文档文本内容
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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.........................................................................................................................5
考点一 原电池的工作原理及应用.................................................................................................5
知识点1 原电池定义及本质......................................................................................................................5
知识点2 原电池装置模型——构成条件..................................................................................................5
知识点3 原电池的工作原理.....................................................................................................................5
知识点4 原电池的应用..............................................................................................................................7
考向1 考查原电池工作原理......................................................................................................................8
考向2 考查原电池原理的应用................................................................................................................10
思维建模 |根据电池反应设计原电池的模板
考点二 化学电源...........................................................................................................................12
知识点1 化学电源的优点和优劣判断标准............................................................................................12
知识点2 一次电池——放电后不可再充电的电池................................................................................12
知识点3 二次电池——又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池13
知识点4 燃料电池——将燃料燃烧的化学能直接转化为电能的装置................................................15
考向1 考查一次电池的工作原理及应用................................................................................................16
思维建模 化学电源中电极反应式书写的一般方法
考向2 考查可充电电池的工作原理及应用............................................................................................19
考向3 考查燃料电池的工作原理及应用................................................................................................22
思维建模 解答燃料电池题目的几个关键点
考向4 考查多液电池的工作原理及应用................................................................................................25
考向5 考查液流循环电池的工作原理及应用........................................................................................28
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................31
考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
原电池
选择题
非选择题
云南卷T13，3 分
江苏卷T8，3 分
新课标卷T12，6 分
江西卷T11，3 分
新课标卷T10，6 分
河北卷T13，3 分
海南卷T8，3 分
1
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广东卷T6，3 分
化学电源
选择题
非选择题
重庆卷T10，3 分
湖北卷T15，3 分
广东卷T14，3 分
黑吉辽蒙卷T13，3 分
浙江1 月卷T12，3 分
全国甲卷T12，6 分
广西卷T9，3 分
江苏卷T8，3 分
安徽卷T11，3 分
全国乙卷T12，6 分
新课标卷T10，6 分
考情分析：
分析近三年高考
，高考命
在本
有以下
律：
题
题
讲
试
规
1．从考
型和内容上看，高考命
以
和非
呈
，考
内容主要有以下两个方面：
查题
题
题
题
查
选择
选择
现
（1）以新型化学
源
背景，考
原
池的工作原理以及
极反
方程式的
写、离子移
方向等。
电
为
查
电
电
应
书
动
（2）与工
生
相
合，考
极
物的分析及
等。
农业
产
结
查电
产
检验
2．从命
思路上看，
重以新型
源
体考
原
池的工作原理。
题
电
为
查
电
侧
载
（1）
：常以新型
源和生
生活、科学
、物
制
等
背景，考
极的判断、离子或
子的移
选择题
电
产
实验
质
备
为
查电
电
动
方向、
子
移数目的判断和
极反
式的
写等。
电
转
电
应
书
（2）非
：与化学
、化学平衡、离子平衡、元素及其化合物等知
相
合来
合考
，常考
极反
选择题
实验
识
结
综
查
查电
式的
写、探究原
池原理的
用。
应
书
电
应
3.根据高考命
的特点和
律，复
要注意以下几个方面：
题
规
习时
（1）构成原
池的基本元件有哪些；
电
（2）
池有哪些特点；
该电
（3）
极
与
解液
有何要求。
电
电
选择
选择
复习目标：
1．理解原
池的构成、工作原理及
用，正确判断原
池的两极，能
写
极反
式和
反
方程式。
电
应
电
电
应
应
书
总
2．了解常
化学
源的种
及其工作原理；了解燃料
池的
用。
电
类
电
应
见
3．能
了解新型化学
源的工作原理。
电
够
2
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3
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考点一 原电池的工作原理及应用
知识点1 原电池定义及本质
1.概念：原电池是把化学能转化为电能的装置，
2.反应本质：自发进行的氧化还原反应。
知识点2 原电池装置模型——构成条件
（1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
（2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
（3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：
①电解质溶液或熔融电解质；
②两电极直接或间接接触；
③两电极插入电解质溶液中。
得分速记
离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。
知识点3 原电池的工作原理
1.反应原理
①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极。
