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第22 讲 原电池 化学电源
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50 分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 N14 O 16 Na 23 Mg 24
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5 分）
1．（2023·安徽安庆·安庆一中校考三模）pH 计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极
和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E 与待测溶液pH 关系为：E=0.059pH+K(E 的单
位为V，K 为常数)。下 列说法正确的是
A．参比电极一定是正极
B．一定温度下，电池电动势越小，待测液中c(H+ )越大
C．pH 计工作时，若玻璃电极电势比参比电极低，则玻璃电极反应上每得lmol 电子，生成1molAg 单质
D．pH 计可以长期浸泡在碱性缓冲液中
【答案】B
【解析】A．电池电动势E 与待测溶液pH 关系为：E=0.059pH+K，由于pH 不确定，E 可能大于0，也可能
小于0，故不能确定玻璃电极与参比电极电势高低，故参与电极不一定是正极，A 错误；B．由
E=0.059pH+K 可知，c(H+)越大，pH 越小，E 越小，即电池电动势越小，B 正确；C．pH 计工作时，若玻
璃电极电势比参比电极低，则玻璃电极为电势更低的负极，发生氧化反应，反应上每转移lmol 电子，
1mol Ag 失去电子变成Ag+，C 错误；D．pH 计中含有玻璃泡，其含有SiO2，长期浸泡在碱性缓冲液中会
与OH-反应，D 错误；故选B；
2．（2023·辽宁大连·统考二模）某科研小组用电化学方法将
转化为
实现再利用，转化的基本原理
如图所示，下列叙述正确的是
A．光能全部转化成电能
1
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B．M 上的电极反应方程式为
C．该电池工作时溶液中
移向N 极
D．若消耗标况下
，溶液中转移的电子数目为
【答案】B
【分析】由图可知，该装置为原电池，M 电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧化反应生成氧
气和氢离子，N 电极为正极，酸性条件下二氧化碳做正极得到电子生成一氧化碳和氢离子。
【解析】A．由图可知，该装置为光能转化为化学能，化学能转化为电能的装置，原电池工作时，光能不
可能完全转化为电能，故A 错误；B．由分析可知，M 电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧
化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为
，故B 正确；C．由分析可知，M 电极为
负极，N 电极为正极，则原电池工作时，阴离子硫酸根离子移向负极M 电极，故C 错误；D．原电池工作
时，溶液只能实现离子的定向运动，不能转移电子，故D 错误；故选B。
3．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）我国科研人员将单独脱除
的反应与
的制备反应
相结合，实现协同转化。
①单独制备
：
，不能自发进行；②单独脱除
：
，能自发进行。协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的
解离为
和
，并向两极迁移)。下列分析错误的是
A．左侧电极电势比右侧电极电势低
B．产生
的电极反应：
C．反应过程中不需补加稀
D．协同转化总反应：
【答案】D
【解析】A．左侧为电池的阴极，右侧为电池的阳极，阳极的电极电势比阴极的电极电势高，故左侧电极
电势比右侧电极电势低，A 正确；B．由图可知产生
的电极反应为
，B 正确；
C．H+与电子所带的电荷数相等，当反应进行时，右侧消耗H+的量等于迁移的氢离子的量，硫酸的总量不
发生变化，所以不需要补加硫酸，C 正确；D．根据反应图可得，负极的反应式为
2
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，正极的反应式为
，故协同转化的总反应为
，D 错误；故选D。
4．（2023·江西南昌·统考二模）沉积物微生物燃料电池(SMFC)可以将沉积物中的化学能直接转化为电能，
同时加速沉积物中污染物的去除，用SMFC 处理含硫废水的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．外电路的电流方向是从b 到a
B．碳棒a 附近酸性增强
C．碳棒b 存在电极反应： S-6e- +4H2O=
+8H+
D．升高温度可提高电池的能量转化效率
【答案】C
【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，FeSx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，外电路的电流方向是从a 到
b，选项A 错误；B．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，
酸性减弱，选项B 错误；C．根据图示，碳棒b 存在电极反应：
，选项C 正确；
D．升高温度可能引起光合菌、硫氧菌失去生理活性，降低电池的能量转化效率，选项D 错误；答案选
C。
5．（2023·全国·模拟预测）天津大学在光催化应用研究取得重大进展，以下是光催化微生物燃料电池的工
作原理：
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
3
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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 电极反应式：(C6H10O5)n-24ne-+7nH2O=6nCO2↑+24nH+
