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第02 讲 原电池、化学电源
目录
01 考情解码·命题预警.........................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 原电池的工作原理............................................................................................................4
知识点1 原电池原理...................................................................................................................................4
知识点2 原电池的应用.............................................................................................................................. 5
考向1 原电池的工作原理......................................................................................................................6
考向2 原电池正负极的判断及电极反应式的书写...............................................................................8
考向3 原电池原理的应用......................................................................................................................10
考点二 化学电源......................................................................................................................................12
知识点1 化学电源分类............................................................................................................................ 12
知识点2 一次电池、二次电池电极反应式的书写................................................................................12
知识点3 燃料电池.................................................................................................................................... 16
考向1 一次电池....................................................................................................................................17
考向2 二次电池..................................................................................................................................... 18
考向3 燃料电池....................................................................................................................................21
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................25
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考点要求
考察形式
2025 年模拟
2025 年
2024 年
原电池原理综合
应用
选择题
非选择题
淮北、淮南一模
新型二次电池
选择题
非选择题
合肥市二模
安徽皖北协作体一模
安徽卷T13，3
分
安徽卷T11，3 分
燃料电池
选择题
非选择题
江淮十校第一次综合素质检测
\
考情分析：
1．电化学知识是中学化学中的重要基本概念，也是近年来高考化学的持续热点，在复杂、陌生、新颖的
研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。
2．近年高考中对电化学的考查出现了新的变化，以装置图为载体来考查电化学的相关知识，成为近年高
考的新亮点，考查的关键能力侧重于两个方面：一是理解与辨析能力，要求学生能够从图示电化学装置中
提取有效信息，判断装置种类、辨别电极名称等；二是分析与推理能力，要求学生能够根据图示信息和电
解池的工作原理，分析电极反应的类型、电解质的作用、离子的移动方向以及定量分析转移电子的物质的
量等。
复习目标：
1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
2．了解原电池及常见化学电源的工作原理。
3．了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
4．了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害及防腐措施。
5．能够认识和书写新型化学电源的电极反应式。
2
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熔融碳酸盐
固体电解质
碱性
酸性
连续不断提供电能，能量利用率高
介质
铅蓄电池
锌锰干电池，银锌电池
特点
可充电再生，多次循环使用
不能充电再生
燃料电池
二次电池
一次电池
金属的防护
化学电源
加快反应速率
比较金属活泼性
设计制作化学电源
主要应用
平衡电荷，维持电中性，形成闭合回路
盐桥的作用
阳离子移向正极，阴离子移向负极
正正负负
正极：得电子，化合价降低，还原反应
负极：失电子，化合价升高，氧化反应
负到正
正到负
离子移向
电子方向
电流方向
双液原电池
形成闭合回路
两个活性不同的电极
自发的氧化还原反应
化学能转化为电能的装置
原理
构成条件
概念
工作原理
原电池
3
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考点一 原电池的工作原理
知识点1 原电池原理
1．定义：把化学能转化为电能的装置。
2．形成条件
（1）能自发进行的氧化还原反应。
（2）两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。
