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1．（2023·全国·统考高考真题）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
下列叙述错误的是
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
微专题34 新型高能化学电源
1
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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
2．（2023·全国·统考高考真题）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：
1．电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)
2．突破二次电池的四个角度
2
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1．新型可充电电池
(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。
(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。
将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断
分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。
①首先应分清电池是放电还是充电。
②再判断出正、负极或阴、阳极。
放电：阳离子→正极，阴离子→负极；
充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；
总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。
2．燃料电池中电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质为NaOH 溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有
所不同，大致有以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
3
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(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：
O2＋4e－===2O2－。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：
O2＋2CO2＋4e－===2CO。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式
电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减
时要彻底消除O2。
3．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结
负极
正极
1．（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(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
2．（2022·全国·高考真题）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
4
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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
1．写出不同环境下的甲烷燃料电池的正负极的电极反应式和总反应式。
(1)酸性介质(如H2SO4)
负极：_____________________________________________________________；
正极：_______________________________________________________________；
总反应式：__________________________________________________________。
(2)碱性介质(如KOH)
负极：__________________________________________________________________；
正极：__________________________________________________________________；
总反应式：______________________________________________________________。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)
负极：_________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________；
总反应式：______________________________________________________________。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下
负极：___________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________；
总反应式：_________________________________________________________________。
2．Li－SOCl2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LiAlCl4－SOCl2。电池
的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
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请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为
。
(2)电池正极发生的电极反应为
。
3．Mg－AgCl 电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag
＋2Cl－
试书写该电池的正、负极电极反应式。
4．铝－空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电
流。
电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3；
负极： ；
正极： 。
5．（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
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
D．该锂-海水电池属于一次电池
6．（2022·广东·高考真题）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
6
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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
7．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）一种新型AC/LiMn2O4电池体系，在快速启动、电动车等领域
具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn2O4作正极(可由Li2CO3和MnO2按物质的量比1：2 反应合成)，
高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示：
下列说法正确的是
A．合成LiMn2O4的过程中可能有H2产生
B．放电时正极的电极反应式为：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+
C．充电时AC 极应与电源负极相连
D．可以用Li2SO4水溶液做电解液
8．（2023 春·广东揭阳·高三校联考阶段练习）一款电催化剂葡萄糖/
燃料电池装置如图所示，下列说法
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正确的是
A．b 为燃料电池的正极，发生氧化反应
B．电极a 放电后，附近溶液pH 值减小
C．电极b 的电极反应式为
D．该燃料电池消耗
(标准状况)时，理论上可转化葡萄糖120g
9．（2023·福建泉州·泉州五中校考一模）一种新型的锂—空气二次电池的工作原理如图所示。下列说法中
错误的是
A．电路中有2mol 电子通过时，水性电解液的质量增加16g
B．催化剂可以吸附氧气，促进氧气得电子发生还原反应
C．电池充电时，电子从电源负极流向锂电极，锂电极作阴极
D．固体电解质既可以传递离子又可以起到隔膜的作用
10．（2023 春·河北沧州·高三泊头市第一中学校联考阶段练习）微生物电池是指在微生物的作用下将化学
能转化为电能的装置，其工作原理如图所示，下列有关微生物电池的说法错误的是
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A．a 极为负极，可选择导电性高、易于附着微生物的石墨
B．b 极的电极反应式为
C．在b 极涂覆的催化剂有利于氧气的还原
D．该电池在任何温度下均可发电
1．（2023·陕西西安·统考一模）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)
B．充电时，电路中转移2mole-，中性电解质NaCl 的物质的量增多2mol
C．放电时，1molFQ 转化为FQH2转移2mol 电子
D．充电时，m 接外接电源的负极，n 接外接电源的正极
2．（2023·四川·校联考模拟预测）某企业研发的钠离子电池“超钠F1”于2023 年3 月正式上市、量产。钠
离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池，电池结构如图所示。该电池的负极材料为NaxCy(嵌
钠硬碳)，正极材料为Na2 Mn[ Fe(CN)6]
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(普鲁士白)。在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。
下列说法不正确的是
A．由于未使用稀缺的锂元素，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低
B．放电时，负极的电极反应式为NaxCy-xe-= Cy+xNa+
C．放电时，Na+移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应
D．充电时，每转移1mol 电子，阳极的质量减少23g
3．（2023·浙江·校联考模拟预测）直接
燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。
电池放电时，下列说法不正确的是
A．电池工作时，电极I 电势低
B．电极Ⅱ的反应式为：
C．电池总反应为：
D．当电路中转移0.1mol 电子时，通过阳离子交换膜的
为3.9g
4．（2023·广西·统考三模）高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，已经用于某些飞
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机，其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，化学能转化为电能
B．碳添加剂是为了增强电极的导电性
C．充电时，阳极的总的电极反应式是8Li2S－16e－ = S8+ 16Li+
D．放电时，1 mol Li2S8转化为Li2S6得到2 mol 电子
5．（2023 秋·内蒙古赤峰·高三校联考期末）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(图1)，一种镁——海水电池装置示意图(如图2)。下列说法错误的是
A．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
B．N 极发生的电极反应：O2+4e－+2H2O=4OH－
C．X 为正极，可用铜、石墨等做电极材料
D．如图2 外电路中每通过2mol 电子，溶液中2molH+由阳离子交换膜左侧向右侧迁移
6．（2023·江西·校联考二模）水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势
而备受关注。一种 新型无隔膜Zn/MnO2液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体，
ZnSO4和MnSO4的混合液作电解质溶液，下列叙述正确的是
A．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极的电极反应为MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2O
B．放电时，当外电路转移2mole-时，两电极质量变化的差值为22g
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C．过程I 为锌沉积过程，B 连电源的正极，电极附近pH 增大
D．将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液都可延长电池的使用寿命
7．（2023·山东德州·统考三模）我国科学家研究出一种新型水系
电池，其结构如下图，该电池
既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是
A．
通过阴离子交换膜向a 电极移动
B．左侧极室中
减小
C．a 极的电极反应式为
D．每转移
，右侧极室中溶液质量增大34g
8．（2023·广东·汕头市澄海中学校联考模拟预测）锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成
为电化学储能热点技术之一、如图为以
和
作为电极氧化还原电对的碱性锌
铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑(
)膜允许
离子通过。
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下列说法错误的是
A．
含有配位键，电池放电总反应为
B．放电过程中，左侧池中溶液
逐渐减小
C．充电过程中，阴极的电极反应为
D．充电过程中，当
通过
膜时，导线中通过
9．（2023·浙江·校联考三模）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
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D．放电时，石墨电极的电极反应式为
10．（2023·浙江金华·统考模拟预测）我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料—
的水系双离
子电池，该电池以
和
为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是
A．充电时，电极a 应接电源的正极
B．放电时，若电极a 得到6.4g Cu 和1.44g
，则电路中转移0.22mol 电子
C．充电时，电极b 的电极反应式为
D．第2 次放电时，溶液碱性逐渐增强
11．（2023·辽宁·校联考三模）高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，已经用于某
些飞机，其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，化学能转化为电能
B．碳添加剂是为了增强电极的导电性
C．放电时，1 mol
转化为
得到2 mol 电子
D．充电时，阳极的总的电极反应式是
12．（2023·全国·高三统考专题练习）我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补
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给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的
是
A．A 电极的电势高于B 电极
B．质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动
C．负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+
D．海水和海泥作为电解质的一部分，富含盐分，导电性高，有利于输出电能
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