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我国科技工作者设计了如图所示的可充电
电池，以
为电解质，
电解液中加入1，3-丙二胺(
)以捕获
，使放电时
还原产物为
。
该设计克服了
导电性差和释放
能力差的障碍，同时改善了
的溶
剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
回答下列问题。
1. 下列说法错误的是
A. 放电时，电池总反应为
B. 充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C. 充电时，电子由
电极流向阳极，
向阴极迁移
D. 放电时，每转移
电子，理论上可转化
2. 对上述电池放电时
的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上
转化
的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。
1
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下列说法错误的是
A.
捕获
的反应为
B. 路径2 是优先路径，速控步骤反应式为
C. 路径1、3 经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3 起始物相同但产物不同
D. 三个路径速控步骤均涉及
转化，路径2、3 的速控步骤均伴有
再生
【答案】1. C 2. D
【解析】
【分析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4 价降低为+3 价，发生还原
反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、
电极为负极，则充电时多孔碳
纳米管电极为阳极、
电极为阴极：
定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动。
电极
过
程
电极反应式
电极
放
电
2
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充
电
多孔碳纳米管电极
放
电
充
电
【1 题详解】A．根据以上分析，放电时正极反应式为
、
负极反应式为
，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池
总反应：
，A 正确；
B．充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电
时是阳极，与电源正极连接，B 正确；
C．充电时，
电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向
电极，同时
向阴极迁移，C 错误；
D．根据放电时的电极反应式
可知，每转移
电子，
有
参与反应，因此每转移
电子，理论上可转化
，D 正确；
故选C。
【2 题详解】
A．根据题给反应路径图可知，
(1，3-丙二胺)捕获
的产物为
，因此
捕获
的反应为
3
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，A 正确；
B．由反应进程－相对能量图可知，路径2 的最大能垒最小，因此与路径1 和路径
3 相比，路径2 是优先路径，且路径2 的最大能垒为
的步骤，据反
应路径2 的图示可知，该步骤有
参与反应，因此速控步骤
反应式为
，B
正确；
C．根据反应路径图可知，路径1、3 的中间产物不同，即经历了不同的反应步骤，
但产物均为
，而路径2、3 的起始物均为
，产物分
别为
和
，C 正确；
D．根据反应路径与相对能量的图像可知，三个路径的速控步骤中
都参与了
反应，且由B 项分析可知，路径2 的速控步骤伴有
再生，但路径3 的速控步
骤为
得电子转化为
和
，没有
的生成，D 错误；
故选D。
4
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3. 我国科学家设计一种以ZnI2水溶液作为锌离子电池介质的Zn-BiOI 电池，通过
Bi/Bi3+与I-/I 转化反应之间的协同作用实现优异的电化学性能，原理如图所示。碘
离子作为氧化还原媒介体，可以加快动力学转化过程，促进更快的电荷转移。下列
说法错误的是
A. 充电时，主要发生的电池反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn
B. 放电时，部分I-在Zn 电极转化为I
C. 充电时，每生成1molBiOI，转移电子数为3mol
D. 电池工作时，I-与I 之间转化反应能够提供额外的电化学容量
【答案】C
【解析】
【分析】该电池为二次电池，放电时锌作负极，BiOI 作正极，放电时电池的总反
应为：
6BiOI+3Zn=2Bi+2Bi2O3+3ZnI2 ；充电时的总反应为：
2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，充电时，主要发生的电池反应为
2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn，A 正确；
B．由分析可知，放电时，部分I-在Zn 电极失去电子转化为I2，然后I2与I-反应转
化为I ，B 正确；
5
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C．由总反应可知，每生成6molBiOI 时有2molBi 参与反应，转移6mol 电子，即生
成1molBiOI，转移1mole-，C 错误；
D．由B 项分析可知，电池工作时，I-与I 之间转化反应能够提供额外的电化学容
量，D 正确；
故答案为：C。
4. 一种新型钠离子电池如图所示。已知：充电时a 极发生：
。
下列叙述错误的是
A. 膜X 为阳离子交换膜
B. 充电时，b 极发生还原反应
C. 充电时，转移1mol 电子有1mol 钠离子向a 极迁移
D. 放电时，正极反应为
【答案】C
【解析】
【详解】A．观察图示，交换膜X 允许钠离子通过，A 项正确；
B．充电时，b 极为阴极，阴极发生还原反应，B 项正确；
C．充电时a 极为阳极，阳极发生氧化反应，钠离子向b 极迁移，C 项错误；
D．放电时，a 极为正极，发生还原反应，由充电时阳极反应式可知正极反应为
，D 项正确；
故选C。
6
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5. 下图为最新研制的一款车载双电极镍氢电池，放电时a、c 电极的反应物为吸附
了氢气的稀土合金，可表示为
；充电时b、d 电极的反应物为吸附的
，
下列叙述正确的是
A. 放电时
极电势比
极电势高
B. 放电时极上的反应可表示为：
C. 充电时a、b 接电源的负极，c、
接电源的正极
D. 充电时外电路每通过
电子，该电池正极共增重
【答案】B
【解析】
【分析】该电池放电时相当于燃料电池，放电时，a、c 电极吸附了H2，为负极，
b、d 电极为正极。
【详解】A．化学电池中，电极电势大者为正极，小者为负极，放电时a、c 电极电
势比b、d 电极低，A 项错误；
B．放电时，c 电极为负极，失去电子，结合图示，电极反应为：
，B 项正确；
C．充电时，a、c 电极接电源负极，b、d 电极接电源正极，C 项错误；
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D．充电时，电池正极反应为：