（3）形成闭合回路，需满足三个条件：
一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应
二看两电极：一般是活泼性不同的两电极（两种金属或一种金属和一种能导电的非金属）。
三看是否形成闭合回路
3．工作原理(以锌铜原电池为例)
（1）电极反应
①负极：电子流出的一极，发生氧化反应；
②正极：电子流入的一极，发生还原反应。
（2）三个“流向”
①电子流向：负极---------→正极
②电流流向：正极---------→负极-------→正极
③离子流向：阳离子→正极；阴离子→负极
（3）双液原电池
4
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①盐桥中装有饱和的
KCl
、
KNO
3 等溶液和琼胶制成的胶冻。
②盐桥中离子移向：盐桥含饱和
KCl
（
KNO
3）
溶液
，K ＋ 移向正极，Cl
－ （
NO
3
－ ）
移向负极
③盐桥的作用：
a.导电：盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路
b.平衡电荷：使由它连接的两溶液保持电中性
c.隔离：使相互反应的物质不接触
得分速记
1．根据内电路中的离子流向判断正、负极，在内电路中，阳离子由负极区流向正极区，阴离子由正极区
流向负极区(口诀：正正负负)。
2．盐桥主要作用就是构建闭合的内电路，但不影响反应的实质。
知识点2 原电池的应用
1．设计制作化学电源
2.比较金属的活动性强弱：
（1）原理：一般原电池中活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金属作正极。
（2）应用：A、B 两种金属用导线连接后插入稀H2SO4中，若A 极溶解，B 极上有气泡冒出，则金属活动
性：A＞B。
3.加快化学反应速率：
（1）原理：一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率增大。在原电池中，氧化反应和
还原反应分别在两极进行，溶液中的粒子运动时相互间的干扰小，使化学反应速率加快。
（2）应用：实验室中用Zn 与稀H2SO4反应制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶液。这样做的原因是Zn 与
置换出的Cu、稀H2SO4构成了原电池，加快了反应的进行
4.用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁
桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极
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考向1 原电池的工作原理
例1 某锌铜原电池装置如图，下列说法正确的是（ ）
A．
电极发生还原反应
B．电池工作时，盐桥中的
会持续往右池移动
C．取出盐桥，电流计的指针能继续发生偏转
D．电池总反应为
【答案】D
【分析】在原电池中，较活泼的金属锌作负极，失去电子，发生氧化反应，在外电路中，电子由负极移向
正极，在电解质溶液中，阴离子向负极移动，反应的总反应方程式为
。
【解析】A．由分析知，锌作为负极，发生氧化反应，A 错误；B．由分析知，盐桥中的
会持续往左池
移动，B 错误；C．取出盐桥，不能形成闭合回路，无法形成原电池，电流计指针不能继续发生偏转，C
错误；D．由分析知，电池总反应为
，D 正确；故选D。
思维建模 原电池的工作原理简图
注意：①若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。
②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。
【易错提醒】（1）自发进行的氧化还原反应不一定是电极与电解质溶液发生的反应，也可能是电极与溶
液中溶解的O2等发生的反应，如将铁与石墨相连浸入食盐水中，Fe 与O2发生反应。
（2）电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动；离子只能在溶液中移动而不能在导线中移动。原电池
中的内电路和外电路分别通过离子的移动和电子的流动而形成闭合回路，可形象的描述为“电子不下水，
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离子不上岸”。
（3）带盐桥的原电池装置中，负极半电池：还原性强的材料作负极，失去电子被氧化；正极半电池：电
解质溶液中氧化性强的离子在正极得到电子被还原，其中盐桥不能用导线代替。
【变式训练1】某小组利用下列装置进行电化学实验，下列实验操作及预期现象正确的是
( )
A．X 和Y 与电流表连接，电子由Cu 极流向Zn 极
B．X 和Y 与电流表连接，将Zn 换成Fe 测得电流更大
C．X 和Y 分别与电源“－”、“＋”极相连，Cu 极质量减轻
D．X 和Y 分别与电源“－”、“＋”极相连，Zn 极质量减轻
【答案】C
【解析】A 项，Zn 作负极，电子由Zn 极流向Cu 极，错误；B 项，Fe、Cu 的活动性相差小，测得电流也
小，错误；C 项，X 为Zn、Y 为Cu，Cu 作阳极，Cu 被电解，质量减轻，C 正确，D 错误。
【变式训练2】锌铜原电池装置如图所示，下列有关说法不正确的是( )
A．电极为该原电池的正极
B．电极是还原剂，又是电子导体
C．氯化钾盐桥中将移向溶液
D．一段时间后有红色固体沉积在电极表面
【答案】C
【分析】由图可知，锌的活泼性比铜强，则锌电极为铜锌原电池的负极，铜电极为正极。
【解析】A．由分析可知，铜电极为原电池的正极，故A 正确；
B．由分析可知，能导电的锌电极为铜锌原电池的负极，故B 正确；
C．由分析可知，能导电的锌电极为铜锌原电池的负极，铜电极为原电池的正极，氯化钾盐桥中氯离子将
移向硫酸锌溶液，故C 错误；
D．由分析可知，铜电极为原电池的正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，故D 正确；
故选C。
考向2 原电池正负极的判断及电极反应式的书写
例2 (2025·安徽淮北、淮南·一模)微生物电合成系统(MES)是一种新型的碳捕获生物技术，已知阴极副产物
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有乙醇、氢气。下列说法错误的是
A．电流的流向：由N 电极经导线到M 电极
B．生成的电极反应式为
C．离子交换膜为质子交换膜
D．每生成
，同时生成
【答案】D
【分析】由图可知，H2O 在M 电极失去电子生成O2，M 电极为阳极，CO2 在N 电极得到电子生成
，N 电极为阴极，以此解答。
【详解】A．由分析可知M 为阳极，N 为阴极，故电流由N 电极经导线到M 电极，A 正确；
B．CO2 在N 电极得到电子生成
，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为
，B 正确；
C．N 极电极方程式为：
，需要消耗氢离子，而M 极生成氢离子，推
知离子交换膜为质子交换膜，C 正确；
D．由题干信息，阴极副产物有乙醇、氢气，可知每生成
，阴极生成
小于
，D 错
误；
故选D。
思维建模 原电池的正负极判断及电极反应式书写的一般方法