5
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②离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电
子形成氢气在铜片上冒出)。
③两极电极反应式
负极(锌极)：Zn
－
2e
－ ==
=Zn
2 ＋ ( 氧化反应
) 。
正极(铜极)：2H
＋ ＋
2e
－ ==
=H
2( 还原反应
) 。
总反应：Zn
＋
2H
＋ ==
=Zn
2 ＋ ＋
H 2↑。
2.单液原电池和双液原电池对比
比较项目
单液原电池
双液原电池
相同点
正负极，电极反应，总反应式，电极现象
不
同
点
能量
变化
化学能转化为电能和热能
化学能只转化为电能
反应
区域
两极反应在相同区域
两极反应在不同区域
3.双液原电池中盐桥的组成和作用
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（KNO3）溶液，K＋移向正极，Cl－（NO3－）移向负极。
③盐桥的作用：
a.连接内电路，形成闭合回路；
b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。
c.减少能量损耗。
得分速记
以铜锌原电池为例构建原电池的认知模型
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知识点4 原电池的应用
1.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非
金属)。
2.加快化学反应速率：一个自发进行的氧化还原反应，创造多个微电池反应环境，使反应速率增大。如在
Zn 与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率增大。
得分速记
原电池加快反应速率的理解：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。
3.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。
4.设计制作化学电源
①拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应。
②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正
极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极——石墨棒、铂片作负极。
③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发
生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中
的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。
④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。
得分速记
画原电池装置图常见的四个失分点
（1）不注明电极材料名称或元素符号。
（2）不画出电解质溶液(或画出但不标注)。
（3）误把盐桥画成导线。
（4）不能连成闭合回路。
考向1 考查原电池工作原理
例1 （2025·湖南·模拟预测）某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为
)，其工作原理如图所示，酸性增强不利于菌落存活。下列说法错误的是
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A．碳棒b 的电势比碳棒a 的电势低
B．碳棒b 存在电极反应：
C．工作一段时间后，电池效率降低
D．每生成
，理论上消耗标准状况下
【答案】D
【分析】根据光合菌产生的 O2得电子结合 H+得到 H2O，碳棒a 为正极，FeS2在硫氧化菌的作用下被氧化
为S，S 在硫氧化菌的作用下被氧化为硫酸根。
【解析】A．根据分析可知b 极为负极，a 极为正极，正极的电势高于负极，A 正确；B．根据图示，碳棒
b 为负极，失电子，存在电极反应：
，B 正确；C．酸性增强不利于菌落存活，
负极失电子发生的氧化反应会减慢，故工作一段时间后，电池效率降低，C 正确；D．a 为正极，光合菌产
生的 O2得电子结合H+得到 H2O，电极反应为 O2+4e-+4H+=2H2O，每生成
，转移6mol 电子，理
论上消耗标准状况下
，D 错误；故选D。
【变式训练1·变载体】（2025·广东深圳·一模）Mg-AgCl 电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池放电
时，下列说法不正确的是
A．Cl-由负极向正极迁移
B．海水作电解质溶液
C．Mg 作负极发生氧化反应
D．正极反应为AgCl+e-＝Cl-+Ag
【答案】A
【解析】A．电池放电时，为原电池原理，阴离子由正极向负极迁移，A 项错误；B．Mg-AgCl 电池是一
种用海水激活的贮备电池，海水作为电解质溶液，B 项正确；C．原电池负极发生氧化反应，Mg 失电子，
作原电池的负极，C 项正确；D．原电池正极发生还原反应，AgCl 得电子，生成Ag 和Cl-，电极反应式
为：AgCl+e-＝Cl-+Ag，D 项正确；答案选A。
【变式训练2·变考法】（2025·浙江温州·三模）铝-空气电池、Mg-AgCl 电池，均以海水为电解质溶液。下
列叙述中正确的是
A．单位质量的负极输出电量：铝-空气电池
电池
B．两种电池均是二次电池
C．铝-空气电池负极反应式：
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D．两电池放电时，均是
在正极被还原
【答案】A
【解析】A．1mol 铝27g，输出3mol 电子，1mol 镁24g，输出2mol 电子，质量相同的镁和铝输出的电量
铝大于镁，A 正确；B．两种电池均不可充电再使用，是一次电池，B 错误；C．氢氧化铝为弱电解质，
铝-空气电池负极反应式：
，C 错误；D．铝-空气电池放电时，正极空气中的
氧气被还原，Mg-AgCl 电池放电时，氯化银在正极被还原，D 错误；故选A。
【变式训练3·
】【环境保护与学科知识结合】（2025·河北保定·三模）用如图所示的新型电池
可以处理含
的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为
，还含有
等杂质)。下列说法
错误的是
A．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜
B．电池工作一段时间后，右室溶液的
增大
C．a 极电极反应式：
D．若将含有
的废水完全处理，可除去
的质量为292.5g
【答案】D
【分析】如图所示的新型电池可以处理含
的碱性废水，在a 极，
失去电子，被氧化为
和
，
为负极，电极反应式为
，则b 极为正极，
得电子被还原为
，电极反应式为
，海水中的阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，阳离子通过交换膜Ⅱ向右
移动，据此回答。
【解析】A．a 电极失去电子，附近负电荷减少，为了淡化海水，阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，A 正确；
B．由分析可知，b 为正极，电极反应式为
，则消耗氢离子，
增大，B 正确；C．由分
析可知，a 极电极反应式：
，C 正确；D．
的物质的量为
，根据选项A 分析可知，消耗
时转移
电子，根据电荷守恒可知，可同时处理
，其质量为
，但是海水中还含有
等杂质离子，故除去
的质量小于
，D 错误；故选
D。
思维建模 判断原电池正负极的6 种方法
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考向2 考查原电池原理的应用
例2 （2025·广东惠州·一模）将镀层有破损的镀锡铁片放入酸化的3%NaCl 溶液中。下列说法正确的是
A．Fe 作原电池正极
B．溶液中的Cl⁻向锡极移动
C．铁片腐蚀速率比未镀锡时更快
D．铁表面发生的电极反应：2H++2e-=H2↑
【答案】C
【分析】将镀层有破损的镀锡铁片放入酸化的3%NaCl 溶液中，则能够形成原电池反应，Fe 比Sn 活泼，
则Fe 作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Sn 作正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，Fe 作原电池负极，A 错误；B．由分析可知，Sn 为正极，原电池中电解质溶液
中阴离子移向负极，即溶液中的Cl⁻向铁极移动，B 错误；C．原电池一般能够加快反应速率，铁片上镀有
锡时构成原电池，且Fe 作负极，而未镀锡时Fe 只能发生化学腐蚀，故铁片腐蚀速率比未镀锡时更快，C