，每摩尔电极
材料反应时，转移1mol 电子，电极质量减小1g。当外电路每通过2mol 电子时，正
极b、d 两极共减小4g，D 项错误；
故选B。
6. 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
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】C
【解析】
【分析】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。
【详解】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
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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1molNaI3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。
7. 一种以钒基氧化物(V6H13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 放电过程中，
向
极一侧移动
B. 放电时，
极电势高于
极电势
C. 充电时，
极与外接直流电源负极相连
D. 充电时，阳极发生的电极反应可能为
【答案】D
【解析】
【分析】放电时Zn 为负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，钒基氧化物为正极；充电时
Zn 为阴极，钒基氧化物为阳极。
【详解】A．放电时，钒基氧化物(V6O13)为正极，Zn 极为负极，负极Zn 失去电子
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生成Zn2+进入溶液，放电过程中，Zn2+通过阳离子交换膜向V6O13极一侧移动，A
项错误；
B．放电时，正极电势高于负极电势，故放电时，V6O13极电势高于Zn 极电势，B
项错误；
C．充电时，V6O13极作阳极，与外接直流电源正极相连，C 项错误；
D．充电时，阳极
失电子生成V6O13和Zn2+，发生的电极反应可能为
-2xe-=V6O13+xZn2+，D 项正确；
答案选D。
8. 最近我国科学家研制出一种可充电
双离子电池体系，其工作原理如图所
示。下列说法错误的是
A. 充电时，阴极区溶液的
增大
B. 放电时，每转移
电子，负极区电解质溶液质量增加
C. 放电时，正极反应式为
D. 充电时，若
极质量减少
，则有
通过阳离子交换膜
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，放电时，Zn 作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，
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右侧为正极，电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+═Na0.6MnO2，充电时，Zn 作阴极，
电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，右侧为阳极，据此作答。
【详解】A．充电时，Zn 作阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，生成氢
氧根离子，阴极区溶液的pH 增大，A 正确；
B．放电时，Zn 作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，每转移0.2mol 电
子，负极区电解质溶液质量增加
×65g/mol=6.5g，同时有0.2mol 钠离子迁移
到右侧，质量减小0.2mol×23g/mol=4.6g，故负极区电解质溶液质量实际增加
6.5g-4.6g=1.9g，B 正确；
C．放电时，Zn 作负极，右侧为正极，电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-
+xNa+═Na0.6MnO2，C 正确；
D．充电时，Zn 作阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，a 极质量增加
6.5g，则有0.2mol Na+通过阳离子交换膜，D 错误；
故选D。
9. 高电压水系锌——有机混合液流电池的装置及其充放电原理示意图如下。
下列有关说法正确的是
A. 放电时，负极反应式：
B. 放电时，1 mol FQ 反应需转移4
mol
C. 充电时，
可通过离子交换膜Y
D. 充电时，M 电极接电源负极
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【答案】D
【解析】
【详解】A．放电时，左侧锌变成
为原电池的负极反应，故放电时，负
极反应式为Zn-2e-+4OH-=
，A 错误；
B．放电时，1 分子FQ 转化为1 分子FQH2，消耗1 分子H2，得2 个电子，故1mol
FQ 反应需转移2mol e−，B 错误；
C．充电时，右侧阳极反应为FQH2-2e-= FQ+2H+，Na+不能通过离子交换膜Y，故C
错误；
D．放电时M 为负极，故充电时，M 为阴极，M 电极接电源负极，D 正确；
故选D。
10. 科学家基于Cl2易溶于CCl4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
A. 充电时电极 b 是阳极
B. 放电时 NaCl 溶液的 pH 减小
C. 放电时 NaCl 溶液的浓度减小
D. 每生成1mol Cl2，电极 a 质量理论上增加 23g
【答案】A
【解析】
【详解】A．充电时电极 a 的反应为：
，a
极为阴极，b 极为阳极，A 正确；
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B．放电时a 极电极反应为：
， NaCl 溶液的
pH 不变，B 错误；
C．放电时a 极电极反应为：
，b 电极为：
，NaCl 溶液的浓度增大，C 错误；
D．每生成1mol Cl2 ，转移2mol 电子，电极 a 发生反应：
质量理论上增加2mol
，质量为46g，D
错误；
故选A。
11.
电池多用于电动汽车的电力来源，结构如图所示，电池中间的聚合物
隔膜只允许
通过。已知原理为：
。下列说法不正确的是
A. 充电时，阴极反应为
B. 放电时，石墨电极
发生脱嵌
C. 用铅蓄电池给其充电，消耗
硫酸时
电池中有
向左移动
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D. 放电时，正极反应为
【答案】C
【解析】
【分析】该电池的总反应式是：
，
在正极上得电子，其正极反应为：
，
负极反应为：
，充电时的两极反应和放电时正好相反，据此
回答。
【详解】A．充电时，阴极的反应与负极相反，所以阴极电极反应式为：
，A 正确；
B．放电时，生成石墨，所以石墨电极
发生脱嵌，B 正确；
C．用铅蓄电池给其充电，反应为：
，消耗
硫酸时转移1mol 电子，根据分析可知
电池中有
向右移动，C
错误；
D．由分析可知放电时，正极反应为
，
D 正确；
故选C。
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