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素养卷06 突破新型可充电电池
难度：★★★★☆ 建议用时：50 分钟 正确率 ： /25
一、选择题：本题共25 小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．（2023·河北·高考真题）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
1
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【答案】B
【分析】放电时，电极材料
转化为
，电极反应
-2ne-=
+2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换
膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：
，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③为碱
性溶液是
电极，①为酸性溶液是二氧化锰电极。
【详解】A．充电时，b 电极上得到电子，发生还原反应，A 正确；
B．充电时，外电源的正极连接a 电极相连，电极失去电子，电极反应为
，
B 错误；
C．放电时，①区溶液中多余的
向②区迁移，C 正确；
D．放电时，a 电极的电极反应式为
，D 正确；
2
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故选：B。
2．（2023·福建·高考真题）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
D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n 值小的
浓度越高
【答案】D
【分析】放电时铝失去电子生成铝离子做负极，硫单质得到电子做正极，充电时铝离子得到电子生成铝发
生在阴极，硫离子失去电子生成硫单质发生在阳极，依此解题。
【详解】A．
的结构为
，所以含
个
键，A
正确；
B．由
的结构可知同时连接2 个
原子的
原子有
个，B 正确；
C．由总反应可知充电时，再生
单质需由铝离子得到电子生成，所以至少转移
电子，C 正确；
D．由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n 值大的
浓度越高，D 错
误；
3
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故选D。
3．（2023·辽宁·高考真题）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：
【答案】B
【分析】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。
【详解】A．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．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．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．充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb+
+2Fe3+，D 错误；
故答案选B。
4．（2023·全国乙卷·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
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
【答案】A
【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。
【详解】
A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A 错误；
B．放电时Na 在a 电极失去电子，失去的电子经外电路流向b 电极，硫黄粉在b 电极上得电子与a 电极释
放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B 正确；
C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++
S8+2e-→Na2Sx，C 正确；
D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D 正确；
故答案选A。
5．（2023·全国新课标卷·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
5
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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：