1.原电池正负极的判断
判断依据
正极
负极
电极材料
不活泼金属或非金属
活泼金属
电子流向
电子流入
电子流出
电极反应
还原反应
氧化反应
电极常见现象
电极增重或产生气体
电极减轻
离子移向
阳离子移向
阴离子移向
2.电极反应式书写的一般方法
（1）明确两极的反应物；
（2）明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物；
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（3）确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物；
（4）配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
【变式训练1】(2024·安徽江淮十校·三模)近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌
电池，其工作原理如下图所示。图中“双极膜”中间层中的
解离为
和
，并在电场作用下分别
向两极迁移。下列说法错误的是
A．催化电极上的电势比锌电极上的高
B．负极区的反应式为
C．“双极膜”中间层中的
在电场作用下移向催化电极
D．催化电极表面产生
时，锌电极质量会减少
【答案】D
【分析】根据图知，锌电极为负极，发生氧化反应，
，催化电极为正极，发生
还原反应，
。
【详解】A．锌电极为负极，催化电极为正极。催化电极的电势比锌电极的高，A 正确；
B．负极区反应式为
，B 正确；
C．
在电场作用下移向正极，C 正确；
D．产生
转移
，锌电极质量减少
，D 错误；
故选D。
【变式训练2·变考法】某新型电池的工作原理如图所示，已知电池放电时的反应为
（反应前后Na 的化合价不变）。下列说法错误的是
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A．电极M 是电池的正极
B．电池的负极发生反应
C．电池工作时，
移向电极M
D．电池工作时，每消耗
的
，有0.1molMn 被氧化
【答案】D
【分析】根据题给信息电池放电时的反应为
（反应前后Na 的化合价不
变）可知，Mn 元素化合价降低，发生得电子的还原反应，所以电极M 为电池的正极，C 元素化合价升
高，NaxCn在电极N 发生失电子的氧化反应，据此分析解答。
【解析】A．由电池总反应可知，放电时，M 电极发生反应Na1-xMnO2+xe-+xNa+= NaMnO2，所以电极M 是
电池的正极，故A 正确；B．由电池总反应可知，放电时，电池的负极发生反应NaxCn -xe-=xNa++ nC，故
B 正确；C．M 是正极、N 是负极，电池工作时，Na+移向电极M，故C 正确；D．根据反应总方程式
可知，每消耗
的
，有0.1molMn 被还原，故D 错误；答
案选D。
考向3 原电池原理的应用
例3 用过量铁片与稀盐酸反应，为减慢其反应速率而生成氢气量不变，下列措施中可行的有几项（ ）
①以铁屑代替铁片 ②用过量铜片代替铁片 ③在稀盐酸中加入少量
溶液 ④在稀盐酸中加
入
固体 ⑤在稀盐酸中加入等体积等物质的量浓度的
溶液 ⑥在稀盐酸中加入硝酸
钾溶液
⑦在稀盐酸中加入
固体
A．1
B．2
C．3
D．4
【答案】B
【解析】①用铁屑代替铁片，增大反应物之间的接触面积，化学反应速率加快，产生氢气量不变，①不可
行；②铜和盐酸不反应，②不可行；③铁与硫酸铜反应生成铜，铁片过量，可形成微小的铁铜原电池，加
快产生氢气速率，且产生氢气量不变，③不可行；④醋酸钠与盐酸反应生成氯化钠和醋酸，醋酸是弱酸，
使得反应速率减慢，产生氢气量不变，④可行；⑤在稀盐酸中加入等体积等物质的量浓度的
溶液会
使盐酸浓度变小，使得反应速率减慢，产生氢气量不变，⑤可行；⑥在稀盐酸中加入硝酸钾溶液引入硝酸
根离子，等价于铁和硝酸反应，不能生成氢气，⑥不可行；⑦碳酸钠消耗盐酸，使得产生氢气量减少，⑦
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不可行；综上分析，不可行的为：①②③⑥⑦，可行的为：④⑤；答案选B。
能够重新加工后再次利用，属于可回收物，故D 正确；答案选D。
思维建模 原电池原理比较金属的活动性
1.通过原电池原理比较金属的活动性时，A、B 两种金属 用导线相连需浸入非氧化性酸中(如稀H2SO4、盐
酸)，而在其他电解质溶液中，不一定较活泼的金属作负极，如Mg—Al—NaOH 溶液形成的原电池中，Al
作负极，Mg 作正极，但金属活动性：Mg＞Al。
2.在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn 与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶
液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀硫酸足量时，产生H2的物质的量要减少。
【变式训练】控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断
不正确的是 ( )
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极
【答案】D
【解析】由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以
A、B 正确；电流计读数为零时Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态；D 项在甲中溶
入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D 不正确。
能够重新加工后再次利用，属于可回收物，故D 正确；答案选D。
思维建模
1．把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还
原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。
2．电子流向的分析方法：①改变条件，平衡移动；②平衡移动，电子转移；③电子转移，判断区域；④
根据区域，判断流向；⑤根据流向，判断电极。
考点二 化学电源
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知识点1 化学电源分类
分类
主要特点
实例
一次电池
不能再充电再生
普通锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池
二次电池
可充电再生，多次循环使用
铅蓄电池、锂电池
燃料电池
氧化剂和还原剂从外界输入，连续不断的
提供电能，能量利用率高
氢氧燃料电池等
知识点2 一次电池、二次电池电极反应式的书写
1.一次电池
（1）常见一次电池
碱性
锌锰
池
电
构造
正极材料
负极材料
电解质
MnO2
Zn
主要是KOH 溶液
总反应方程式
Zn＋2MnO2＋2H2O＝Zn(OH)2＋2MnOOH
电极反应式
正极：2MnO2＋
2H
2O ＋
2e
－ ＝
2MnOOH
＋
2 OH
－
负极：Zn
＋
2 OH
－ －
2e
－ ＝
Zn(OH)
2
银锌
扣
钮
池
电
构造
正极
负极
电解质
Ag2O
Zn
KOH 溶液
总反应方程式
Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
电极反应式
正极：Ag2O ＋
H 2O ＋
2e
－ ＝
2Ag
＋
2 OH
－
负极：Zn
＋
2 OH
－ －
2e
－ ＝
ZnO
＋
H 2O
（2）新型一次电池
锌银
电池
总反应：Ag2O＋Zn＋H2O
2Ag＋Zn(OH)2
正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
负极：Zn
＋
2OH
－ －
2e
－ ==
=Zn(OH)
2
阳极：2Ag
＋
2OH
－ －
2e
－ ==
=Ag
2O ＋
H 2O
阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－
镍电
池
镍铁电池
总反应：NiO2＋Fe＋2H2O
Fe(OH)2＋Ni(OH)2
正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－
负极：Fe
－
2e
－ ＋
2OH
－ ==
=Fe(OH)
2
阳极：Ni(OH)2＋
2OH
－ －
2e
－ ==
=NiO
2＋
2H
2O
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阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－
镍镉电池
总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
说明：参考镍铁电池自行书写。
高铁
电池
总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋
4KOH
正极：2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－
负极：3Zn
－
6e
－ ＋
6OH
－ ==
=3Zn(OH)
2
阳极：2Fe(OH)3＋
10OH
－ －
6e
－ ==
=2FeO
＋
8H
2O
阴极：3Zn(OH)2＋6e－===3Zn＋6OH－
锂离子
电池
总反应：Li1－xCoO2＋LixC6
LiCoO2＋C6(x<1)
正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
负极：LixC6－
x e － ==
= x Li
＋ ＋
C 6
阳极：LiCoO2－
x e － ==
=Li
1－xCoO2＋
x Li
＋
阴极：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6
钠电
池
钠硫蓄电
池
总反应：2Na2S2＋NaBr3
Na2S4＋3NaBr
正极：NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr
负极：2Na2S2－
2e
－ ==
=Na
2S4＋
2Na
＋
阳极：3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋
阴极：Na2S4＋2Na＋＋2e－===2Na2S2
钠离子电
池
总反应：Na1－mCoO2＋NamCn
NaCoO2＋Cn
正极：Na1－mCoO2＋me－＋mNa＋===NaCoO2
负极：NamCn－
m e － ==
= m Na
＋ ＋
C n
阳极：NaCoO2－
m e － ==
=Na
1－mCoO2＋
m Na
＋
阴极：mNa＋＋Cn＋me－===NamCn
全钒液
流电池
总反应：VO＋2H＋＋V2＋
V3＋＋VO2＋＋H2O
正极：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
负极：V 2 ＋ －
e － ==
=V
3 ＋
阳极：VO
2 ＋ ＋
H 2O －
e － ==
=VO
＋
2H
＋
阴极：V3＋＋e－===V2＋
2.二次电池（可充电电池）
（1）铅蓄电池
铅蓄电池
放电（原电池）
充电（电解池）
电极
负极材料
正极材料
蓄电池负极接电源负极，作电解池的阴极
Pb
PbO2
蓄电池正极接电源正极，作电解池的阳极
电解质
H2SO4
H2SO4
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电极
反应式
负极
Pb
＋
SO
4
2 － －
2e
－ ＝
PbSO
4
阴极
PbSO4＋
2e
－ ＝
Pb
＋
SO
4
2－
正极
PbO2＋
4H
＋ ＋
SO
4
2 － ＋
2e
－ ＝
PbSO
4＋
2H2O
阳极
PbSO4＋
H 2O －
2e
－ ＝
PbO
2＋
4H
＋ ＋
SO
4
2－
总反应式
Pb
＋
PbO
2 ＋
2H
2SO4
放 电
充 电
2PbSO
4 ＋
2H2O
温馨
提醒
二次电池放电的总反应式和充电总反应式
互为相反过程；放电的电极反应式与充电
的电极反应式也是互为相反的两个过程
（2）新型充电电池
锌银
电池
总反应：Ag2O＋Zn＋H2O
2Ag＋Zn(OH)2
正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
负极：Zn
＋
2OH
－ －
2e
－ ==
=Zn(OH)
2
阳极：2Ag
＋
2OH
－ －
2e
－ ==
=Ag
2O ＋
H 2O
阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－
镍
电
池
镍铁
电池
总反应：NiO2＋Fe＋2H2O
Fe(OH)2＋Ni(OH)2
正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－
负极：Fe
－
2e
－ ＋
2OH
－ ==
=Fe(OH)
2
阳极：Ni(OH)2＋
2OH
－ －
2e
－ ==
=NiO
2＋
2H
2O
阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－
镍镉
电池
总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
说明：参考镍铁电池自行书写。
高铁
电池
总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH
正极：2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－
负极：3Zn
－
6e
－ ＋
6OH
－ ==
=3Zn(OH)
2
阳极：2Fe(OH)3＋
10OH
－ －
6e
－ ==
=2FeO
＋
8H
2O
阴极：3Zn(OH)2＋6e－===3Zn＋6OH－
锂离子
电池
总反应：Li1－xCoO2＋LixC6
LiCoO2＋C6(x<1)
正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
负极：LixC6－
x e － ==
= x Li
＋ ＋
C 6
阳极：LiCoO2－
x e － ==
=Li
1－xCoO2＋
x Li
＋
阴极：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6
钠
电
池
钠硫
蓄电
池
总反应：2Na2S2＋NaBr3