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)
【答案】D
【解析】A．根据题图信息判断，
在电极b 上失电子，转化为
，则电极b 为负极，电极a 为
正极，正极的电极电势高于负极的电极电势，则电极电势：电极a>电极b，故A 正确；B．根据题图信息
判断，电极a 在光激发条件下会产生电子(
)、空穴(
)，光生电子会与
结合生成水，光生空穴会与电
极b 产生的电子结合，故B 正确；C．
在电极b 上失电子生成
和氢离子，根据得失电子守
恒、电荷守恒，电极b 发生的电极反应式为
，故C 正确；D．
根据电极反应，右侧溶液中每生成l 个
，为保持溶液电中性，同时会有l 个
通过阳膜移向左侧溶液，
的数量不变，但右侧电解消耗水，体积减小，c(H+)增大，pH 减小，故D 错误；选D。
6．（2023·四川遂宁·统考模拟预测）从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最具有发展前途
的发电技术。NH3
O
﹣
2燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是
A．电池工作时，O2得到电子，发生还原反应
B．电极b 上的电极反应式为2NH3＋6OH--6e-=N2＋6H2O
C．燃料电池能量之间的转化是由电能转化为化学能
D．电池工作时，溶液中的Na＋向电极a 迁移
【答案】C
【分析】电极b 上，NH3转化为N2和H2O，N 元素化合价升高，发生氧化反应，电极b 为负极，电极反应
式为
；电极a 为正极，发生还原反应，电极反应式为
。
【解析】A．由分析可知，电极a 为正极，发生还原反应，O2得到电子，A 项正确；B．由分析可知，电极
b 上的电极反应式为2NH3＋6OH--6e-=N2＋6H2O，B 项正确；C．燃料电池将化学能转化为电能，C 项错误；
D．电池工作时，阳离子移向电池正极，则溶液中的Na＋向电极a 迁移，D 项正确；答案选C。
7．（2023·广西玉林·统考模拟预测）一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，
原理如图所示。下列说法正确的是
4
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A．连接负载时，电极A 为正极
B．膜a 为阴离子交换膜，膜b 为阳离子交换膜
C．连接负载时，负极区的电极反应式为：S
-2e-=S
D．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH 的质量为80g
【答案】C
【解析】A．根据图示，连接负载时，A 电极发生反应
，A 电极发生氧化反应，电极A 为
负极，故A 错误；B．根据图示，电池工作时，膜a、膜b 之间生成NaOH，膜a 为阳离子交换膜，膜b 为
阴离子交换膜，故B 错误；C．根据图示，连接负载时，A 电极发生氧化反应，电极A 为负极，负极区的
电极反应式为：S
-2e-=S
，故C 正确；D．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，有2molNa+通过膜a
进入阴极区，2molOH-通过膜b 进入阳极区，所以消耗NaOH 的质量为80g，故D 错误；选C。
8．（2023·江苏·校联考模拟预测）肼可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电
池工作过程中会有少量
在电极表面发生自分解反应生成
、
、
逸出。
下列关于
燃料电池的说法正确的是
A．电池工作时化学能完全转化变为电能
B．放电过程中，负极区溶液pH 增大
C．负极的电极反应式为：
D．电池工作时，负极区消耗的NaOH 与正极区生成的NaOH 物质的量相等
【答案】D
【分析】燃料电池中，通入氧气的电极为正极，在碱性条件下，发生的电极反应为，
，
5
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加入燃料肼的电极为负极，发生反应
，该反应的总电极反应式为，
N2H4+O2=N2+2H2O。
【解析】A．任何实用电池都不可能将化学能完全转变为电能，A 错误；B．由图可知放电时负极反应消耗
，pH 减小，B 错误；C．由分析可知，负极反应式是
，C 错误；D．该
电池放电总反应是
，即负极消耗的NaOH 与正极生成的NaOH 物质的量相等，D 正
确；故答案为D。
9．（2023·辽宁·校联考模拟预测）有关下图所示该熔融碳酸盐燃料电池的说法正确的是
A．电极A 上发生的电极反应为
B．脱水操作可以减少能量损失，从而实现化学能向电能的完全转化
C．每消耗
，理论上外电路中转移8mol 电子
D．A 电极电势高于B 电极电势，同时电池工作时，
向电极B 移动
【答案】C
【分析】甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。A 电极一氧化碳、氢气失电子
生成水、二氧化碳，A 是负极；B 电极氧气得电子生成碳酸根离子，B 是正极。
【解析】A．甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。A 极参与反应的一氧化碳和
氢气的物质的量比为1:3，电极A 上发生的电极反应为
，故A 错误；
B．燃料电池放电时，只有一部分能量转化为电能，所以能量转化率不可能达100%，故B 错误；C．CH4
最终生成二氧化碳、水，C 元素化合价由-4 升高为+4，根据电子守恒，每消耗
，理论上外电路中
转移8mol 电子，故C 正确；D．A 是负极、B 是正极，A 电极电势低于B 电极电势，故D 错误；选C。
10．（2023·广东韶关·统考二模）近日，某科研团队研制设计了一种高性能碱性阴离子交换膜直接氨燃料
电池(DAFC)，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