【答案】C
【分析】由题中信息可知，该电池中Zn 为负极、
为正极，电池的总反应为
。
【详解】A．由题信息可知，放电时，
可插入
层间形成
，
发生了还原反应，
则放电时
为正极，A 说法正确；
B．Zn 为负极，放电时Zn 失去电子变为
，阳离子向正极迁移，则放电时
由负极向正极迁移，B 说
法正确；
C．电池在放电时的总反应为
，则其在充电时的总反应为
，C 说法不正确；
D．充电阳极上
被氧化为
，则阳极的电极反应为
，D 说法正确；
6
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综上所述，本题选C。
6．（2024 届·广东深圳·一模）我国科学家研发了一种由废水（含
、
等）提铀并同步产电的工艺，
其工作原理和相关物质转化关系如图所示，下列有关该过程的说法不正确的是
A．电子从
电极经导线流向CCF 电极
B．CCF 电极上发生的反应有：
C．生成（
的反应中，
D．利用电解法再次获得含
溶液，需将附着
、
的电极置于阳极
【答案】C
【分析】由图可知，铁电极为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—
2e—=Fe2+，CCF 电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根离子、
UO
在正极得到电子发生还原反应生成UO2，电极反应式为
、UO
+2e—
=UO2，放电生成的UO2与过氧化氢反应生成(UO2)O2·H2O，反应的化学方程式为UO2+2H2O2=(UO2)O2·H2O。
【详解】A．由分析可知，铁电极为原电池的负极，CCF 电极为正极，则电子从Fe 电极经导线流向CCF 电
极，故A 正确；
B．由分析可知，CCF 电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根
离子、UO
在正极得到电子发生还原反应生成UO2，电极反应式为
、UO
+2e—=UO2，故B 正确；
C．由分析可知，生成(UO2)O2·H2O 的化学方程式为UO2+2H2O2=(UO2)O2·H2O，则反应中氧化剂H2O2与还原剂
UO2的物质的量之比为1：1，故C 错误；
D．利用电解法再次获得含
溶液时，与直流电源的正极相连的CCF 电极为阳极，UO2、(UO2)O2·H2O 在
7
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阳极失去电子发生氧化反应生成UO
，故D 正确；
故选C。
7．（2024 届·辽宁辽阳·一模）氢键在电池中的应用广泛，可精细调控电极和电解质的性质，提高可充电电
池的性能。某可充电电池装置如图所示（其他阴离子不参与反应，已略去）。下列叙述错误的是
A．放电时，电极X 为负极
B．放电时，阳离子向电极Y 迁移
C．充电时，电极Y 与电源正极连接
D．充电时，电极X 的电极反应式为
【答案】D
【分析】
根据图示可知，电极X 为阴极，充电时生成氢气，电极Y 为阳极，充电时生成氧气；则放电时，电极X 为
负极，电极Y 为正极，据此分析；
【详解】
A．根据分析，放电时，电极X 为负极，A 正确；
B．放电时，电极Y 为正极，阳离子向电极Y 迁移，B 正确；
C．充电时，电极Y 为阳极，与电源正极连接，C 正确；
D．充电时，电极X 为阴极，发生还原反应，生成氢气，电极反应式为
，D 错误；
故选D。
8．（2024 届·山东烟台·一模）水系锌锰二次电池放电时存在电极
剥落现象，造成电池容量衰减。研
究发现，加入少量KI 固体能很大程度恢复“损失”的容量，原理如图。已知PBS 膜只允许
通过。下列
说法错误的是
8
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A．放电时，0.6mol
参加反应，理论上负极减少13g
B．充电时，电路中每通过2mol
，阳极区溶液减少87g
C．放电时的总反应：
D．PBS 膜的优点是能有效抑制电池的自放电
【答案】B
【分析】
Zn 电极为负极，发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+，MnO2为正极，发生还原反应MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O，产生
的锰离子和剥落的正极材料发生反应，加入KI 后，发生反应MnO2+3I-+4H+=Mn2++I +2H2O，I +2e-=3I-，碘
离子为催化剂。
【详解】
A．加入KI 后，I-与剥落的MnO2反应生成的I ，发生反应为MnO2+3I-+4H+=Mn2++ I +2H2O、I +2e-=3I-，如
有0.6molI-参加反应，需得到电子0.4mol，理论上负极Zn 减少0.2mol，质量为13g，A 正确；
B．则充电时阳极电极反应式为3I--2e-= I 、Mn2++2H2O-2e-= MnO2+4H+，电路中每通过2mol