Na2S4＋3NaBr
正极：NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr
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总
习~~~
负极：2Na2S2－
2e
－ ==
=Na
2S4＋
2Na
＋
阳极：3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋
阴极：Na2S4＋2Na＋＋2e－===2Na2S2
钠离
子电
池
总反应：Na1－mCoO2＋NamCn
NaCoO2＋Cn
正极：Na1－mCoO2＋me－＋mNa＋===NaCoO2
负极：NamCn－
m e － ==
= m Na
＋ ＋
C n
阳极：NaCoO2－
m e － ==
=Na
1－mCoO2＋
m Na
＋
阴极：mNa＋＋Cn＋me－===NamCn
全钒液
流电池
总反应：VO＋2H＋＋V2＋
V3＋＋VO2＋＋H2O
正极：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
负极：V 2 ＋ －
e － ==
=V
3 ＋
阳极：VO
2 ＋ ＋
H 2O －
e － ==
=VO
＋
2H
＋
阴极：V3＋＋e－===V2＋
思维建模 化学电源电极反应的书写
化学电源电极反应的书写、书写电极反应时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合
电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。
(1)拆分法。①写出原电池的总反应；②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负
极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应。
(2)加减法。①写出总反应；②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)；③利用总反应与写出的一极
反应相减，即得另一个电极的反应。
知识点3.燃料电池
燃料电池(以CH3OH 燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响)
质子交换膜(酸性)
H＋
总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋
4e
－ ＋
4H
＋ ==
=2H
2O
负极
CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
碱性燃料电池
OH－
总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O
正极
O2＋
4e
－ ＋
2H
2O ==
=4OH
－
负极
CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
固态氧化物燃
料电池
O2－
总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋
4e
－ ==
=2O
2 －
负极
CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O
【方法技巧】
1.解题模板
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2.解答燃料电池题目的几个关键点
①要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。
③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时分析该离子参与靠近一极的电极反应。
3.电解质
常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应
式、电极反应式有影响
考向1 一次电池
【例1】(2024·江苏卷，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O= ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如
图所示。下列有关说法正确的是( )
A．电池工作时，MnO2发生氧化反应
B．电池工作时，OH-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1mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×10-23
【答案】C
【解析】Zn 为负极，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-= ZnO+H2O，MnO2 为正极，电极反应式为：MnO2+ e-
+H2O= MnOOH+OH-。A 项，电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，故A 错误；B 项，电
池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，故B 错误；C 项，环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池
放电，故C 正确；D 项，由电极反应式MnO2+ e-+H2O= MnOOH+OH-可知，反应中每生成1mol MnOOH，
转移电子数为6.02×10-23，故D 错误；故选C。
【变式训练1】（2022.湖南）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：2H2O+2e-=2OH-+H2
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
【答案】B
【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H20==2LiOH+H2↑，M 极.上Li 失去电子发生氧化反应，则M 电极为
负极，电极反应为Li-e-=Li+ ,N 极为正极，电极反应为2H20+2e-一=2OH-十H2↑,同时氧气也可以在N 极得电
子，电极反应为O2十4e- +2H20= =4OH-。
A.海水中含有丰富的电解质,如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液,故A 正确;
B.由上述分析可知,N 为正极,电极反应为2H2O+2e- = =2OH-十H2↑和反应O2+4e- + 2H2O-4OH- ,故B 错误;
C.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，并能传导离子,故C 正确;
D.该电池不可充电，属于一次电池,故D 正确;
答案选B。
【变式训练2】（2025 合肥二模）生物电化学系统可降解废水中的苯酚盐同时回收NH 工作一段
时间后脱盐室中溶液浓度降低，装置如图所示，其中a、b 均为惰性电极，M、N 为离子交换膜，Q 为气
体。下列说法正确的是( )
A.b 电极为负极
B.
气体Q 中含有NH3
C.