正确；D．由分析可知，Fe 作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，D 错误；故答案为：C。
【变式训练1·变载体】（2025·上海黄浦·二模）把铁条放入盛有过量稀硫酸的试管中，下列改变不能加快
氢气产生速率的是
A．改铁条为镁条
B．滴加少量CuSO4溶液
C．改稀硫酸为98%的硫酸
D．升高溶液的温度
【答案】C
【解析】A．镁比铁更活泼，与稀硫酸反应速率更快，能加快氢气产生速率，A 正确；B．滴加少量
CuSO4，Fe 与CuSO4反应生成Cu，Fe、Cu 和稀硫酸构成原电池，加快反应速率，B 正确；C．常温下，铁
在浓硫酸中发生钝化，无法产生氢气，C 错误；D．升高溶液温度，反应速率加快，D 正确；故答案选C。
【变式训练2·变考法】（2025·浙江·一模）由A、B、C、D 四种金属按表中装置进行实验，下列叙述中正
确的是
实验装置与现象
装置
甲
乙
丙
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现象
A 不断溶解
C 的质量增加
A 上有气体产生
A．装置甲中的B 金属是原电池的负极
B．装置乙中的C 金属是原电池的阳极
C．装置丙中的D 金属是原电池的正极
D．四种金属的活泼性顺序是D>A>B>C
【答案】D
【分析】甲、乙、丙为原电池装置，甲中
不断溶解，说明
被氧化，为原电池负极，
为正极，乙中C
的质量增加，说明C 极上析出金属，为原电池正极，则
为负极，丙中
上有气体产生，应为氢气，说明
为正极，则D 为负极，原电池反应中负极较活泼，则金属的活泼性顺序为
。
【解析】A．甲中
不断溶解，说明
被氧化，为原电池负极，
为正极，故A 错误；B．乙中C 的质量
增加，说明C 极上析出金属，为原电池正极，故B 错误；C．丙中
上有气体产生，应为氢气，说明
为
正极，则D 为负极，故C 错误；D．由以上分析可知金属的活泼性顺序为
，故D 正确。故选
D。
【变式训练3·
】【日常生活与学科知识结合】（2025·江苏南京·二模）暖贴是一种便捷的自发
热保暖产品，具有发热快、持续时间久等优点。它主要由铁粉、活性炭、食盐、水等成分组成，如图所
示。下列有关说法不正确的是
A．暖贴生效时，将化学能转化为热能
B．水与食盐、活性炭共同作用可加快铁粉的腐蚀速率
C．正极反应式为
D．透气膜的透氧速率可控制暖贴的发热时间和温度
【答案】C
【分析】自热贴发热料中的铁粉、活性炭、食盐及水之间能形成数目庞大的微型原电池，铁作负极，氧气
做正极，据此分析；
【解析】A．暖贴生效时，将化学能转化为热能，A 正确；B．铁粉、水与食盐、活性炭共同作用形成原电
池，可加快的腐蚀速率，B 正确；C．该装置为原电池装置，铁作负极，氧气做正极，正极反应式为
，C 错误；D．透气膜的透氧速率可控制氧气浓度，故可控制暖贴的发热时间和温度，D
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正确；故选C。
思维建模 |根据电池反应设计原电池的模板
拆分反应
将氧化
原反
分成两个半反
应
应
还
(
极反
电
应)
选择电极材料
将
原
还
剂(一般
比
活
金属
为
较
泼
)作
极，活
性比
极弱的金属或非金属
负
泼
负
体作正极
导
构成闭合回路
如果两个半反
分
在两个容器中
行
应
别
进
(中
接
间连
盐桥)，
两个容器中的
则
解
溶液
含有与
极材料相同的金属阳离子
电
质
应
电
画出装置图
合要求及反
特点，画出原
池装置
，
出
极材料名称、正
极、
结
应
电
图标
电
负
电
解
溶液等
质
考点二 化学电源
知识点1 化学电源的优点和优劣判断标准
1.相对其他能源，电池的优点是能量转换效率较高，供能稳定可靠，形状、大小可根据需要设计，使用方
便等。
2.判断电池优劣的标准是电池单位质量或单位体积所能输出的比能量或比功率及可储存时间的长短。
知识点2 一次电池——放电后不可再充电的电池
1．普通锌锰干电池
正极材料：MnO2
正极：2MnO2＋
2NH
＋
2e
－ ==
=2NH
3＋
Mn
2O3＋
H 2O。
负极材料：Zn
负极：Zn
－
2e
－ ==
=Zn
2 ＋ ；
总反应：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O；
2.碱性锌锰干电池
正极材料：MnO2
正极反应：2MnO2＋
2H
2O ＋
2e
－ ==
=2MnOOH
＋
2OH
－ ；
负极材料：Zn
负极反应：Zn
＋
2OH
－ －
2e
－ ==
=Zn(OH)
2；
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总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
3.银锌电池
正极材料：Ag2O
正极反应：Ag2O ＋
H 2O ＋
2e
－ ==
=2Ag
＋
2OH
－ ；
负极材料：Zn
负极反应：Zn
＋
2OH
－ －
2e
－ ==
=Zn(OH)
2；
总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
4.锂电池
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。
负极材料：锂
电极反应：8Li
－
8e
－ ===8Li
＋ 。
正极材料：SOCl2
正极反应：
3SOCl
2＋
8e
－ ===2S
＋
SO
＋
6Cl
－ 。
总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。
知识点3 二次电池——又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池
1.特点及工作原理
（1）特点：放电后能充电复原继续使用，两个电极均参与电极反应，“放电”为原电池原理，“充电”
为电解池原理。
（2）铅蓄电池工作原理：
铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。
铅酸蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4
2PbSO4＋2H2O。
①放电时的反应
a．负极反应：Pb＋SO－2e－===PbSO4；
b．正极反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋
2H
2O；
c．总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
②充电时的反应
a．阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb
＋
SO
；
b．阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；
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c．总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。
（3）纳米硅基锂电池
一种新型二次电池，电池装置如图所示，电池反应式为xFeS2＋4LixSi
xFe＋2xLi2S＋4Si。
（1）电池放电时，Li＋由b 极移向a 极，电子不能(填“能”或“不能”)通过聚合物隔膜。
（2）电池充电时，a 极反应式为xFe＋2xLi2S－4xe－===4 x Li
＋ ＋
x FeS
2。
2.图解二次电池的充放电
3.二次电池的充放电规律
（1）充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电
子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。
（2）工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电
极周围的溶液，充电与放电时pH 的变化趋势也恰好相反。
得分速记
1.可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。
2.充电时电极的连接：正接正作阳极，负接负作阴极。
知识点4 燃料电池——将燃料燃烧的化学能直接转化为电能的装置
1.氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
种类
酸性
碱性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式
2H2＋O2===2H2O
备注
燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用
2.甲烷燃料电池
①酸性介质(如H2SO4)或传导质子（H＋）固体介质
总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
