + WO =Ag WO，故D项正确；故选C。
3 3 x 3
13．【2020•新课标Ⅲ卷】一种高性能的碱性硼化钒(VB )—空气电池如下图所示，其中在VB 电极发
2 2
生反应：VB +16OH-－11e－= VO 3-+2B(OH) -+ 4H O，该电池工作时，下列说法错误的是( )
2 4 4 2
A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O 参与反应
2
B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C．电池总反应为4VB +11O +20OH-+6H O=8B(OH) -+4VO3-
2 2 2 4 4
D．电流由复合碳电极经负载、VB 电极、KOH溶液回到复合碳电极
2
【答案】B
【解析】根据图示的电池结构，左侧VB 发生失电子的反应生成VO 3-和B(OH) -，反应的电极方程式
2 4 4
如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-，反应的电极方程式为O+4e-+2H O=4OH-，电
2 2
池的总反应方程式为4VB +11O +20OH-+6H O=8B(OH) -+4VO3-。A项，当负极通过0.04mol电子时，正极
2 2 2 4 4
也通过0.04mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气，在标况下为0.224L，
A正确；B项，反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH
降低，B错误；C项，根据分析，电池的总反应为4VB +11O +20OH-+6H O=8B(OH) -+4VO3-，C正确；D
2 2 2 4 4
项，电池中，电子由VB 电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电
2
极→负载→VB 电极→KOH溶液→复合碳电极，D正确；故选B。
2
14．【2020• 天津卷】熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为
2Na+xS NaS (x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是( )
2 x
A．NaS 的电子式为
2 4
B．放电时正极反应为2Na++xS+2e-= Na S
2 x
C．Na和NaS 分别为电池的负极和正极
2 x
D．该电池是以Na —β—AlO 为隔膜的二次电池
2 3
【答案】C
【解析】根据电池反应：2Na+xS NaS 可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：
2 x
Na-e-= Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为2Na++xS+2e-= Na S。A项，NaS 属于离子化合物，4
2 x 2 4
个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为 ，故A正确；B项，放电时发生的是
原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：2Na++xS+2e-= Na S，故B正确；C项，放电时，Na为电
2 x池的负极，正极为硫单质，故C错误；D项，放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，
是电解池，Na —β—AlO 为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D正确；故选C。
2 3
15．【2020• 山东卷】微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得
电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含
CHCOO-的溶液为例)。下列说法错误的是( )
3
A．负极反应为 CHCOOˉ+2H O-8eˉ=2CO↑+7H+
3 2 2
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2：1
【答案】B
【解析】据图可知a极上CHCOOˉ转化为CO 和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b
3 2
极为正极。A项，a极为负极，CHCOOˉ失电子被氧化成CO 和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为
3 2
CHCOOˉ+2H O-8eˉ=2CO↑+7H+，故A正确；B项，为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向
3 2 2
负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B
错误；C项，当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有
1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，故C正确；D项，b极为正极，水溶液为酸性，所以
氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根
2
据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4：2=2：1，故D正确；故选B。
13．【2020• 江苏卷】(2) HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极
区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。①电池负极电极反应式为_____________；放电过程中需补充的物质A为_________(填化学式)。
②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O 的反应，将化学能转化为电能，其
2
反应的离子方程式为_______________。
【答案】(2)①HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ= HCO -+H O H SO
3 2 2 4
②2HCOOH+O +2OHˉ = 2 HCO -+2H O或2HCOOˉ+O = 2 HCO-
2 3 2 2 3
【解析】(2)①左侧为负极，碱性环境中HCOOˉ失电子被氧化为HCO -，根据电荷守恒和元素守恒可
3
得电极反应式为HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ= HCO -+H O；电池放电过程中，钾离子移向正极，即右侧，根据图示
3 2
可知右侧的阴离子为硫酸根，而随着硫酸钾不断被排除，硫酸根逐渐减少，铁离子和亚铁离子进行循环，
所以需要补充硫酸根，为增强氧气的氧化性，溶液最好显酸性，则物质A为HSO ；②根据装置图可知电