工作- -段时间后,a 电极区溶液质量减小
D.a 电极反应:
【答案】B
【解析】A.由图可知，左侧苯酚盐发生氧化反应生成二氧化碳，则a 电极为负极，b 电极为正极,故A 错误;
B.由A 分析知，b 电极是正极，铵根向正极区移动，正极反应为O2 +4e- + 4NH3 = 4NH3↑+2H2O，则右侧气
体Q 中含有NH3，故B 正确;
C.转移1mol 电子时，有1molC1- (35 .5g)迁移到负极区，苯酚盐中碳元素平均呈负价，则转移1mol 电子时
生成的二氧化碳少于1|4mol(11g),因此工作一段时间后，a 电极区溶液质量增大，故C 错误;
D.左侧苯酚盐发生氧化反应生成二氧化碳，a 电极反.应: 1mol 苯酚根转移28mol 电子，故不正确。
考向2 二次电池
例1(2024·安徽卷，11)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Zn-TCPP (局
部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn 为电极，以ZnSO4和KI 混合液为电解质溶液。下列说
法错误的是( )
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总
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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：I3
-+Zn
Zn2++3I-
C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP
D 放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol 电子
【答案】C
【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为
Zn-2e-=Zn2＋，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2++2e-=Zn；正极上发生3I3
-+2e-=3I-，则充电时，
该电极为阳极，电极反应式为3I--2e-=I3
-。A 项，标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、
碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N 提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的
配位键，A 正确；B 项，该电池总反应为I3
-+Zn
Zn2++3I-，B 正确；C 项，充电时，阴极电极反应式为
Zn2++2e-=Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C 错误；D 项，放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-
=Zn2＋，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01mol)，理论上转移0.02 mol 电子，D 正确；故选C。
思维建模 可充电电池
思维模型
解题模型
例：xMg＋Mo3S4
MgxMo3S4
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【逻辑思维与科学建模】【变式训练1】(2025·安徽皖北协作体·一模)二苯重氮甲烷(
)在抗生素的制备过程中起关键作用。以二苯甲酮腙(
)为前体合成二苯重
氮甲烷的原理如图所示。下列说法错误的是
A．
为催化剂
B．若以铅蓄电池为电源，则与石墨一极相连的为
电极
C．阴极的电极反应式为
D．理论上生成
的同时生成1.5mol 二苯重氮甲烷
【答案】D
【分析】由图可知，石墨电极上发生失去电子的氧化反应，电极反应为：
，则石墨电极为阳
极，Ni 电极为阴极，电极反应为
，阳极上生成的
与
反应生成
和
，据此解答。
【详解】A．由图可知，
在阳极上先消耗，最后又重新生成，相当于催化剂，A 项正确；
B．根据分析可知，石墨电极为阳极，与外电源正极相连，则与铅蓄电池的
电极相连，B 项正确；
C．由分析可知，阴极的电极反应式为
，C 项正确；
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总
习~~~
D．理论上生成
转移2mol 电子，则阳极生成
，根据原子守恒可知生成1mol 二苯重氮甲烷，
D 项错误；
故选D。
【变式训练2】(2024·安徽省马鞍山市高三第二次教学质量检测)磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良
好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为：LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。图1 为某磷酸
铁锂电池的切面，图2 为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O 围绕Fe 和P 分别形成正
八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法不正确的是( )
A．放电时，负极反应： LixC6- xe- = xLi++6C
B．(a)过程中1mol 晶胞转移的电子数为
NA
C．(b)代表放电过程， Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极
D．充电时的阳极反应： LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+
【答案】B
【解析】从总反应分析， LixC6变为C 和Li+为氧化反应，该极为原电池的负极。而Li1-xFePO4变为
LiFePO4发生还原反应，它为原电池的正极。A 项，放电的负极为 LixC6- xe- = xLi++6C，A 正确；B 项，a
过程由于Fe2+化合价升高为Fe3+，为了平衡电荷Li+脱嵌减少。从图看晶胞中减少了棱上1 个和面心的一个
Li+总共减少
，所以1mol 晶体中转移
NA电子，B 错误；C 项，放电时，该材料在正极发生还原
反应，即Fe 由+2 变为+3 为b 过程，Li+嵌入正极，C 正确；D 项，充电时的总反应为 6C+LiFePO4=
LixC6+Li1-xFePO4，阳极发生氧化反应为 LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+，D 正确；故选B。
考向3 燃料电池
例1(2024·全国新课标卷，6)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)
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电池工作时，下列叙述错误的是
A．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7
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Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a
【答案】C
【解析】由题中信息可知，b 电极为负极，发生反应Cu2O+2OH--2e-=2CuO+H2O ，然后再发生
C6H12O6+2CuO= C6H12O7+Cu2O；a 电极为正极，发生反应O2+2H2O+4e-=4OH-，在这个过程中发生的总反应
为2C6H12O6+O2=2C6H12O7。A 项，由题中信息可知，当电池开始工作时，a 电极为电池正极，血液中的O2
在a 电极上得电子生成OH-，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；b 电极为电池负极， Cu2O 在b 电极上失
电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O+2OH--2e-=2CuO+H2O，然后葡萄糖被CuO 氧化为葡萄糖酸，CuO 被
