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专题13 原电池 化学电源
考向
五年考情（2020-2024）
命题趋势
考点一 原电池的工作原理及应用
2024·贵州卷；2023·广东卷；
2021·广东卷；2021·山东卷
纵观近5 年高考选择题，可知对原电
池和化学电源的考查主要方向是以新
型电池为背景的综合性电化学装置分
析，涉及电极的判断、电极反应式书
写、电极产物的判断、电子的转移或
电流的方向和溶液中离子的移动方向
的判断、溶液pH 的变化、离子交换
膜作用以及有关计算等。
考点二 化学电源
2024·全国甲卷；2024·新课标
卷；2024·安徽卷；2024·江苏
卷；2024·河北卷；2023·全国
乙卷；2023·新课标卷；2023·
河北卷；2023·福建卷；2023·
山东卷；2023·辽宁卷；2022·
湖南卷；2022·福建卷；2022·
全国乙卷；2022·广东卷等
考点三 多池和多室电化学装置
2022· 全国甲卷；2022· 山东
卷；2021·湖南卷；2020·山东
卷
考点一 原电池的工作原理及应用
1．（2024·贵州卷）根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将Zn 和
溶液与Cu 和
溶液组成双液原电池，连通后铜
片上有固体沉积
原电池中Zn 作正极，Cu
作负极
B
向洁净试管中加入新制银氨溶液，滴入几滴乙醛，振荡，水浴加
热，试管壁上出现银镜
乙醛有氧化性
C
向苯酚浊液中加入足量
溶液，溶液由浑浊变澄清
苯酚的酸性比
强
D
向
溶液中先通入适量
，无明显现象，再加入稀
，有
白色沉淀生成
稀
有氧化性
2．（2023·广东卷）负载有
和
的活性炭，可选择性去除
实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列
说法正确的是
1
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A．
作原电池正极
B．电子由
经活性炭流向
C．
表面发生的电极反应：
D．每消耗标准状况下
的
，最多去除
3．（2021·广东卷）火星大气中含有大量
，一种有
参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器
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．
在正极上得电子
C．阳离子由正极移向负极
D．将电能转化为化学能
4．（2021·山东卷）以KOH 溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃
料电池，下列说法正确的是
A．放电过程中，K+均向负极移动
B．放电过程中，KOH 物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大
D．消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
考点二 化学电源
5．（2024·全国甲卷）科学家使用
研制了一种
可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间
后，
电极上检测到
和少量
。下列叙述正确的是
A．充电时，
向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应
C．放电时，正极反应有
2
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D．放电时，
电极质量减少
，
电极生成了
6．（2024·新课标卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO 催化消耗血糖发电，从而
控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血
糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时，下列叙述错误的是
A．电池总反应为
B．b 电极上CuO 通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C．消耗18mg 葡萄糖，理论上a 电极有0.4mmol 电子流入
D．两电极间血液中的
在电场驱动下的迁移方向为b→a
7．（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以
(局部结
构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和
为电极，以
和
混合液为电解质溶液。下列说法错
误的是
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：
C．充电时，阴极被还原的
主要来自
D．放电时，消耗
，理论上转移
电子
8．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为
，电池构造示意图如图
3
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所示。下列有关说法正确的是
A．电池工作时，
发生氧化反应
B．电池工作时，
通过隔膜向正极移动
C．环境温度过低，不利于电池放电
D．反应中每生成
，转移电子数为
9．（2024·河北卷）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。
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
10．（2023·全国乙卷）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：
S8+e-→
S
，
S
+e-→S
，2Na++
S
+2(1-
)e-→Na2Sx
4
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下列叙述错误的是
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
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++
S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
11．（2023·新课标卷）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：
12．（2023·海南卷）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是
A．b 电极为电池正极
B．电池工作时，海水中的
向a 电极移动
C．电池工作时，紧邻a 电极区域的海水呈强碱性
D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol 电子的电量
5
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13．（2023·河北卷）我国科学家发明了一种以
和
为电极材料的新型电池，其内
部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料
转化为
。下列说法错误的是
A．充电时，b 电极上发生还原反应
B．充电时，外电源的正极连接b 电极
C．放电时，①区溶液中的
向②区迁移
D．放电时，a 电极的电极反应式为
14．（2023·福建卷）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由
和
形成熔点为
的共熔物)，其中氯铝酸根
起到结合或释放
的作
用。电池总反应：
。下列说法错误的是
A．
含
个
键
B．
中同时连接2 个
原子的
原子有
个
C．充电时，再生
单质至少转移
电子
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D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n 值小的
浓度越高
15．（2023·山东卷）利用热再生氨电池可实现
电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两
室均预加相同的
电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A．甲室
电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应为：
D．
扩散到乙室将对电池电动势产生影响
16．（2023·辽宁卷）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧
通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
17．（2022·湖南卷）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：
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
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D．该锂-海水电池属于一次电池
18．（2022·福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为
和
水溶液。将
电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法
正确的是
A．化学自充电时，
增大
B．化学自充电时，电能转化为化学能
C．化学自充电时，锌电极反应式：
D．放电时，外电路通过
电子，正极材料损耗
19．（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
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(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是
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
20．（2022·广东卷）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
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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
21．（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的
可获得难溶性的
和
，电解示意图如下
(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法
不正确的是
A．电极A 为阴极，发生还原反应
B．电极B 的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中
浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节
除去
，再加入
溶液以获得
22．（2022·辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是
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A．放电时负极反应：
B．放电时
透过多孔活性炭电极向
中迁移
C．放电时每转移
电子，理论上
吸收
D．充电过程中，
溶液浓度增大
23．（2021·河北卷）K—O2电池结构如图，a 和b 为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列
说法错误的是
A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过
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KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
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
24．（2021·浙江卷）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
得电
子成为Li 嵌入该薄膜材料中；电极B 为
薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是
A．充电时，集流体A 与外接电源的负极相连
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B．放电时，外电路通过
电子时，
薄膜电解质损失
C．放电时，电极B 为正极，反应可表示为
D．电池总反应可表示为
25.（2020·新课标Ⅰ卷）科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌
和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种
新途径。
下列说法错误的是
A. 放电时，负极反应为
B. 放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
C. 充电时，电池总反应为
D. 充电时，正极溶液中OH−浓度升高
26.（2020·新课标Ⅲ卷）一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反
应：
该电池工作时，下列说法错误的是
A. 负载通过0.04 mol 电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应
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
D. 电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH 溶液回到复合碳电极
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27.（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
(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是
A. Na2S4的电子式为
B. 放电时正极反应为
C. Na 和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D. 该电池是以
为隔膜的二次电池
考点三 多池和多室电化学装置
28．（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH 溶液中，Zn2+以
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． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)
+Mn2++2H2O
29．（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
，将废旧锂离子电池的正极材料
转化为
，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至
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
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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
D．若甲室
减少
，乙室
增加
，则此时已进行过溶液转移
30．（2021·湖南卷）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：
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
31.（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 CH3COO-
的溶液为例)。下列说法错误的是
13
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A. 负极反应为
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
14