2 4
池放电的本质是HCOOH在碱性环境中被氧气氧化为HCO -，根据电子守恒和电荷守恒可得离子方程式为
3
2HCOOH+O +2OHˉ = 2 HCO -+2H O或2HCOOˉ+O = 2 HCO-。
2 3 2 2 3
17．【2019•新课标Ⅰ卷】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极
与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是( )
A． 相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B． 阴极区， 氢化酶作用下发生反应H+2MV2+=2H++2MV+
2
C． 正极区，固氮酶 催化剂，N 发生还原反应生成NH
2 3
D． 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B
【解析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反
应生成MV2+，电极反应式为MV+—e—= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H 反应生成H+和
2
MV+，反应的方程式为H+2MV2+=2H++2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原
2
反应生成MV+，电极反应式为MV2++e—= MV+，放电生成的MV+与N 在固氮酶的作用下反应生成NH 和
2 3
MV2+，反应的方程式为N+6H++6MV+=6MV2++NH ，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。
2 3
A项，相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用 MV+和MV2+的相互转化，化
学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；B项，左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成
MV2+，电极反应式为MV+—e—= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H 反应生成H+和MV+，反
2
应的方程式为H+2MV2+=2H++2MV+，故B错误；C项，右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应
2
生成 MV+，电极反应式为 MV2++e—= MV+，放电生成的 MV+与N 在固氮酶的作用下反应生成 NH 和
2 3
MV2+，故C正确；D项，电池工作时，氢离子(即质子)通过交换膜由负极向正极移动，故 D正确。故选
B。
18．【2019•新课标Ⅲ卷】为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D−Zn)
可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电
池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H O(l) ZnO(s)+2Ni(OH) (s)。下列说法错误的是( )
2 2
A． 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B． 充电时阳极反应为Ni(OH) (s)+OH−(aq)−e−=NiOOH(s)+H O(l)
2 2
C． 放电时负极反应为Zn(s)+2OH−(aq)−2e−=ZnO(s)+H O(l)
2
D． 放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区
【答案】D
【解析】A项，三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正
确；B项，充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH) 失去
2
电子转化为NiOOH，电极反应式为Ni(OH) (s)＋OH－(aq)－e－＝NiOOH(s)＋HO(l)，B正确；C项，放电时
2 2
相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－＝ZnO(s)＋HO(l)，C正确；D项，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中 OH－
2
通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。故选D。
19．【2019• 天津卷】我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如
下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。分析错误的是( )
A． 放电时，a电极反应为IBr－+2e－=2I－+Br－
2
B． 放电时，溶液中离子的数目增大
C． 充电时，b电极每增重 ，溶液中有 被氧化
D． 充电时，a电极接外电源负极
【答案】D
【解析】A项，放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为IBr－+2e－=2I－+Br－，故
2
A正确；B项，放电时，正极反应式为IBr－+2e－=2I－+Br－，溶液中离子数目增大，故B正确；C项，充电
2
时，b电极反应式为Zn2＋+2e－=Zn，每增加0.65g，转移0.02mol电子，阳极反应式为Br－+2I－-2e－=I Br－，
2
有0.02molI－失电子被氧化，故C正确；D项，充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误；故
选D。
20．【2019•上海卷】关于下列装置(只是个示意图)，叙述错误的是 ( )
A．石墨电极反应：O+4H++4e → 2H O B．鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀
2 2
C．加入少量NaCl，会加快Fe的腐蚀 D．加入HCl，石墨电极反应式：2H++2e → 2H ↑
2
【答案】A
【解析】金属的吸氧腐蚀，溶液并不是较强酸性，石墨电极反应式：O+2H O+4e → 4OH- ，因此A
2 2选项错误
21．【2019•浙江4月 选考】化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是( )
A．甲：Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B．乙：正极的电极反应式为Ag O＋2e−＋HO===2Ag＋2OH−
2 2
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
【答案】A