还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7，A 正确；B 项，b 电极上CuO 将葡萄糖被CuO 氧化
为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O 在b 电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO 的质量和化学性质
保持不变，因此，CuO 通过Cu(Ⅱ) 和Cu(Ⅰ) 相互转变起催化作用，B 正确；C 项，根据反应
2C6H12O6+O2=2C6H12O7 可知，1mol C6H12O6 参加反应时转移2 mol 电子，18 mg C6H12O6 的物质的量为0.1
mmol，则消耗18 mg 葡萄糖时，理论上a 电极有0.2 mmol 电子流入，C 错误；D 项，原电池中阳离子从负
极移向正极迁移，故Na＋迁移方向为b→a，D 正确。故选C。
思维建模
(1)注意介质是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
(2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气(或其他氧化剂)。
(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
(4)零价法秒杀负极反应的书写。若负极有机物燃料为CxHyOz，产物中C 元素为+4 价的CO3
2−或HCO3
-，则
转移电子数为C 数×4+H 数×1+O 数×(-2)，若有机阴离子在负极反应(如CH3COO-)，转移电子数则为C 数
×4+H 数×1+O 数×(-2)+电荷数。
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【多步骤反应流程机理图】【变式训练1】（2025·江南十校·第一次综合素质检测）回收利用工
业废气中的
和
，实验原理示意图如下(双极膜可将膜内的水分离成
和
)。下列说法错误的是
A．装置a 中溶液的作用是吸收废气中的
B．m 极为电源的正极
C．该装置中双极膜左侧为阴离子交换膜
D．电解过程中阴极区溶液的pH 升高
【答案】D
【分析】根据图知，含CO2和SO2的废气通入NaHCO3溶液中，得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液和
CO2，发生的反应为2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，电解池中，左侧电极上
失电子生成
，该
电极上失电子发生氧化反应，为阳极，电解质溶液呈碱性，阳极反应式为
-2e-+2OH-=
+H2O，则通
入CO2的电极为阴极，阴极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，m 为电源的正极，n 为负极；
【详解】A．装置a 中二氧化硫和碳酸氢钠反应的离子方程式为：2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，目的
是吸收SO2，A 正确；
B．由上述分析可知，m 为电源的正极，B 正确；
C．电解池中阴离子向阳极移动，双极膜左侧为阴离子交换膜，C 正确；
D．阴极的电极反应式为：
，生成HCOOH 使溶液的pH 降低，D 错误；
故选D。
【变式训练2】．(2024·安徽华大新高考联盟·二模)科学家设计了一套电解装置，图中的双极膜
中间层中的H2O 解离为H+和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移，如图所示。下列叙述错误的是
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A．电极电势：催化电极a>催化电极b
B．双极膜的右侧是阳离子交换膜
C．阳极反应式为
-6e-+6OH-=
+4H2O
D．标准状况下，每消耗33.6LCO2会生成1mol
【答案】D
【分析】催化电极b 上二氧化碳转化为甲酸，化合价降低，得电子，发生还原反应，故催化电极b 为阴极
(与电源负极相连)，催化电极a 为阳极。
【详解】A．阳极电极电势大于阴极电极电势，故电极电势：催化电极a>催化电极b，A 正确；
B．阴极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，消耗氢离子，故双极膜产生的氢离子会迁移到双极膜右侧，即
双极膜右侧为阳离子交换膜，B 正确；
C．阳极上有机物中的-CH2OH、-CHO 均被氧化为羧基，阳极反应式为
-6e-+6OH-=
+4H2O，C 正确；
D．结合选项B 和电极上得失电子守恒，标准状况下，每消耗33.6LCO2 会转移3mol e-，生成0.5mol
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，D 错误；
故答案选D。
1.（2025·安徽卷，13，3 分研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电
解质仅允许
通过。下列说法正确的是
A. 放电时电解质溶液质量减小
B. 放电时电池总反应为
C. 充电时
移向惰性电极
D. 充电时每转移
电子，
降低
【答案】C
【解析】
【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充
电，目的是将
解离为
和
，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：
，阳极为气体扩散电极，电极反应：
，放电时，惰性电极
为负极，电极反应为：
，气体扩散电极为正极，电极反应为
，据此解答。
【详解】A．放电时，
会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成
进入储氢容器，当转移
2mol 电子时，电解质溶液质量增加
，即电解质溶液质量会增大，
A 错误；
B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为
，B 错误；
C．充电时，
向阴极移动，则
向惰性电极移动，C 正确；
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D．充电时每转移
电子，会有
与
结合生成
，但不知道电解液体积，无法计算
降低了多少，D 错误；
故选C。
2. （2025·黑龙江，13，3 分）一种基于
的储氯电池装置如图，放电过程中a、b 极均增重。若将b
极换成Ag/AgCl 电极，b 极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是
A. 放电时
向b 极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
C. a 极反应：
D. 若以Ag/AgCl 电极代替a 极，电池将失去储氯能力
【答案】D
【解析】放电过程中a 、b 极均增重，这说明a 电极是负极，电极反应式为
，b 电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e －
+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。
A．放电时b 电极是正极，阳离子向正极移动，所以
向b 极迁移，A 正确；
B．负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B 正确；
C．a 电极是负极，电极反应式为
，C 正确；
D．若以Ag/AgCl 电极代替a 极，此时Ag 失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能
力，D 错误；
答案选D。
3.（2025·河北，10，3 分） 科研工作者设计了一种用于废弃电极材料
再锂化的电化学装
置，其示意图如下：
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已知：参比电极的作用是确定
再锂化为
的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的
是
A.
