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第02 讲 原电池、化学电源
目录
01 模拟基础练
【题型三】原电池工作原理
【题型三】一次电池
【题型三】二次电池
【题型三】燃料电池
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 原电池工作原理
1．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如
下。下列说法不正确的是( )
A．Zn 电极是负极
B．Ag2O 电极发生还原反应
C．Zn 电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D．放电前后电解质溶液的pH 保持不变
2．根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是( )
A．a 电极为原电池的正极
B．外电路电流方向是a→b
C．b 电极的电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋===H2O2
D．a 电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H＋为2 mol
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3．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图所示。下列说法正确的
是( )
A．b 极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
B．溶液中OH-向电极b 移动
C．NH3的还原产物为N2
D．电流方向：由a 经外电路到b
4．下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋
AsO＋I2＋H2O”设计成的原电池
装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB 烧杯中逐滴加入适量
40% NaOH 溶液。
下列叙述中正确的是 ( )
A．甲组操作时，电流计(G)指针发生偏转
B．甲组操作时，溶液颜色变浅
C．乙组操作时，C2做正极
D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－
题型二 一次电池
5．(2023·辽宁省锦州市高三统考)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
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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6．一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应被可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入
的(NH4)2S2O8可以将Fe2+氧化、自身被还原为SO4
2-。下列关于该电池的说法正确的是( )
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
D．氧化SO4
2-罐中反应的离子方程式为2Fe2++ S2O8
2-=2Fe3++2 SO4
2-
7．浓差电池指电池内物质变化仅是一种物质从高浓度状态转变为低浓度状态且伴随着吉布斯自由能
转变成电能的过程的一类电池。浓差电池示意图如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．a 极为原电池的负极
B．c 为Cu2+交换膜
C．电流计指针指向0 时，两极的CuSO4溶液浓度相等
D．转移1 mol 电子时，右池增重48 g
8．(2024·浙江省浙江省舟山中学适应性考试)利用如图装置，工业上燃料燃烧产生的SO2废气可与O2
协同转化为重要的化工原料。下列说法不正确的是( )
A．电极A 为负极，X 为阴离子交换膜
B．电极B 上发生的电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O
C．电池工作时，消耗O2、SO2物质的量之比为1：1
D．电池工作段时间后，右室中电解质溶液的pH 无明显变化
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9．(2024·河北省邯郸市部分学校高三联考)香港城市大学化学工作者首次提出了Al-N2电池(如图)，该
电池使用N2为原料，以离子液体(Al2Cl7
--AlCl4
-)为电解质，既实现了能量的存储，又实现了AlN 的生产，
和碱反应能产生NH3，可进一步生产氮肥。下列说法错误的是( )
A．Al 极为负极，发生氧化反应
B．电池总反应为2Al+N2=2
C．石墨烯电极反应式为8Al2Cl7
-+N2+6e- =2AlN+14AlCl4
-
D．生成标准状况下33.6LNH3，电池中转移3mol 电子
题型三 二次电池
10．(2024·浙江省金丽衢十二校高三下学期第二次联考)锌-空气电池可用作电动车的动力电源。该电
池的电解质溶液为KOH 溶液，总反应为：2Zn+O2+4OH-+2H2O=[Zn(OH)4]2-。下列有关说法不正确的是
( )
A．充电时，锌连接电源负极
B．充电时，阳极反应为4OH−−4e−=2H2O+O2↑
C．放电时，电解质溶液中
向正极移动
D．放电时，电路中通过
电子，可消耗11.2L O2
11．Li/SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点，其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，
电池反应式为2Li＋2SO2
Li2S2O4。下列说法正确的是( )
A．该电池反应为可逆反应
B．放电时，Li＋向负极移动
C．充电时，阴极反应式为Li＋＋e－===Li
D．该电池的电解质溶液可以换成LiBr 的水溶液
12．某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1－xCoO2＋LixC6===6C＋LiCoO2，其工作原理示意
图如右。下列说法不正确的是( )
A．放电时LixC6发生氧化反应
B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动
C．充电时将电池的负极与外接电源的负极相连
D．放电时，电池的正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
13．一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是(
)
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A．该电池使用碱性电解质水溶液
B．充电时，电子从硫电极流出
C．使用的隔膜是阴离子交换膜
D．放电时，正极反应包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2
14．中国科学院深圳先进技术研究院研发出一种高性能的钙离子电池：以溶有六氟磷酸钙Ca(PF6)2的
碳酸酯类溶剂为电解液，放电时合金Ca7Sn6发生去合金化反应，阴离子(PF6
-)从石墨烯中脱嵌，进入电解
质溶液。放电时其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
(已知：比能量为单位质量的电极放出电能的大小)
A．此高性能的钙离子电池放电时，化学能可以全部转化为电能
B．放电时，a 电极的电极反应为Ca7Sn6-14e-=7Ca2++6Sn
C．充电时，b 电极接电源的负极
D．与锂离子电池相比较，钙离子电池具有材料储量丰富、比能量高的优点
15．(2024·浙江省嘉兴市高三下学期二模)水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是(
)
A．放电时，电极a 作电源的正极，Cu3(PO4)2发生氧化反应最终变为Cu
B．充电时，水系电池中，a 电极附近溶液的碱性增强
C．充电时，b 电极上的电极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+
D．当1mol Cu3(PO4)2完全放电时，则b 电极质量减轻138g
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题型四 燃料电池
16．(2023· 浙江省精诚联盟高三三模)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原
理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是( )
A．b 极为正极，发生还原反应
B．电子流向：a 极→导线→b 极→电解质→a 极
C．a 极电极反应为CH4- 8e- +4CO3
2-=5CO2+2H2O
D．该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜
17．一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A．a 极发生氧化反应
B．正极的电极反应为FeOx+2xe-=Fe+xO2-
C．若有22.4 L(标准状况下)空气参与反应，则电路中有4 mol 电子转移
D．铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe=FeOx+xH2