，阳极区溶
液减少的质量小于1molMnO2的质量，小于87g，B 错误；
C．Zn 电极为负极，发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+，MnO2为正极，发生还原反应MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O，
放电时的总反应为MnO2+Zn+4H+= Zn2++ Mn2++2H2O，C 正确；
D．PBS 膜能够防止脱落的二氧化锰与锌接触构成微电池，减少锌的损耗，能有效抑制电池的自放电，D 正
确；
故选B。
9．（2024 届·江西鹰潭·一模）我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，
9
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其示意图如下。放电时，Zn 转化为
。下列说法错误的是
A．充电时，a 为外接电源负极
B．放电时，正极反应为：
C．充电时，阴极反应为：
D．放电时，若外电路有0.2mol 电子转移，则有
向正极迁移
【答案】D
【分析】
放电时，Zn 转化为
，则锌发生氧化反应，为负极、而镍电极为正极；
【详解】
A．放电时，锌极为负极，则充电时，与锌极相连的a 为外接电源负极，A 正确；
B．放电时，镍极为正极，得到电子发生还原反应生成镍，正极反应为：
，B 正确；
C．充电时，锌极为阴极，
得到电子发生还原反应生成锌单质，反应为：
，C 正确；
D．结合C 分析，放电时，负极反应为
，混合电解液中没有锌离
子，D 错误；
故选D。
10．（2024 届·广东广州·一模）一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图所示，下列说法不正确的是
10
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A．放电时，
从
极区向
极区移动
B．充电时，电极
是阳极
C．每消耗
，有
通过质子交换膜
D．充电时的总反应：
【答案】C
【分析】由图知，M 极
转化为VO2+，V 元素化合价由+5 变为+4，化合价降低，得电子，故为正极，则
N 为负极，V2+失电子，那么充电时，M 接外电源正极，M 为阳极，另外结合质子交换膜可以知道电解液为
酸性。
【详解】A．放电时，M 为正极，电极反应式为
，正极反应消耗H+，H+从N 极
区向M 极区移动，A 正确；
B．充电时，VO2+转化为
，失电子，M 为阳极，B 正确；
C．根据A 中电极方程式，每消耗1mol
，得到1mole-，虽然消耗2molH+，但内外电路通过的电量相等，
因此只有1molH+通过质子交换膜，C 不正确；
D．充电时，M 极VO2+转化为
，总反应为
+H2O+V3+=
+2H++V2+，D 正确；
本题选C。
11．（2024 届·辽宁·一模）用锂硫电池处理含有氯化铵的废水装置如图，锂硫电池工作原理：16Li + S8
8Li2S。下列说法正确的
11
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A．a 电极与锂硫电池的正极相连
B．c、e 为阴离子交换膜，d 为阳离子交换膜
C．当锂硫电池中消耗32g 硫时，N 室增加的离子总物质的量为4 mol
D．出口一和出口二物质分别为H3PO4浓溶液、Na2SO4浓溶液
【答案】C
【分析】电池放电时，Li 电极失去电子变为Li+，发生氧化反应，则Li 为负极，硫为正极，正极发生的电极
反应为：
，由图可知，N 室氯化钠浓度变大，故b 极区钠离子向N 室移动，M 室氯离子向N
室移动，e 为阳离子交换膜，d 为阴离子交换膜，b 为阳极，电极反应式为
，故出口二
物质为浓硫酸，a 为阴极，电极反应式为：
，铵根离子从M 室向左侧迁移，c 为阳离
子交换膜，据此分析。
【详解】A．由分析可知，a 为阴极，与锂硫电池的负极相连，A 错误；
B．根据分析可知，c、e 为阳离子交换膜，d 为阴离子交换膜，B 错误；
C．根据正极电极反应式可知，32g 硫，即1molS 转移2mol 电子，有2mol 钠离子和2mol 氯离子向N 室移
动，N 室增加的离子总物质的量为4mol，C 正确；
D．出口一和出口二物质分别为磷酸铵、浓硫酸，D 错误；
故选C。
12．（2024 届·河北邯郸·一模）储氢合金LaNi5 储氢时的化学式为LaNi5H6(设各元素的价态均为0)。以
LaNi5H6(m)和NiO(OH)(n)为电极，KOH 溶液为电解质溶液的二次电池结构如图所示(已知电池工作之前隔膜两
侧电解质溶液的质量相等)。
12
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下列说法正确的是
A．充电时，n 极发生还原反应
B．充电时，电子流向：n→交换膜→m
C．放电时，m 极的电极反应式为
D．放电时，若转移1 mol
，隔膜左侧电解质溶液的质量减少39 g