负极反应式：CH4－
8e
－ ＋
2H
2O ==
=CO
2＋
8H
＋ 。
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正极反应式：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O。
②碱性介质(如KOH)
总反应式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。
负极反应式：CH4－
8e
－ ＋
10OH
－ ==
=CO
＋
7H
2O。
正极反应式：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。
③熔融盐介质(如K2CO3)
总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
负极反应式：CH4－
8e
－ ＋
4 CO
3
2 - ==
= 5 CO
2＋
2 H 2O。
正极反应式：2O2＋8e－＋4CO2===4CO3
2-。
④用能传导氧离子(熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O2-)的固体作介质
总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
负极反应式：CH4－
8e
－ ＋
4 O
2
- ==
=CO
2＋
2 H 2O。
正极反应式：2O2＋8e－===4O2-。
3.解答燃料电池题目的思维模型
4.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气。
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。
5.化学电源中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；
（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。
得分速记
1.燃料电池电极反应式书写
H
①
＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性
环境结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守
恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。
2.燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。
考向1 考查一次电池的工作原理及应用
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例1 （2025·北京平谷·一模）碱性锌锰电池的总反应为
，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，正极发生反应为
B．电池工作时，
向正极移动
C．隔膜可以防止电池短路
D．反应中每生成
，转移电子数为
【答案】C
【分析】电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。根据总反应
，可知负极锌失电子生成氢氧化锌，正极二氧化锰得电子生成
MnO(OH)。
【解析】A． 电池工作时，正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-，故A 错误；B．电池工作时，
阳离子移向正极，
向负极移动，故B 错误；C．隔膜位于电池的正极和负极之间，其主要功能是将正
负极分开，防止电流直接通过正负极进行循环，故C 正确；D．正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)
+OH-，每生成
，转移电子数为
，故D 错误；选C。
【变式训练1·变载体】（2025 高三上·全国·月考）锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池，其构造示意图
如下。下列说法不正确的是
A．
作电池的负极
B．电池工作时，
向正极移动
C．正极的电极反应：
D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性
【答案】B
【分析】锌银纽扣电池中，锌作负极，发生氧化反应：
，
作正极，发生
还原反应：
，总反应为：
；
【解析】A．由分析可知，锌作电池的负极，
作电池正极，A 正确；B．原电池工作时，阴离子向负
极移动，阳离子向正极移动，则
向负极移动，B 错误；C．由分析可知，正极的电极反应为：
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，C 正确；D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性，以保证电池正
常工作，D 正确；故选B。
【变式训练2·变考法】（24-25 高三上·北京海淀·期末）碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电
时发生反应：
。下列说法正确的是
A．Zn 发生还原反应
B．正极发生反应
C．电池工作时
向正极方向移动
D．理论上，每转移0.1mol 电子，有8.8gMnOOH 生成
【答案】D
【分析】碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH，负极为锌失电子，发生氧化反应，正
极为二氧化锰，发生还原反应，电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，据此分析。
【解析】A．负极是金属锌，失电子，发生氧化反应，故A 错误；B．正极上得电子，发生还原反应，所
以正极的电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，故B 错误；C．电池工作时，阴离子向负极移动，
则OH-通过向负极移动，故C 错误；D．反应中锰元素的化合价由+4 价降低到+3 价，则每转移0.1mol 电
子，有0.1mol×88g/mol=8.8gMnOOH 生成，故D 正确；故选：D。
【变式训练3·
】【日常生活与学科知识结合】（2025·陕西·一模）普通锌锰干电池的简图如图
所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化
锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成
糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn+2NH +2MnO2=Zn[(NH3)4]2++Mn2O3+H2O。下列关于锌锰
干电池的说法中正确的是
A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原
B．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极
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C．电池负极反应式为2MnO2+2NH +2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
D．外电路中每通过0.1mol 电子，锌的质量理论上减小6.5g
【答案】B
【解析】A．一次电池不能重复使用，二次电池能重复使用，干电池是一次电池，所以当该电池电压逐渐
下降后，不能利用电解原理能重新充电复原，故A 错误；B．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向
正极，故B 正确；C．根据原电池工作原理，负极应是失电子的，Zn＋2
－2e－=[Zn(NH3)2]2＋＋2H＋，
故C 错误；D．根据选项C 的电极反应式，每通过0.1mol 电子消耗锌的质量是65×
g=3.25g，故D 错
误。答案选B。
思维建模 化学电源中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。
（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。
考向2 考查可充电电池的工作原理及应用
例2 （2025·江苏南通·模拟预测）铅蓄电池放电时正极反应为
，
电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，电池将电能转化为化学能
C．充电时，正极应与外接电源负极相连
D．充电时，每生成
，电路中转移1mol 电子
【答案】D
【分析】铅蓄电池放电时，铅为负极，发生氧化反应：