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A．电极A 为负极，发生氧化反应
B．若交换膜中通过0.3mol
，A 电极区消耗2.24LNH3
C．电极B 的电极反应式为
D．电流方向：电极B→灯泡→电极A→电极B
【答案】B
【解析】A．根据图示，NH3在A 电极失电子生成氮气和水，电极A 为负极，发生氧化反应，故A 正确；
B．A 电极反应式
，若交换膜中通过0.3mol
，说明外电路中转移
0.3mol 电子，A 电极消耗0.1mol NH3，没有明确是否为标准状况，氨气的体积不一定是2.24L，故B 错误；
C．B 是正极，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极B 的电极反应式为
，故C
正确；D．NH3在A 电极失电子生成氮气和水，电极A 为负极，B 为正极，电流方向：电极B→灯泡→电
极A→电极B，故D 正确；选B。
11．（2023·江西赣州·统考一模）我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，将两组阴离子、阳离子复
合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H2O 解离成H+和OH—，工作原理如图所示，
下列说法正确的是
A．a 膜是阴离子膜，b 膜是阳离子膜
B．充电时Zn 电极反应式为Zn+4OH——2e—=
C．放电时多孔Pd 纳米片附近pH 升高
D．当放电时，复合膜层间有lmolH2O 解离时，正极区溶液增重23g
【答案】D
【分析】由图可知，a 膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b 膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，放电
时，锌电极为原电池的负极，释放出的氢氧根离子向负极移动，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反
应生成四羟基合锌离子，电极反应式为Zn+4OH——2e—=
，多孔Pd 纳米片为正极，释放出的氢离
子向正极移动，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—
=HCOOH，充电时，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应
生成锌和氢氧根离子，电极反应式为
+2e—= Zn+4OH—，释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的
氢氧根离子，多孔Pd 纳米片为阳极，释放出的氢氧根离子向阳极移动，碱性条件下甲酸在阳极失去电子
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发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为HCOOH+2 OH——2e—= CO2+2H2O。
【解析】A．由分析可知，a 膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b 膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，
故A 错误；B．由分析可知，充电时，锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成
锌和氢氧根离子，电极反应式为
+2e—= Zn+4OH—，释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的氢氧
根离子，故B 错误；C．由分析可知，放电时，多孔Pd 纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电
子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，甲酸在氯化钠溶液中电离出氢离子使电
极附近溶液pH 减小，故C 错误；D．由分析可知，放电时，多孔Pd 纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳
在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，复合膜层间有lmol 水解离
时，外电路转移1mol 电子，则正极增加的质量为(1mol×44g/mol×
+1mol×1g/mol)= 23g，故D 正确；故选
D。
12．（2023·河南·校联考一模）科学家发明了一种Mg—PbO2电池，电解质为Na2SO4、H2SO4、NaOH，通
过M 和N 两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C 三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图，
下列说法不正确的是
A．Na+通过M 膜移向B 区，离子交换膜N 为阴离子交换膜
B．B 区域的电解质浓度逐渐减小
C．放电时，Mg 电极反应为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2
D．消耗2.4 g Mg 时，C 区域电解质溶液减少16.0 g
【答案】B
【分析】由图和题给信息可知，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应
电极反应式为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2，A 区溶液中氢氧根离子浓度减小，A 区钠离子通过阳离子交换
膜M 进入B 区，二氧化铅为正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反
应式为PbO2+4H++SO
+2e—=PbSO4+2H2O，C 区溶液中消耗氢离子的物质的量大于硫酸根离子，C 区溶液
中硫酸根离子通过阴离子交换膜B 区，则B 区中硫酸钠溶液的浓度增大。