【解析】A．甲装置属于原电池，Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电
极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+向Cu电极方向移动，H+氧化性较强，得
电子变H ，2H++2e=H↑，因而c(H+)减小，A项错误；B． Ag O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还
2 2 2
原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag O＋2e−＋HO 2Ag＋2OH−，B项正确；C．Zn为较
2 2
活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；
D．铅蓄电池总反应式为PbO + Pb + 2H SO 2PbSO + 2H O，可知放电一段时间后，HSO 不断
2 2 4 4 2 2 4
被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。故选A。
22．【2018•新课标Ⅱ卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO 二次电池。将NaClO
2 4
溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO+4Na
2
2NaCO+C。下列说法错误的是( )
2 3
A．放电时，ClO －向负极移动
4B．充电时释放CO，放电时吸收CO
2 2
C．放电时，正极反应为：3CO+4e− ＝2CO2－+C
2 3
D．充电时，正极反应为：Na++e−＝Na
【答案】D
【解析】A项，放电时是原电池，阴离子ClO －向负极移动，A正确；B项，电池的总反应为3CO+4Na
4 2
2NaCO+C，因此充电时释放CO ，放电时吸收CO ，B正确；C项，放电时是原电池，正极是二氧
2 3 2 2
化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO+4e−＝2CO2－+C，C正确；D项，充电时是电解，正极与电源的正
2 3
极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO2－+C－4e−＝3CO，D错误。
3 2
23．【2018•新课标Ⅲ卷】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O 与Li+在多孔碳材料电
2
极处生成LiO (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LiO =2Li+(1－x/2)O
2 2-x 2
【答案】D
【解析】A项，题目叙述为：放电时，O 与Li+在多孔碳电极处反应，说明电池内，Li+向多孔碳电极移
2
动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，A错误；B项，因为多孔碳电极为正极，外电路电子
应该由锂电极流向多孔碳电极(由负极流向正极)，B错误；C项，充电和放电时电池中离子的移动方向应该
相反，放电时，Li+向多孔碳电极移动，充电时向锂电极移动，C错误；D项，根据图示和上述分析，电池
的正极反应应该是O 与Li+得电子转化为LiO ，电池的负极反应应该是单质Li失电子转化为Li+，所以总
2 2 2-X
反应为：2Li + (1－x/2)O ＝ LiO ，充电的反应与放电的反应相反，所以为LiO ＝ 2Li + (1－x/2)O，
2 2 2-X 2 2-X 2
选项D正确。
24．【2018•北京卷】验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是( )
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K[Fe(CN) ]可能将Fe氧化
3 6
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【答案】D
【解析】A项，对比②③，②Fe附近的溶液中加入K[Fe(CN) ]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含
3 6
Fe2+，③Fe附近的溶液中加入K[Fe(CN) ]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2+，②中Fe被保护，A
3 6
项正确；B项，①加入K[Fe(CN) ]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+，对比①②的异同，①可
3 6
能是K[Fe(CN) ]将Fe氧化成Fe2+，B项正确；C项，对比①②，①加入K[Fe(CN) ]在Fe表面产生蓝色沉
3 6 3 6
淀，①也能检验出Fe2+，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C项正确；D项，由实验可知K[Fe(CN) ]可能
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将Fe氧化成Fe2+，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误。
25．【2018•天津卷】CO 是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：
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(3)O 辅助的Al～CO 电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO ，电池反应产物
2 2 2
Al (C O) 是重要的化工原料。
2 2 4 3电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O+6e−=6O − 6CO +6O −=3C O2−
2 2 2 2 2 4
反应过程中O 的作用是________。该电池的总反应式：________。
2
【答案】(3)CO 2- 10 +120 kJ·mol-1 B 900 ℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，
3
但能耗升高，经济效益降低。 Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+) 催化剂 2Al+6CO =Al(C O)
2 2 2 4 3
【解析】(3)明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al
失电子应转化为Al3+，方程式为：Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+)。根据电池的正极反应，氧气再第一步被
消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：
2Al+6CO =Al(C O)。
2 2 2 4 3