，二氧化铅为正极，发生
还原反应：
；
【解析】A．放电时，负极反应为
，A 错误；B．放电时，电池将化学能转化为电
能，B 错误；C．充电时，正极区域为阳极，应与外接电源正极相连，C 错误；D．充电时总反应为
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，铅元素化合价由+2 价变为0 价、+4 价，则每生成
，电
路中转移1mol 电子，D 正确；故选D。
【变式训练1·变载体】（2025·江西萍乡·二模）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（PDA）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
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，多孔碳纳米管电极反应为
B．充电时，
通过阳离子交换膜从左室传递到右室
C．
会捕获
，让原本正极的气-液-固三相反应变为液-固两相反应，利于加快反应速率
D．放电时，每转移
电子，理论上可转化
【答案】B
【分析】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，电极方程式为：
、Mg 电极为负极，电极方程式为：
，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极，电极方程式为：
，Mg 电
极为阴极，电极方程式为：
。
【解析】A．根据分析，放电时，多孔碳纳米管电极反应为
，A 正确；B．根据
分析，充电时左室为阴极，Mg2+应从右室通过阳离子交换膜到左室，B 错误；C．根据题意可知，电解液
中加入1，3-丙二胺（PDA）可以捕获CO2，使气相CO2进入液相的PDA 中，让原本正极的气-液-固三相
反应变为液-固两相反应，利于加快反应速率，C 正确；D．根据放电时的电极反应式
可知，每转移2mol 电子，有2molCO2参与反应，因此每转移1mol 电子，理论上
可转化1molCO2，D 正确；故选B。
【变式训练2·变考法】（2025·河北邢台·二模）
/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子(
)和
空穴(
)，其制氧效果优越，原理如图所示。下列叙述正确的是
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A．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a
B．放电时，每消耗0.1 mol
，负极区电解质溶液的质量增加13 g
C．充电时，电势高低：a<b
D．充电时，电池总反应：
【答案】D
【分析】放电时，该装置为原电池，Zn 为负极，发生氧化反应
；
为
正极，发生还原反应
；充电时，该装置为电解池，
在阴极(b 极)得电子
生成Zn，H2O 在阳极(a 极)失电子生成
。
【解析】A．电子只在导线中移动，不进入电解质溶液，电子流向：b→导线→a，故A 错误；B．放电
时，负极区电解质溶液增加的质量为失电子的锌和离子交换膜电离出来的
的质量和，根据电极反应式
可知每消耗0.1 mol
，转移0.4 mol 电子，有0.2 mol Zn 失电子进入溶液，0.2 mol
由双极膜进入负
极区，则质量增加(0.2×65+0.4×17)g=19.8 g，B 错误；C．阳极电势高于阴极电势，由思路分析可知，充电
时a 电极电势高于b 电极电势，C 错误；D．充电时，阳极反应为
，阴极反应为
，总反应为
，D 正确；选D。
【变式训练3·
】【日常生活与学科知识结合】（2025·重庆·一模）纤维电池是可以为可穿戴设
备提供电能的便携二次电池。一种纤维钠离子电池放电的总反应为
，其结构简图如图所示，下列说法正确的是
A．放电时N 极为负极
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B．放电时正极的电极反应式为：
C．充电时，若转移xmol
，M 极电极将增重23g
D．充电时
从M 极迁移到N 极
【答案】B
【分析】据电池放电总反应：
， Mn 元素化合
价升高，发生氧化反应， M 极为负极，N 极为正极。
M 极电极反应式为：
N 极电极反应式为：
充电时：M 极为阴极，N 极为阳极。
【解析】A． 电池放电的总反应为
， Mn 元素
化合价升高，发生氧化反应， M 极为负极，N 极为正极，A 项错误；B．放电时，正极的电极反应式为：
，B 项正确；C．充电时，M 极电极电极反应式为：
，若转移x mol
，M 极电极将增重23x g，C 项错误；D．充电
时，阳离子向阴极移动，所以
从N 极迁移到M 极，D 项错误；答案选B。
思维建模 充电电池放电遵循原电池原理，充电时遵循电解原理，其工作原理特点如下：
考向3 考查燃料电池的工作原理及应用
例3 （2025·江苏·模拟预测）燃料电池是一种能量转化效率高、对环境友好的新型电池。一种肼(N2H4)燃
料电池的工作原理如下图所示，下列有关叙述正确的是
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A．电池工作时，溶液中的
由乙槽通过离子交换膜向甲槽迁移
B．当外电路中流过0.04mol 电子时，消耗N2H4的质量为0.32g
C．b 极的电极反应式为
，反应一段时间后溶液的pH 增大
D．若将N2H4改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，电路中通过的电子数减少
【答案】B
【分析】燃料电池中，燃料发生氧化反应，所以a 电极是负极，通入氧气的b 电极是正极。
【解析】A．O2在正极发生还原反应：O2+2H2O+4e- =4OH-，正极生成OH-离子，为保持溶液呈电中性，
Na+由甲槽向乙槽迁移，A 项错误；B．负极发生氧化反应，反应式为4OH-+N2H4-4e-=N2↑+4H2O，当外电路
中流过0.04mol 电子时，消耗0.01mol N2H4，其质量为0.32g，B 项正确；C．碱性条件下，电极方程式中
不能出现H+，b 极的电极反应式为O2+2H2O+4e- =4OH-，C 项错误；D．消耗1mol N2H4时转移4mol 电子，
改为甲烷时，电极反应式为
，消耗1mol CH4时转移8mol 电子，D 项错误；
答案选B。
【变式训练1·变载体】（24-25 高三上·江西萍乡·期中）犹他大学化学家发明了
生物燃料电池，以
质子交换膜为隔膜，室温条件下合成了氨(工作原理如图所示)。已知工业合成氨的热化学方程式为
。下列有关该电池的说法正确的是
A．“Anode”意为正极、“Cathode”意为负极
B．已知原装置中不含有
，则理论上燃料电池中最终不会生成
C．“Anode”电极上发生反应为
D．若该电池的能量转化效率为
，则每生成
，理论上可放出
电能
【答案】B
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【分析】原电池中电子由负极流向正极，则“Anode”为负极、“Cathode”为正极。
【解析】A．“Anode”极失去电子为负极、“Cathode”极得到电子为正极，A 错误；B．每转移
质子
的同时，消耗
并生成
，移动至正极的
不足以与
反应生成
，B 正确；
C．“Anode”极失去电子为负极，“Cathode”极得到电子为正极，“Cathode”极上发生反应为
，C 错误；D．若该电池的能量转化效率为
，则每生成
，理论上可产生
电能，D 错误；故选B。
【变式训练2·变考法】（2025·辽宁·模拟预测）在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到
一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是
，
可以在其中自由移动。
当报警器被触发时，下列说法正确的是
A．多孔电极a 的电势比多孔电极b 高
B．O2-在电解质中向多孔电极a 移动，电流方向为由多孔电极a 经导线流向多孔电极b
C．多孔电极a 的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a 上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol
【答案】C
【分析】已知图示为CH4燃料电池，通入甲烷即多孔电极a 为负极，电极反应为：CH4+4O2--8e-
=CO2+2H2O，通入空气即O2的一极多孔电极b 为正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，多孔电极a 为负极，多孔电极b 为正极，故多孔电极a 的电势比多孔电极b 低，
A 错误；B．由分析可知，多孔电极a 为负极，多孔电极b 为正极，则O2-在电解质中向多孔电极a 移动，
电流方向为由多孔电极b 经导线流向多孔电极a，B 错误；C．由分析可知，多孔电极a 为负极，发生氧化