【答案】C
【分析】由题干图示信息可知，图中实线代表放电过程，放电时n 极为正极，其反应为6NiOOH+6e-
=6Ni(OH)2+6OH-，m 极为负极，其反应为 LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O，由此可见储氢合金失电子，作原电
池的负极，此电池的总反应为LaNi5H6+6NiOOH=LaNi5+6Ni(OH)2，虚线代表充电过程，充电时阳极即n 极，
其反应为6Ni(OH)2+6OH--6e-=6NiO(OH)+6H2O，阴极即m 极，其反应为LaNi5+6H2O+6e-=LaNi5H6+6OH-，总反应
为LaNi5+6Ni(OH)2=LaNi5H6+6NiO(OH)，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，充电时，n 极为阳极，电极反应为：6Ni(OH)2+6OH--6e-=6NiO(OH)+6H2O，发生氧
化反应，A 错误；
B．电子不能经过电解质溶液，B 错误；
C．由分析可知，放电时，m 极为负极，其电极反应式为LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O，C 正确；
D．由分析可知，放电时左侧为负极室，右侧为正极室，原电池中电解质溶液中的阳离子移向正极，若转
移1 mole-，则有1molK+从左侧移向右侧，即左侧溶液质量减少1mol×39g/mol=39g，但同时根据电极反应
LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O 可知，左侧溶液质量又增加1molH 即增重1g，故隔膜左侧电解质溶液的质量
减少39-1=38 g，D 错误；
故答案为：C。
13．（2024 届·山东淄博·一模）基于
辅助
放电的液流电池装置如图所示。下列说法错误的是
13
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A．充电时，
向电极
迁移
B．放电时，在该环境下的氧化性：
C．放电时，电极B 上还可能发生：
D．可利用
及时清除电极B 上的“死锰”（
），提高充放电过程的可逆性
【答案】C
【分析】
由题干图示信息可知，充电时，电极A 为Cd2+转化为Cr，发生还原反应，电极反应为：Cd2++2e-=Cd，B 电
极上为Mn2+转化为Mn3+，电极反应为：Mn2+-2e-=Mn3+，B 为阳极，还可能为溴离子失去电子发生氧化反应，
发生电极反应2Br- -2e-=Br2；放电时，A 电极为Cd 转化为Cd2+，电极反应为：Cd-2e-=Cd2+，发生氧化反应，
A 为负极，B 电极为Mn3+转化为Mn2+，发生还原反应，电极反应为：Mn3++e-=Mn2+；
【详解】
A．充电时，阳离子向阴极迁移，故
向电极A 迁移，A 正确；
B．由放电时的总反应：2Mn3++Cd=Cd2++2Mn2+可知，氧化性Mn3+>Cr2+，B 正确；
C．由分析可知，充电时，电极B 上可能发生：
；放电时，电极B 正极，应该发生还原反应，
C 错误；
D．MnO2沉积在电极B 上，可能会影响充放电的进行，Br-具有一定的还原性，可将MnO2还原为Mn2+，从
而提高充放电过程的可逆性，D 正确；
故选C。
14．（2024 届·福建南平·一模）锌—空气二次电池具有性能高、寿命长、可充电等优点，其工作原理如图
14
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所示。下列说法错误的是
A．充电时a 极与直流电源的负极相连
B．放电过程中
（标准状况）参与反应时，有
由b 极区向a 极区迁移
C．充电过程中a 极的电极反应为
D．放电一段时间后，a 极区c(KOH)大于b 极区c(KOH)
【答案】D
【分析】
根据反应的自发性，活泼金属电池中金属往往做负极，故锌在负极放电，电极反应式为
，氧气在正极放电，电极反应式为
。
【详解】
A．放电时a 极为负极，则充电时a 极为阴极，阴极与直流电源的负极相连，A 正确；
B．放电时b 极为正极，正极的电极反应为
，
（标准状况）参与反应时，
外电路中有4mol 电子通过，内电路中有
由b 极区向a 极区迁移，B 正确；
C．放电过程中a 极的电极反应为
，则充电过程中a 极的电极反应为
，C 正确；
D．放电过程中，外电路中有4mol 电子通过时，a 极区消耗
，同时有
由b 极区向a 极区
迁移，a 极区c(KOH)减小；b 极区n(KOH)保持不变，但溶剂的量减小，即溶液的体积减小，b 极区c(KOH)增
大，故放电一段时间后，a 极区c(KOH)小于b 极区c(KOH)，D 错误；
故选D。
15
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15．（2024 届·江苏·一模）一种以钒基氧化物(V6O13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图所示。通
