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考点一：锂电池与锂离子电池
1．锂电池
锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化
为Li＋，负极反应均为Li－e－===Li＋，负极生成的Li＋经过电解质定向移动到正极。
2．锂离子二次电池
(1)锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电压
降的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。
(2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋xLi＋＋xe－===LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过
程：LixC6－xe－===C6＋xLi＋。
(3)锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4
等。
1．锂-液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂
[Li2Sx(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li＋)为电解质，其反应原理如图所示。
下列说法错误的是( )
A．该电池比钠-液态多硫电池的比能量高
B．放电时，内电路中Li＋的移动方向为从a 到b
C．Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物
第37 讲 常考新型化学电源
01 知道常考新型化学电源的类型及考查方式。
02 会分析新型化学电源的工作原理，能正确书写新型化学电源的电极反应式。
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D．充电时，外电路中通过0.2 mol 电子，阳极区单质硫的质量增加3.2 g
2．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽年成为汽车界的“新宠”。某品牌全电动汽车使用的是钴酸锂
(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A 极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种
能传导Li ＋的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应为LixC6＋Li1 －xCoO2C6＋
LiCoO2。下列说法不正确的是( )
A．隔膜只允许Li＋通过，放电时Li＋从左边流向右边
B．放电时，正极锂的化合价未发生改变
C．充电时B 作阳极，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
D．废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li＋进入石墨中而有利于回收
考点二：微生物燃料电池
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。其基本工作原理是在负极
室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组
分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧
化剂(如氧气)在正极得到电子被还原。
1．利用某新型微生物电池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是(
)
A．X 电极是负极
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B．Y 电极上的反应式：Cm(H2O)n－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋
C．H＋由左向右移动
D．有1 mol CO2生成时，消耗1 mol MnO2
2．如图是利用微生物将废水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质而制作的化学电源，可给二次
电池充电。下列说法正确的是( )
A．M 极电极反应式：H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2＋N2＋16H＋
B．充电时二次电池的正极应与M 极相连
C．H＋通过质子交换膜由N 极向M 极移动
D．若N 极消耗了标准状况下2.24 L O2，则有0.4 mol 电子从N 极流向M 极
考点三：物质循环转化型电池
根据物质转化中，元素化合价的变化或离子的移动(阳离子移向正极区域，阴离子移向负极区域)判断电池
的正、负极，是分析该电池的关键。
1．液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，其优点是储能容量大、使用寿命长。下图为一种中性
Zn/Fe 液流电池的结构及工作原理图。下列有关说法错误的是( )
A．充电时电极A 连电源负极
B．放电时正极电极反应为Fe(CN)＋e－===Fe(CN)
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C．放电时负极区离子浓度增大，正极区离子浓度减小
D．充电时阴极电极反应：ZnBr＋2e－===Zn＋4Br－
2．利用微生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示
意图如图所示。下列说法错误的是( )
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应：H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋
C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
考点三：浓差电池
1．在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及到“离子交换膜”。
(1)常见的离子交换膜
阳离子交换膜
只允许阳离子(包括H＋)通过
阴离子交换膜
只允许阴离子通过
质子交换膜
只允许H＋通过
(2)离子交换膜的作用
①能将两极区隔离，阻止两极物质发生化学反应。
②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)离子交换膜的选择依据
离子的定向移动。
2．“浓差电池”的分析方法
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，离子均是由“高
浓度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正、负极，这是解题
的关键。
1．浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩
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海水中提取LiCl 的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是( )
A．电池工作时，Li＋通过离子导体移向Y 极区
B．电流由X 极通过外电路流向Y 极
C．正极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．Y 极每生成1 mol Cl2，X 极区得到2 mol LiCl
2．利用电解质溶液的浓度对电极电势的影响，可设计浓差电池。某热再生浓差电池工作原理如图所示，
通入NH3时电池开始工作，左侧电极质量减少，右侧电极质量增加，中间A 为阴离子交换膜，放电后可利
用废热进行充电再生。已知：Cu2＋＋4NH3Cu(NH3)，下列说法不正确的是( )
A．放电时，左侧电极发生氧化反应：Cu＋4NH3－2e－===Cu(NH3)
B．放电时，电池的总反应为Cu2＋＋4NH3===Cu(NH3) ΔH＞0
C．放电时，NO 经离子交换膜由右侧向左侧迁移
D．上述原电池的形成说明相同条件下，Cu(NH3)的氧化性比Cu2＋的弱
（2024·河北·高考真题）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。
真题·明考向
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回答下列问题。
1．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
2．对上述电池放电时
的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上
转化的三种可能反应路径及
相对能量变化如图(*表示吸附态)。
下列说法错误的是
A．
捕获
的反应为
B．路径2 是优先路径，速控步骤反应式为
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C．路径1、3 经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3 起始物相同但产物不同
D．三个路径速控步骤均涉及
转化，路径2、3 的速控步骤均伴有
再生
3．（2024·安徽·高考真题）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
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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：
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
4．（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：
5．（2023·全国·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
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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
6．（2022·全国·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
7．（2022·山东·高考真题）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
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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
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
1．（2024·全国·高考真题）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
演练·提能力
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D．放电时，
电极质量减少
，
电极生成了
2．（2023·全国·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：
3．（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
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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
4．（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
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
5．（2021·福建·高考真题）催化剂
(Ⅱ)的应用，使
电池的研究取得了新的进展。
电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。
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下列说法错误的是
A．
电池可使用有机电解液
B．充电时，
由正极向负极迁移
C．放电时，正极反应为
D．
、
、
和C 都是正极反应的中间产物
6．（2021·浙江·高考真题）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
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
7．（2021·湖南·高考真题）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
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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ZnBr2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
8．（2024·全国·高考真题）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
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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
9．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，用如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( )
A．负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋
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1 mol 电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
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
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