反应，该电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，C 正确；D．由分析可知，负极电极反应为CH4+4O2--8e-
=CO2+2H2O，则标准状况下56mLCH4在多孔电极a 上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量
为
=0.02mol，D 错误；故答案为：C。
【变式训练3·
】【环境保护与学科知识结合】（2025·山东·模拟预测）为既能实现有效消除氮
氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，合作小组利用反应
设
计如图所示电池（离子交换膜为阴离子交换膜）。下列说法正确的是
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A．电流不可以通过离子交换膜
B．电子由电极
经负载流向电极
C．相同状况下，左右两侧电极室中产生的气体体积比为
D．负极反应式为
【答案】D
【分析】由
可知，
中N 元素化合价升高，
中N 元素化合价降低，所
以
在电极A 发生氧化反应，电极A 为负极，电极反应式为
；
在电
极B 发生还原反应，电极B 为正极，电极反应式为
，据此回答。
【解析】A．离子交换膜允许阴离子通过，阴离子定向移动可形成电流，所以电流可以通过离子交换膜，
A 错误；B．在反应
中，
中N 元素化合价升高，
中N 元素化合价降
低，所以
在电极A 发生氧化反应，电极A 为负极；
在电极B 发生还原反应，电极B 为正极。电
子由负极（电极A ）经负载流向正极（电极B ），B 错误；C．根据电池总反应
，相同状况下，左右两侧电极室中产生的
体积比等于物质的量之比为
4:3，C 错误；D．负极上
发生氧化反应，电解质溶液为KOH 溶液，根据电荷守恒和原子守恒，负极
反应式为
，D 正确；故选D。
思维建模 解答燃料电池题目的几个关键点
（1）注意介质成分，是电解质溶液还是熔融盐、氧化物或是有机溶剂。
（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，同时考虑该离子是否参与靠近一极的电极反
应。
考向4 考查多液电池的工作原理及应用
例4 （2025·甘肃·模拟预测）如图是一种新型的光化学电源，当光照射
型半导体时，通入
和
即产
生稳定的电流并获得
(
和
是两种有机物)。下列说法不正确的是
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A．
型半导体可通过向硅晶体中掺入少量五价元素(如P)实现
B．装置工作时，
通过全氟磺酸膜从甲池进入乙池
C．甲池中石墨电极上发生的电极反应为
D．总反应为
【答案】B
【分析】由电子流向可知石墨电极为正极，负极碘离子失电子被氧化，电极反应为3I--2e-=I ，生成的I
可与硫化氢反应，正极AQ 得电子被还原生成H2AQ，H2AQ 与氧气反应生成AQ 和过氧化氢，电解质溶液
浓度基本不变，总反应为H2S+O2
H2O2+S
，据此解答。
【解析】A．由分析可知，
型半导体电极是电子流出的负极，硅晶体中掺入少量五价元素(如P)后，P 与
Si 形成四条键，还有多余的价电子，从而光照下容易释放，A 正确；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，H+通过全氟磺酸膜从乙池进入甲池，B 错误；C．正极AQ 得电子
被还原生成H2AQ，电极反应为
，C 正确；D．由分析可知，通入硫化氢和氧气，
分别生成硫、过氧化氢，则总反应为
，D 正确；故选B。
【变式训练1·变载体】（2025·河北·模拟预测）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．充电时，FQ 所在电极与电源正极相连
B．充电时，阴极区溶液的pH 减小
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C．放电时，中性电解质
溶液的浓度增大
D．放电时，电池的正极反应式为
【答案】B
【分析】放电时右侧FQ 得电子，发生还原反应，为正极，电极方程式为
；左侧Zn
失电子，发生氧化反应，为负极，电极方程式为
，阳离子向正极移动，阴离子
向负极移动。
【解析】A．由图可知，充电时左侧为阴极，右侧为阳极，FQ 所在电极应与电源正极相连，A 项正确；
B．阴极区发生反应
，溶液的pH 增大，B 项错误；C．放电时，钠离子向右移
动，
向左移动，中性电解质
溶液的浓度增大，C 项正确；D．放电时，电池的正极反应式为
，D 项正确；故选B。
【变式训练2·变考法】（2025·四川宜宾·二模）我国科学家发明了一种
可充电电池，其工作原
理如下图：
下列说法错误的是
A．充电时
向Zn 电极移动
B．充电时，阴极附近溶液的pH 增大
C．放电时，当电路中转移0.2mol 电子时，正极区溶液质量增加5.5g
D．放电时，电池总反应为
【答案】C
【分析】Zn-MnO2电池应该是一种碱性电池，因为通常这类电池使用KOH 作为电解质。在放电过程中，
锌作为负极被氧化，而二氧化锰作为正极被还原。充电过程则是相反的，即电解反应，阳极发生氧化反
应，阴极发生还原反应。
【解析】A．充电时，阳离子（如K⁺）应该向阴极迁移，原来的负极Zn 在充电时会成为阴极，这时候阳
离子K+应该向阴极移动，故A 正确；B．充电时的阴极发生的反应应该是Zn(OH)
+ 2e⁻ = Zn + 4OH⁻，这
样，阴极处会产生OH⁻，使得溶液的pH 升高，故B 正确；C．根据上面的分析，正极的放电反应是MnO₂
+4H+ +2e⁻ =Mn2+ +2H2O。每摩尔MnO2得到2mol 电子，当转移0.2mol 电子时，对应的MnO2的物质的量
为0.1mol，正极区溶液质量增加8.7g，故C 错误；D．由分析，放电时，电池总反应为
，故D 正确；故选C。
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【变式训练3·
】【科研成果与学科知识结合】（2025·河南·一模）我国福州大学和清华大学学
者研制组装的
乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱
硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。下列说法错误的是
A．放电时，正极的电极反应式：
B．充电时，
通过离子交换膜由左侧移向右侧
C．充放电过程中，储液罐甲的液流体系中可分离出
D．充电时，阴极的电极反应式：
【答案】B
【分析】由图可知，放电时，Zn 失去电子生成
，则Zn 板为负极，电极方程式为：
，正极为硝酸根离子被还原为氨气， 正极的电极反应式：
，此时通过离子交换膜
由左侧移向右侧；充电时，阴极的电极反应式：
，阳极的乙醇被氧化为乙酸，电极方程式为：
，此时
通过离子交换膜由右侧移向左侧，且生成的氨气和醋酸
反应生成
，据此解题。
【解析】A．由分析可知，放电时，正极的电极反应式：
，A 正确；B．由分
析可知，充电时
通过离子交换膜由右侧移向左侧，B 错误；C．充放电过程中，分别产生氨气和醋
酸，二者反应生成
，故储液罐甲的液流体系中可分离出
，C 正确；D．由分析
可知，充电时，
被还原为Zn，则阴极的电极反应式：
，D 正确；
故选B。
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思维建模 多液电池是指基于多种电解质溶液进行离子定向移动形成内部电流的原电池，其装置较为复
杂，反应相对较难，此类电源需认真观察图示，分析原理，列清每一个电极、每一种溶液发生的变化。
考向5 考查液流循环电池的工作原理及应用
例5 （2025·陕西·三模）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的工作示意图：
左右两侧为电解质储罐，中间为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池之间循环。电池中的左右两侧为电
极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过。放电前被膜隔开的电解质为
和
，放电后分别变为
和
。则下列说法正确的是
A．右储罐中的电解质为
B．充电过程中
通过膜从右向左流动
C．电池充电时，阳极的电极反应为
D．电池放电时，右侧储罐中如果液体流速下降，可能会有其他多硫离子如
生成
【答案】D
【分析】由电子流向，放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2（右罐）和NaBr3（左罐），则Na2S2在负极失
电子，NaBr3在正极得电子。放电时为原电池反应：负极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4，正极反应为