过使用孔径大小合适且分布均匀的新型离子交换膜，可提高离子传输通量的均匀性，从而保持电池的稳定
性。下列说法正确的是
A．放电过程中，Zn2+向
极一侧移动
B．放电过程中，电子由
极经电解质溶液向V6O13极移动
C．充电时，V6O13极与外接直流电源正极相连
D．充电时，阳极发生的电极反应可能为
【答案】C
【分析】
钒基氧化物(V6O13)为正极，则Zn 极为负极，电池工作时，负极Zn 失电子生成Zn2+进入溶液，透过阳离子交
换膜进入正极区；在正极，V6O13得电子产物与电解质反应生成ZnxV6O13。
【详解】A．放电过程中，Zn 极为负极，Zn 失电子生成Zn2+进入溶液，Zn2+向正极一侧移动，A 不正确；
B．放电过程中，电子由Zn 极沿导线向V6O13极移动，电子不能经过电解质溶液，B 不正确；
C．充电时，V6O13极作阳极，将ZnxV6O13转化为V6O13，与外接直流电源正极相连，C 正确；
D．充电时，阳极ZnxV6O13失电子生成V6O13和Zn2+，发生的电极反应可能为ZnxV6O13-2xe-=V6O13+Zn2+，D 不正
确；
故选C。
16．（2024 届·新疆乌鲁木齐·一模）以柏林绿Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池的放电工作原理
如图所示，下列说法正确的是
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A．放电时，Mo 箔为电池的负极
B．充电时，阳极反应为：Fe[Fe(CN)6]+2e-+2Na+=Na2Fe[Fe(CN)6]
C．充电时，Na+通过交换膜从右室移向左室
D．外电路通过0.2mol 电子时，负极区离子导体质量变化为2.2g
【答案】D
【分析】
放电时，Mg 箔上，Mg 发生氧化反应，失去电子生成[Mg2Cl2]2+，Mg 箔为负极，则Mo 箔为正极；充电时，
Mg 箔接电源负极，Mo 箔接电源正极。
【详解】A．由分析可知，放电时，Mo 箔为电池的正极，A 错误；
B．由分析可知，放电时，左侧为正极，由图可知，正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2e-+2Na+=Na2Fe[Fe(CN)6]，不是
充电时的阳极反应，B 错误；
C．充电时该装置作电解池，电解池工作时阳离子移向阴极，Na＋应从左室移向右室，C 错误；
D．负极上应是2Mg－4e－＋2Cl－=[Mg2Cl2]2+，当电路中通过0.2mol 电子时，消耗0.1molMg，质量减少
2.4g，同时左侧0.2molNa+定向移动到负极区，则质量增加4.6g-2.4g=2.2g，D 正确；
故答案选D。
17．（2024 届·广东深圳·一模）我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列
说法正确的是
A．硫电极为负极
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B．
通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移
C．硫电极上发生的反应为
D．理论上，每消耗1mol
，同时消耗2 mol
【答案】C
【分析】
该装置为原电池，铜离子得到电子，因此硫电极为正极，电极反应式为
，锂电极为
负极，电极反应式为
，据此作答。
【详解】A．锂在反应中失电子为负极，故A 错误；
B．原电池中阳离子向正极(硫电极)移动，故B 错误；
C．硫电极为正极，电极反应式为
，故C 正确；
D．依据电子守恒可知，每消耗1molS，同时消耗4molLi，故D 错误；
故选：C。
18．（2024 届·甘肃·一模）我国科学家设计出Mg-Li 双盐混合电池，电解液用Li+代替Mg2+驱动正极反应，
能够有效克服Mg2+迁移较慢的问题，工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．充电或放电时M 极电势均高于N 极
B．放电时，每生成1molFe 外电路转移2mol 电子
C．充电时，M 极发生还原反应
D．电解液中的Li+迁移速率比Mg2+快，能够提高电流效率
【答案】C
【分析】
放电时Mg 转化为Mg2+，所以N 电极为负极，M 电极为正极，FeS 得电子生成Fe 和Li2S，电极反应为
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FeS+2e−+2Li+=Fe+Li2S，以此解答。
【详解】A．放电时，N 电极为负极，M 电极为正极，M 极电势高于N 极，充电时N 电极为阴极，M 电极
为阳极，M 极电势高于N 极，故A 正确；
B．放电时，M 电极为正极，FeS 得电子生成Fe 和Li2S，电极反应为FeS+2e−+2Li+=Fe+Li2S，每生成1molFe 外
电路转移2mol 电子，故B 正确；
C．充电时，M 电极为阳极，发生氧化反应，故C 错误；