18．镁-空气电池是一种新型燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．金属Mg 电极为负极，其电势低于空气电极的电势
B．电子流向：Mg 电极→导线→空气电极→电解质溶液→Mg 电极
C．电池总反应为2Mg+O2+2H2O
2Mg(OH)2
D．回收后的氢氧化镁经一系列转化，可重新制成镁锭循环利用
19．乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总
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反应为2CH2
CH2+O2
2CH3CHO。下列有关说法正确的是( )
A．a 电极发生还原反应
B．放电时，每转移2 mol 电子，理论上需要消耗28 g 乙烯
C．b 极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
D．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b
20．一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为BH＋2O2===BO＋2H2O。该电池工作时，
下列说法正确的是( )
A．电子由Pt 电极经外电路、石墨电极、NaOH 溶液回到Pt 电极
B．负极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O
C．OH－透过阴离子交换膜向石墨电极迁移
D．外电路通过0.4 mol 电子时，有2.24 L O2在石墨电极上参与反应
1．(2024· 浙江省强基联盟高三联考)已二腈[NC（CH2）4CN]是合成尼龙-66 的中间体。某小组利用多
组浓差电池为电源，以丙烯腈（CH2=CHCN）为原料通过电解法合成己二腈的原理示意图如下(铜电极质量
均为
)：
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下列说法不正确的是( )
A．铜电极(1)为原电池的正极，发生还原反应
B．当甲室两电极质量差为6.4g 时，理论上可生成0.1mol 己二腈
C．乙室可选用阳离子交换膜，H+向左移动
D．石墨电极(1)的电极反应式为2CH2=CHCN+2H++2e- =NC（CH2）4CN
2．(2024·浙江省三校高三联考选考模拟)科学家研发了一种新型短路膜电池，利用这种电池可以消除
空气中的CO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．甲电极为正极，发生氧化反应
B．乙电极的电极反应式为：H2+2HCO3
-+2e-=2H2O+2CO2
C．电子流向：负极→电解质→正极
D．当捕获
的CO2时，理论上转移2mol 电子
3．(2023·浙江省东阳中学高三模拟)钠硒电池是一类以单质硒或含硒化合物为正极、金属钠为负极的
新型电池，具有能量密度大、导电率高、成本低等优点。以Cu2-xSe 填充碳纳米管作为正极材料的一种钠
硒电池工作原理如图所示，充放电过程中正极材料立方晶胞内未标出因放电产生的0 价Cu 原子。下列说
法错误的是( )
A．每个Cu2-xSe 晶胞中Cu2+个数为4x
B．在Na2Se 晶胞结构中，Se2-占据的位置是项点和面心
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C．充分放电时，正极的电极反应式为Cu2-xSe + 2Na++2e-=Na2Se+(2-x)Cu
D．充电时外电路中转移lmol 电子，两极质量变化差为23g
4．光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示：
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
B．光激发时，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b 产生的电子结合
C．电极b 发生的电极反应式为
D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH 保持不变(不考虑CO2的溶解)
5．（2024·山东省泰安市高三四模）我国科学家发明了一种以
和MnO2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
学
转化为
下列说法错误的是( )
A．放电时，电子从b 电极经过导线传导到a 电极
B．放电时，a 电极的电极反应式为MnO2+4H++2e⁻=Mn2++2H2O
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C．充电时，③区溶液碱性增强
D．充电一段时间后，②区K2SO4浓度增大
1． (2023•山东卷，11)利用热再生氨电池可实现CuSO4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CuSO4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Cu 电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+
D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
2．(2023•全国新课标卷，10)一种以V2O5和Zn 为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意
图如下所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( )
A．放电时V2O5为正极
B．放电时Zn2+由负极向正极迁移
C．充电总反应：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2O
D．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O-2xe- =xZn2++V2O5+nH2O
3．(2022•全国乙卷，12) Li-O2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-O2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
(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
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A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li+O2
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O2+2Li++2e-=Li2O2
4．(2022•辽宁省选择性考试，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是( )
A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+
B．放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C．放电时每转移1 mol 电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D．充电过程中，NaCl 溶液浓度增大
5．(2022•山东卷，13)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
CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2转化为Co2+，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LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-
D．若甲室Co2+减少200 mg，乙室Co2+增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
6．(2021•河北选择性考试，9)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
7．(2021•广东选择性考试，9)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参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．CO2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
8．(2021•山东卷，10)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
9．(2021•浙江6 月选考，22)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LiCoO2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Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2
D．电池总反应可表示为Li xSi+Li1- xCoO2
Si+LiCoO2
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