NaBr3+2Na++2e-=3NaBr；充电时，阴极为负极的逆反应，阳极为正极的逆反应。
【解析】A．由分析可知，右储罐中的电解质为为
，A 错误；B．充电时右侧为阴极，左侧为
阳极，充电过程中
通过膜从左向右流动，B 错误；C．电池充电时，阳极的电极反应与正极的反应相
反，电极反应为：
，C 错误；D．右侧储罐中如果液体流速下降，失电子速率减
慢，可能会有其他多硫离子如
生成，D 正确；故选D。
【变式训练1·变载体】（2025·四川·模拟预测）我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电
池，其工作示意图如下。
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下列说法错误的是
A．放电时，
从负极向正极迁移
B．放电时，
的生成说明
具有两性
C．充电时，电池总反应为
D．充电时，若生成
，则有
穿过离子交换膜
【答案】D
【分析】由电池装置图可知，放电时Zn 为负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=
，多孔碳为正极，电
极反应为
+2e-=2
；充电时Zn 为阴极，电极反应为
+2e-=Zn+4OH-，多孔碳为阳极，电极
反应为2
-2e-=
。
【解析】A．放电为原电池，原电池中K+向正极移动，A 正确；B．碱性环境中有
生成说明
Zn(OH)2能与碱反应，既能与酸反应又能与碱反应说明Zn(OH)2有两性，B 正确；C．充电为电解池，根据
分析，总反应为阴阳两极的加和，
+2
= Zn+4OH-+
，C 正确；D．由电极反应2
-2e-=
，生成1mol
转移电子物质的量为2mol，应有2molK+穿过离子交换膜，D 错误；故选D。
【变式训练2·变考法】（2025 高三·全国·月考）北京化工大学开发的一种流动电池的原理如图所示，其主
要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓
度的稳定。下列有关说法不正确的是
A．调节电解质溶液的方法是补充
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B．a 极为负极，b 极为正极
C．电池总反应为
D．该电池工作时，
电极附近溶液的
增大
【答案】A
【分析】通常情况下，金属作负极，故a(Cu)极作负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，b(PbO2)极作正极，电
板反应式为PbO2+4H++SO
+2e-=PbSO4+2H2O，由正负极电极方程式可知，电池总反应为
。
【解析】A．由分析可知，电池总反应为
，反应消耗
，
故调节电解质溶液的方法是补充
，故A 错误；B．由分析可知，a 极为负极，b 极为正极，故B 正
确；C．由分析可知，电池总反应为
，故C 正确；D．b(PbO2)
极作正极，电板反应式为PbO2+4H++SO
+2e-=PbSO4+2H2O，消耗H+，所以PbO2极附近溶液的pH 增大，
故D 正确；故选A。
【变式训练3·
】【科研成果与学科知识结合】（24-25 高三上·北京·期末）中国科学院上海硅酸
盐研究所的研究团队研制出目前循环寿命最长的金属硫化物电池，首次采用具有良好导电性的半导体Ag2S
做电极，其工作原理示意图如图：
下列叙述不正确的是
A．充电时，A 极连接电源的负极
B．充电时，
向A 极区迁移
C．放电时，电池的正极反应式为：Ag2S+2Cu2++4e-=Cu2S+2Ag
D．电解液中的Cu2+也会参与电化学反应，为电池提供额外容量
【答案】B
【分析】充电时，A 极上Zn2+得电子转化为Zn，故A 极为阴极，B 极为阳极，充电时阴离子向阳极移动；
放电时为原电池，A 为负极，B 为正极。
【解析】A．充电时，A 极上Zn2+得电子转化为Zn，故A 极为阴极，连接电源的负极，选项A 正确；B．
充电时，阴离子
向阳极B 极区迁移，选项B 不正确；C．放电时，电池的正极上Ag2S 及溶液中的
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Cu2+得电子产生Cu2S、2Ag，电极反应式为：Ag2S+2Cu2++4e-=Cu2S+2Ag，选项C 正确；D．根据电极反应
Ag2S+2Cu2++4e-=Cu2S+2Ag 可知，电解液中的Cu2+也会参与电化学反应，为电池提供额外容量，选项D 正
确；答案选B。
思维建模 液流电池不同于固体材料电极或气体电极的电池，其活性物质是流动的电解质溶液，它利用
正负极分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域广，循环使用寿命长的特点。
1．（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb 二次电池的放电过程示意图如图所示。
下列叙述正确的是
A．放电时，M 极为正极
B．放电时，N 极上反应为
C．充电时，消耗4 mol Ag 的同时将消耗
D．充电时，M 极上反应为
【答案】D
【分析】由图可知，放电时，N 电极上
发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：
，M 电极为负极，电极反应为
，充电时，N 为
阳极，M 为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。
【解析】A．由分析可知，放电时，M 电极为负极，A 错误；B．由分析可知，放电时，N 电极反应为：
，B 错误；C．由分析可知，建立电子转移关系式：
，由此可
知，消耗4molAg，同时消耗
，C 错误；D．充电时，M 极为阴极，电极反应与原电池相
反：
，D 正确；故选D。
2．（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。
和
在电极上发生相互
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转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动
实现制
冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是
A．阴极反应为
B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断
比
稳定
C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换
D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后
和
离子结构的改变
【答案】B
【分析】由图可知，左侧电极发生反应
，则左侧为阳极，右侧电极反应
为
，则右侧电极为阴极，据此解答。
【解析】A．由分析可知，阴极反应为
，A 正确；B．已知②处的电解液
温度比①处的低，则可推断
是吸热反应，无法推断
和
的稳定性，B 错误；C．多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C 正确；
D．题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本
身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：
和
因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D 正确；故选B。
3．（2025·广东卷）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如
图a 和图c，其中
获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上
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A．负极反应的催化剂是ⅰ
B．图a 中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变
D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【答案】C
【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负
极，电极方程式为：
；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：
。
【解析】A．由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A 错误；B．图a 中，ⅰ
到ⅱ过程为
获得第一个电子的过程，根据题中信息，
获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的