D．电解液中含离子迁移速率更快的Li+，增强了导电性，提高了电流效率，故D 正确；
故选C。
19．（2024 届·四川宜宾·二模）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的
装置。某微生物燃料电池工作原理如图1，
浓度与
元素去除率（
）的关系如图2，下列说法错
误的是
A．N 为正极，
被还原
B．M 极的电极反应式：
C．
浓度较大时，可能会造成铬还原菌失去活性
D．装置中有
发生转移时，有
被消耗
【答案】D
【分析】由氢离子的移动方向可知，电极M 为微生物燃料电池的负极，水分子作用下醋酸根离子在负极失
去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极N 为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反
应生成水，同时重铬酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成铬离子。
【详解】A．由分析可知，电极N 为正极，酸性条件下氧气和重铬酸根离子在正极得到电子被还原，故A
正确；
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B．由分析可知，电极M 为微生物燃料电池的负极，水分子作用下醋酸根离子在负极失去电子发生氧化反
应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为
，故B 正确；
C．由图2 可知，溶液中重铬酸根离子浓度为3mol/L 时，铬元素去除率为0，说明重铬酸根离子浓度过大，
使还原菌中的蛋白质发生变性而失去活性，故C 正确；
D．由分析可知，电极N 为正极，酸性条件下氧气和重铬酸根离子在正极得到电子被还原，所以无法计算
装置中有6mol 发生转移时，消耗重铬酸根离子的物质的量，故D 错误；
故选D。
20．（2024 届·山东潍坊·一模）复旦大学设计了一种可充电的铋-空气电池，有较强稳定性。该电池使用了
三氟甲磺酸铋
非碱性水系电解质溶液，简写为
，工作原
理如图所示，已知：
水解方程式为
，下列说法错误的是
A．充电时，X 为阴极
B．放电时，正极附近pH 升高
C．充电时，阳极电极反应式为
D．放电时，电路中每转移
电子，负极区电解质溶液增重
【答案】D
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【分析】由图可知，放电时，X 电极为原电池的负极，铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子，Y 电极
为正极，铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋；充电时，与直流电源负极相连
的X 电极为电解池的阴极，铋离子在阴极得到电子发生还原反应生成铋，Y 电极为阳极，三氧化二铋在阳
极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子。
【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的X 电极为电解池的阴极，故A 正确；
B．由分析可知，放电时，Y 电极为正极，铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋，
溶液中铋离子浓度减小，水解平衡向逆反应方向移动，溶液中氢离子浓度减小，溶液pH 增大，故B 正确；
C．由分析可知，充电时，Y 电极为阳极，三氧化二铋在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子，电
极反应式为
，故C 正确；
D．放电时，X 电极为原电池的负极，铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子，电极反应式为Bi—3e—
=Bi3+，则电路中转移0.3mol 电子时，负极区溶液中增加铋离子的质量为0.1mol×209g/mol=20.9g，由于阴离
子通过阴离子交换膜由正极区进入负极区，所以负极区电解质溶液增重大于20.9g，故D 错误；
故选D。
21．（2024 届·安徽·二模）锌电池是一种电压较高的二次电池，放电时
凝胶中允许离子存在、生成或
迁移，其示意图如图。已知：
。下列说法不正确的是
A．充电时，
外接电源正极
B．充电时，凝胶中的
可再生
C．放电时，正极反应为：
D．放电时，若外电路有
电子转移，则有
向正极迁移
【答案】D
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【分析】
活泼金属锌与MnO2 的反应具有自发性，故锌做负极，失电子生成
，电极反应式为
，MnO2在正极得电子，电极反应式为
。
【详解】A．根据二次电池“正接正，负接负”的规律，充电时，
外接电源正极，A 正确；
B．充电时，阴极反应为
，从而实现KOH 的再生，B 正确；