【解析】A．由分析可知，原电池工作时，A 区钠离子通过阳离子交换膜M 进入B 区，C 区溶液中硫酸根
离子通过阴离子交换膜B 区，故A 正确；B．由分析可知，原电池工作时，A 区钠离子通过阳离子交换膜
M 进入B 区，C 区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B 区，则B 区中硫酸钠溶液的浓度增大，故B 错误；
C．由分析可知，放电时，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应电极
反应式为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2，故C 正确；D．由分析可知，原电池工作时，消耗2.4 g 镁时，放电
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转移电子
×2=0.2mol，C 区放电消耗0.4mol 氢离子、0.1mol 硫酸根离子，同时有0.1mol 硫酸根离
子移向B 区，相当于溶液中减少0.2mol 硫酸，同时生成0.2mol 水，则C 区实际减少质量为
0.2mol×98g·mol-1-0.2mol×18g·mol-1=16.0g，故D 正确；故选B。
二、主观题（共3 小题，共40 分）
1．（14 分）（2023·全国·高三专题练习）填空。
(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O 为
原料制备HCOOH 和O2的原理示意图。
①电极b 为 极。
②电极b 上的电极反应为 。
(2)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，该电池从浓缩海
水中提取LiCl 的同时又获得了电能。
①X 为 极，Y 极的电极反应式为 。
②Y 极生成1 mol Cl2时， mol Li+移向 (填“X”或“Y”)极。
(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，
电解质溶液为酸性，示意图如下：
①该电池中外电路电子的流动方向为 (填“从A 到B”或“从B 到A”)。
②A 电极附近甲醇发生的电极反应为 。
【答案】（除标注外，每空2 分）(1)正（1 分） CO2+2e-+2H+=HCOOH
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(2)正（1 分） 2Cl- -2e-=Cl2↑ 2 X
(3)从A 到B CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+
【解析】（1）①根据图示可知：在电极b 上CO2得到电子被还原产生HCOOH，所以b 电极为正极；
②在电极b 上CO2得到电子被还原产生HCOOH，则b 电极的电极反应式为：CO2+2e-+2H+=HCOOH；
（2）①根据图示可知：在X 电极上H+得到电子被还原产生H2，故电极X 为正极；Y 电极上Cl-失去电子被
氧化产生Cl2，故Y 电极的电极反应式为2Cl- -2e-=Cl2↑；
②在电极Y 上Cl-失去电子被氧化产生Cl2，Y 电极的电极反应式为2Cl- -2e-=Cl2↑，每反应产生1 mol Cl2，
反应过程中转移2 mol 电子，阳极反应消耗2 mol Cl-，则根据电荷守恒可知会有2 mol Li+向X 电极移动；
（3）①根据图示可知：在A 电极上甲醇失去电子被氧化产生CO2，同时产生H+，故A 电极作为电池的负
极，所以该电池外电路电子的流动方向为从电极A 通过外电路流向电极B；
②在A 电极附近，甲醇失去电子被被氧化产生CO2，同时产生H+，故A 电极发生的电极反应为：
CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。
2．（16 分）（2023·全国·高三专题练习）根据原理图判断下列电池的电极名称、电解质溶液中离子移动的
方向。
电池
原理图
电极名称
离子移动方向
(1)微生物处
理有机废水电
池
Ⅰ：
；
Ⅱ：
经离子交换膜由
(填“左”或“右”，
后同)室移向 室
(2)光解水制
与脱硫联
合电池
Ⅲ：
；
Ⅳ：
移向 (填
“Ⅲ”或“Ⅳ”，后
同)极；
移向
极
(3)循环电池
Ⅴ：
；
Ⅵ：
由 (填“左”
或“右”，后同)室移
向 室
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(4)熔融盐燃
料电池
Ⅶ：
；
Ⅷ：
(氧化物Y
是 )
移向
(填“Ⅶ”或“Ⅷ”)
极
【答案】(每空1 分)负极 正极 左 右 正极 负极 Ⅲ Ⅳ 负极 正极 左 右 负极 正极
Ⅶ
【解析】(1)微生物处理有机废水电池：根据原理图可知该装置为原电池，电极Ⅱ上O2
H2O，故电极Ⅱ得
电子作正极，则电极Ⅰ为负极；在原电池中阳离子移向正极，故H+经离子交换膜由左室移向右室；
(2)光解水制
与脱硫联合电池：根据原理图可知该装置为原电池，根据电子移动方向可知，电极Ⅲ为正
极，电极Ⅳ为负极，在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故
移向Ⅲ极，
移向Ⅳ；
(3)循环电池：根据原理图可知该装置为原电池，电极Ⅴ上
，可知电极Ⅴ失电子为负极，电
极Ⅵ为正极，在原电池中阳离子移向正极，
由左室移向右室；
(4)熔融盐燃料电池：根据原理图可知该装置为原电池，O2在电极Ⅷ上得电子，电极Ⅷ为正极，则电极Ⅶ为
负极，在电极Ⅶ上NO2失电子生成N2O5，电极反应为NO2-e-+NO =N2O5，故氧化物Y 是
，在原电池
中阴离子移向负极，
移向Ⅶ极。
3．（10 分）（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)双阴极微生物燃料电池处理NH -N 废水的工作原理如图(a)所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池
中的运行模式如图(b)所示。