活化能一定最高，B 错误；C．氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：
，同时，反应
负极每失去1 个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量
保持不变，C 正确；D．由图a、c 可知，氧气催化循环一次需要转移4 个电子，氢气催化循环一次需要转
移2 个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D 错误；故选C。
4．（2025·云南卷）
是优良的固态电解质材料，
取代部分
后产生空位，可提升
传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(
未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误
的是
A．每个晶胞中
个数为12
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B．该晶胞在yz 平面的投影为
C．
取代后，该电解质的化学式为
D．若只有
发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ 的
数目相等
【答案】C
【解析】A．由晶胞结构可知，Sc 原子分布在晶胞的8 个棱心和4 个面心，由均摊法算出其原子个数为
，由晶体的化学式
可知，O 原子的个数是Sc 的4 倍，因此，每个晶胞中
O2-个数为12，A 正确；B．由晶胞结构可知，该晶胞在yz 平面的投影就是其前视图
，B 正确；
C．Ce4+ 取代La3+后，Li+数目减小并产生空位，因此，根据化合价的代数和为0 可知，取代后该电解质的
化学式为
，C 错误；D．Li+与电子所带的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中
内电路和外电路通过的电量相等，因此，若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ 的
Li+数目相等，D 正确；综上所述，本题选C。
5．（2024·广西卷）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌
入PbSe 中的Na 变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是
A．外电路通过1mol 电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g
B．充电时，阳极电极反应为：
C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变
D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换
【答案】A
【分析】放电时嵌入PbSe 中的Na 变成Na+后脱嵌，则右侧电极为负极，Na 失电子生成Na+；Na+透过允许
Na+通过的隔膜从右侧进入左侧，则左侧为正极。
【解析】A．外电路通过1mol 电子时，负极有1molNa 失电子生成Na+进入右侧溶液，溶液中有1molNa+从
右侧进入左侧，并与正极的Na3-xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为2mol×23g/mol=46g，A
错误；B．充电时，左侧电极为阳极，Na3V2(PO4)3失电子生成Na3-xV2(PO4)3，则阳极电极反应为：
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，B 正确 ；C．放电一段时间后，负极产生的Na+的物质的量
与负极区通过隔膜进入左极区的Na+的物质的量相同，进入左极区的Na+与参加左侧正极反应的Na+的物质
的量相同，所以电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，C 正确 ；D．Na 能与水反应，所以电解质溶液不
能用NaPF6的水溶液替换，D 正确 ；故选 A。
6．（2024·江西卷）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸
根离子(如图)。下列说法正确的是
A．CuAg 电极反应为2HCHO+2H2O
4e
﹣
﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣
B．CuRu 电极反应为
6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣
C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室
D．处理废水过程中溶液pH 不变，无需补加KOH
【答案】B
【分析】由原电池中电子移动方向可知，CuAg 为负极，HCHO 失去电子生成HCOO-和H2，电极方程式
为：2HCHO+4OH-
2e
﹣
﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，CuRu 为正极，
得到电子生成NH3，电极方程式为：
6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，以此解答。
【解析】A．由分析可知，CuAg 为负极，HCHO 失去电子生成HCOO-和H2，根据得失电子守恒和电荷守
恒配平电极方程式为：2HCHO+4OH-
2e
﹣
﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，A 错误；B．由分析可知，CuRu 为正
极，
得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：
6H2O+8e﹣
═NH3↑+9OH﹣，B 正确；C．质子交换膜只允许H+通过，C 错误；D．由分析可知，负极电极方程式为：
2HCHO+4OH-
2e
﹣
﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，正极电极方程式为：
6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为
8HCHO+
7OH-=NH3
+8HCOO-+4 H2↑+2H2O，处理废水过程中消耗OH-，溶液pH 减小，需补加
KOH，D 错误；故选B。
7．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为
，电池构造示意图如图
所示。下列有关说法正确的是
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A．电池工作时，
发生氧化反应
B．电池工作时，
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
，转移电子数为
【答案】C
【分析】Zn 为负极，电极反应式为：
，MnO2为正极，电极反应式为：
。
【解析】A．电池工作时，
为正极，得到电子，发生还原反应，故A 错误；B．电池工作时，
通过隔膜向负极移动，故B 错误；C．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．由电极反应式
可知，反应中每生成
，转移电子数为
，故D 错误；故选C。
8．（2023·广东卷）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．
作原电池正极
B．电子由
经活性炭流向
C．
表面发生的电极反应：
D．每消耗标准状况下
的
，最多去除
【答案】B
【分析】
在Pt 得电子发生还原反应，Pt 为正极，Ag 失去电子与溶液中的Cl-反应，Ag 为负极。
【解析】A．由分析可知，Ag 失去电子与溶液中的Cl-反应生成AgCl，Ag 为负极，A 错误；B．电子由负
极
经活性炭流向正极
，B 正确；C．溶液为酸性，故
表面发生的电极反应为
，
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C 错误；D．每消耗标准状况下
的
，转移电子2mol，而
失去2mol 电子，故最多去除
，D 错误。故选B。
9．（2023·新课标卷卷）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：
【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
。
【解析】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；综上所述，本题选C。
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