C．根据分析，放电时正极反应为
，C 正确；
D．负极区呈碱性，Zn 主要以
的形式存在，不能向正极迁移，D 错误；
故答案选D。
22．（2024 届·河北·一模）某锂离子电池其原理如图所示，下列说法不正确的是
A．隔膜为阳离子交换膜
B．放电时，A 极发生反应为
C．充放电过程中，只有一种元素化合价发生变化
D．用此电池电解(惰性电极)足量
溶液，当有1mol 离子穿过隔膜时，产生气体分子数目为
【答案】C
【分析】由图可知，放电时B 极S→T，S 失去电子，发生氧化反应，则放电时B 极为负极，A 极为正极，充
电时，B 极为阴极，A 极为阳极。
【详解】
A．放电时B 极S→T，S 失去电子，发生氧化反应，释放处的阳离子锂离子移向正极，所以隔膜为阳离子交
换膜，A 正确；
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B．放电时，A 极为正极，发生还原反应，电极反应式为：
，B 正确；
C．充放电过程中，C 元素和I 元素的化合价发生变化，O 元素化合价不发生变化，C 错误；
D．用此电池电解(惰性电极)足量
溶液，阳极发生4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极发生4Ag++4e-=4Ag，当
有1mol 离子穿过隔膜时（转移电子1mol），产生氧气0.25mol，分子数目为
，D 正确；
故选C。
23．（2024 届·广东湛江·一模）我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置。闭合
、断开
时，
制氢并储能；断开
、闭合
时，供能。已知
与
的性质相似。下列说法正确的是
A．连接
时，X 电极发生还原反应
B．连接
时，溶液pH 不变
C．连接
时，Zn 电极表面生成沉淀
D．该装置能直接将光能转化成化学能
【答案】B
【详解】
A．连接
时，X 电极发生反应
，Ni 元素化合价升高，发生氧化反应，A 项
错误；
B．连接
时，Pt 电极发生反应
，电池反应为
，溶液
中
浓度不变，pH 不变，B 项正确；
C．连接
时，Zn 电极做原电池负极，表面发生反应
，表面没有沉淀生成，
C 项错误；
D．该装置将光能先转化为电能，再转化为化学能储能，D 项错误；
答案选B。
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24．（2024 届·内蒙古包头·一模）下面是科学家最近研发的
可充电电池的工作示意图，锂离
子导体膜只允许
通过，电池反应为：
。
下列说法正确的是
A．放电时，负极反应为：
B．充电时，
电极发生
脱嵌，放电时发生
嵌入
C．放电时，当转移0.2mol 电子时，理论上左室中电解质的质量增重4.0g
D．
电解质可用水作溶剂，更有利于传递离子
【答案】B
【分析】
根据电池反应可知，放电时：Ca 为负极，反应为：Ca －2e － = Ca2+ ，正极反应为：
，据此作答。
【详解】A．根据方程式分析，放电时，Ca 为负极，则负极反应为：Ca－2e－ = Ca2+，故A 错误；
B．充电时，LiFePO4 变为Li1－xFePO4和x Li＋，则Li1－xFePO/LiFePO4电极发生Li+脱嵌，放电时发生Li+嵌入，
故B 正确；
C．放电时，当转移0.2 mol 电子时，有0.1mol 钙单质变为钙离子进入到电解质中，有0.2mol Li＋向右移动，
则理论上左室中电解质的质量增重0.1mol×40g∙mol−1−0.2mol×7g∙mol−1=2.6 g，故C 错误；
D．钙是活泼金属，与水反应，不可能是水溶液，因此LiPF6－LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要
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作用都是传递离子，故D 错误；
故答案选B。
25．（2024 届·内蒙古赤峰·一模）一种高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，适用
于航空航天领域。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，Li+由a 极移向b 极
B．碳添加剂的作用是增强电极的导电性
C．放电时，1molLi2S8转化为Li2S6得到2mol 电子
D．充电时，阳极总反应：8Li2S-16e-=S8+16Li+
【答案】C
【详解】A．原电池中阳离子由负极移向正极，即Li+由a 极移向b 极，故A 正确；
B．碳具有导电性，碳添加剂是为了增强电极的导电性，故B 正确；
C．放电时，
，3mol
得到2mol 电子，则1mol
得到
mol 电子，C 错误；
D．根据由图装置，电解过程中阳极反应：8Li2S-16e-=S8+16Li+，D 正确；
答案选C。
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