①Y 离子交换膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②III 室中除了O2→H2O，主要发生的反应还有 (用离子方程式表示)。
③生成3.5gN2，理论上需要消耗 gO2。
(2)西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略，在室温
条件下，水溶液介质中可选择性地将
还原为
，其原理示意图如下：
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①阴极的电极反应式为： 。
②同温同压下，相同时间内，若进口处气体物质的量为a
，出口处气体的总体积为进口处的x 倍，则
转化率为 。
【答案】(每空2 分)(1)阳 NH +2O2= NO +H2O+2H+ 26
(2)
+2e- +2H2O=
+2OH- (2x-2) 100%
【解析】（1）①双阴极微生物燃料电池处理NH -N 废水的工作原理如图(a)所示，III 中O2得电子生成
H2O，电极方程式为：4H++O2+4e-=2H2O，则II 中CH3COO-转化为CO2生成的H+需要进行III，说明Y 是阳
离子交换膜；
②由图b 可知，III 中反应后的溶液进入I 中反应，而I 中的反应是NO
N2，说明III 中NH 转化为了NO
，该过程的离子方程式为：NH +2O2= NO +H2O+2H+；
③I 中的反应是NO
N2，电极方程式为：12H++2NO +10e-=N2+6H2O，III 中发生反应：4H++O2+4e-
=2H2O、NH +2O2= NO +H2O+2H+，3.5gN2的物质的量为
=0.125mol，消耗0.25mol NO ，转移电
子1.25mol 电子，则理论上需要消耗O2的物质的量为0.25mol 2+
=0.8125mol，质量为0.8125mol
32g/mol=26g。
（2）①在室温条件下，水溶液介质中可选择性地将
还原为
，则阴极为上层电极，反应为乙块得
到电子发生还原反应生成乙烯，反应为：
+2e- +2H2O=
+2OH-；
②由图可知，阳极水发生氧化反应生成氧气，总反应为2
+2H2O= 2
+O2；同温同压下，相同时间
内，若进口处气体物质的量为amol，出口处气体的总体积为进口处的x 倍，设
转化率为y，则反应乙
炔为aymol、剩余乙块(a-ay)mol，由总反应可知生成气体总量为1.5aymol，反应后总气体为(1.5a+a-
ay)mol，则
=x，解得y=(2x-2) 100%。
1．（2022·湖南·高考真题）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
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A．海水起电解质溶液作用
B．N 极仅发生的电极反应：
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
【答案】B
【分析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═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2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时氧气也可以在N 极得电
子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。
【解析】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-+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。
2．（2022·全国·统考高考真题）
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
【答案】C
【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li+）和阳极反应
（Li2O2+2h+=2Li++O2），则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li 电极为阴极，光催化
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电极为阳极；则放电时金属Li 电极为负极，光催化电极为正极；
【解析】A．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对电池进行充电，结合阴极
反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A 正确；B．充电时，光照光催化电极产生电子
和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B 正
确；C．放电时，金属Li 电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C 错误；
D．放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D 正确；答案选C。
3．（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
【答案】A
【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn 为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-
=Zn(OH)
，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于
两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此
可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO
向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成
Zn(OH)
，Ⅱ区的SO
向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。
【解析】A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A 错误；B．根据分析，Ⅰ区的SO
向Ⅱ区移动，B
正确；C．MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C 正确；D．电池的总反应为Zn+4OH-
+MnO2+4H+=Zn(OH)
+Mn2++2H2O，D 正确；故答案选A。
4．（2021·湖南·统考高考真题）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：
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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
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
【答案】B
【分析】由图可知，放电时，N 电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极
反应式为Br2+2e-=2Br-，M 电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e-
=Zn2+，溴离子进入左侧，左侧溴化锌溶液的浓度增加；充电时，M 电极与直流电源的负极相连，做电解池
的阴极，N 电极与直流电源的正极相连，做阳极。
【解析】A．由分析可知，放电时，N 电极为电池的正极，故A 正确；B．由分析可知，放电时，溶液中有
Zn2+与Br-生成，通过循环回路，左侧储液器中溴化锌的浓度增大，故B 错误；C．由分析可知，充电时，
M 电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反
应式为Zn2++2e-=Zn，故C 正确；D．由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持
两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D 正确；故选B。
5．（2021·浙江·统考高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开
关，a、b 为直流电源的两极)。
下列说法不正确的是
A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能
B．断开K1、合上K2，电极A 为阴极，发生还原反应
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C．电极B 发生氧化反应过程中，溶液中KOH 浓度不变
D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
【答案】C
【分析】根据图示，电极A 充电时为阴极，则放电时电极A 为负极，负极上Cd 失电子发生氧化反应生成
Cd(OH)2，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极B 充电时为阳极，则放电时电极B 为正极，正极上
NiOOH 得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电时总
反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2。
【解析】A．断开K2、合上K1，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能，A 正确；B．断开
K1、合上K2，为充电过程，电极A 与直流电源的负极相连，电极A 为阴极，发生还原反应，电极反应式
为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B 正确；C．电极B 发生氧化反应的电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-
=2NiOOH+2H2O，则电极A 发生还原反应的电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此时为充电过程，总反
应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2
Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH 浓度减小，C 错误；D．根据分析，放电时总
反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2，D 正确；答案选C。
6．（2021·福建·统考高考真题）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。
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
【答案】D
【解析】A．Li 是活泼金属能与水发生反应，因此不能采用水溶液作为电解质，应使用有机电解液，故A
正确；B．充电时原电池的负极与电源负极相连作阴极，原电池的正极与电源正极相连作阳极，阳离子由
阳极向阴极移动，则
由正极（电池中标注“＋”，实际阳极）向负极（电池中标注“－”，实际阴
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极）迁移，故B 正确；C．由装置可知，该原电池的正极为二氧化碳得电子生成C 单质，电极反应式为：
，故C 正确；D．由正极的反应历程图示可知，C 为最终的产物，不是中
间产物，故D 错误；故选：D。
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