电极上发生的反应：
B. 产生标准状况下
时，理论上可转化
的
C. 再锂化过程中，
向
电极迁移
D. 电解过程中，阳极附近溶液pH 升高
【答案】B
【解析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则
转化为
过程中，
Co 元素化合价由
降为+3 ，
得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为
，Pt 电极为阳极，失电子，发生还原反应，电极反应式为
，据此回答。
【详解】A．由分析知，
电极上发生的反应：
，
A 错误；
B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 mol)
时转移1 mol 电子，理论上转化
的
，B 正确；
C．
为阴离子，应向阳极移动，即向Pt 电极迁移，C 错误；
D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生
、消耗
，酸性增强，则阳极附近pH 降低，D
错误；
故选B。
4．（2024·全国甲卷，6，3 分）科学家使用δ-MnO2 研制了一种MnO2-Zn 可充电电池(如图所示)。电池工
作一段时间后，MnO2 电极上检测到MnOOH 和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是（ ）
A. 充电时，Zn2+向阳极方向迁移
B.充电时，会发生反应Zn+MnO2=ZnMn2O4
C. 放电时，正极反应有MnO2+H2O2+e-=MnOOH+OH-
D.放电时，Zn 电极质量减少0.65gl，MnO2 电极生成了
0.020molMnOOH
【答案】C
【分析】Zn 具有比较强的还原性，
具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn 与MnO2
之间，所以
电极为正极，Zn 电极为负极，则充电时
电极为阳极、Zn 电极为阴极。
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【详解】A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即
向阴极方向迁移，A 不正确；
B．放电时，负极的电极反应为
，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn 元素化合
价应降低，而选项中Zn 元素化合价升高，B 不正确；
C．放电时
电极为正极，正极上检测到
和少量
，则正极上主要发生的电极反应是
，C 正确；
D．放电时，Zn 电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol 电子，由正极的主要
反应
可知，若正极上只有
生成，则生成
的物质的量为
0.020mol，但是正极上还有
生成，因此，
的物质的量小于0.020mol，D 不正确；
综上所述，本题选C。
5．(2024·北京卷，3，3 分)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确
的是( )
A．石墨作电池的负极材料
B．电池工作时，NH4
+向负极方向移动
C．MnO2发生氧化反应
D．锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋
【答案】D
【解析】A 项，酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A 错误；B 项，原电池工作时，阳离
子向正极(石墨电极)方向移动，故B 错误；C 项，MnO2发生得电子的还原反应，故C 错误；D 项，锌筒为
负极，负极发生失电子的氧化反应Zn-2e-=Zn2＋，故D 正确；故选D。
6．(2024·全国甲卷，6，3 分)科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn 可充电电池(如图所示)。电池工作一
段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH 和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是( )
A．充电时，Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应Zn+2MnO2=ZnMn2O4
C．放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
D．放电时，Zn 电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH
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【答案】C
【解析】Zn 具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn 与MnO2之
间，所以MnO2电极为正极，Zn 电极为负极，则充电时MnO2电极为阳极、Zn 电极为阴极。A 项，充电时
该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A 不正确；B 项，放电时，负极
的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn 元素化合价应降低，而选项
中Zn 元素化合价升高，B 不正确；C 项，放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH 和少量
ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，C 正确；D 项，放电时，Zn 电
极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol)，电路中转移0.020mol 电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e-
=MnOOH+OH-可知，若正极上只有MnOOH 生成，则生成MnOOH 的物质的量为0.020mol，但是正极上
还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH 的物质的量小于0.020mol，D 不正确；故选C。
7．(2024·河北卷，13，3 分)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解
质，电解液中加入1，3-丙二胺(
)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了
MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+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Mg+2CO2= MgC2O4
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Mg 电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移
D．放电时，每转移1mol 电子，理论上可转化1mol CO2
【答案】C
【解析】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、Mg 电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg 电极为阴极：
电极
过程
电极反应式
Mg 电极
放电
Mg-2e-=Mg2+
充电
Mg2++2e-= Mg
多孔碳纳米管电极
放电
Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4
充电
MgC2O4-2e-= Mg2+
+2CO2↑
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A 项，放电时正极反应式为Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4、负极反应式为Mg-2e-=Mg2+，将放电时正、负电极反
应式相加，可得放电时电池总反应：Mg+2CO2= MgC2O4，A 正确；B 项，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 项，充电时，Mg 电
极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg 电极，同时Mg2+向阴极迁移，C 错误；D 项，根据放电时的
电极反应式Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4可知，每转移2mol 电子，有2mol CO2参与反应，因此每转移1mol 电
子，理论上可转化1mol CO2，D 正确；故选C。
8．(2023•广东卷，6)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( )
A．Ag 作原电池正极
B．电子由Ag 经活性炭流向Pt
C．Pt 表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e-= 4OH-
D．每消耗标准状况下11.2L 的O2，最多去除1mol Cl-
【答案】B
【解析】O2在Pt 得电子发生还原反应，Pt 为正极，Cl-在Ag 极失去电子发生氧化反应，Ag 为负极。A
项， Cl-在Ag 极失去电子发生氧化反应，Ag 为负极，A 错误；B 项，电子由负极Ag 经活性炭流向正极
Pt，B 正确；C 项，溶液为酸性，故Pt 表面发生的电极反应为O2+4H++4e-= 2H2O，C 错误；D 项，每消耗
标准状况下11.2L 的O2，转移电子2mol，而2 mol Cl-失去2mol 电子，故最多去除2mol Cl-，D 错误。 故
选B。
9．(2023•辽宁省选择性考试，11)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：Pb+SO4
2-+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+
【答案】B
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【解析】该储能电池放电时，Pb 为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极
上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4
得电子生成Pb 和硫酸。A 项，放电时负极上Pb 失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质
量增大，A 错误；B 项，储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B 正确；C 项，放电时，
右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C 错误；D 项，充
电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb+SO4
2-+2Fe3+，D 错误；故选B。
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