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以新型化学电源为命题背景考查原电池的工作原理的题型是每年高考的必考点。通常考查电池电极的
判断、电极及电池反应式的书写、电子的移动方向、电解质溶液中离子的移动方向及有关计算，题目的难
度一般较大。正确书写电极反应式是解决新型化学电池类题目的关键点，解题时可从元素化合价的变化入
手，依据电极反应式的书写规则，注意电池介质对反应的影响。
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
D．放电时，
电极质量减少
，
电极生成了
第33 讲 四步敲定高考新情景电池电极反应式的书写
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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1．原电池电极反应书写时的注意事项
(1)负失氧、正得还。
(2)注意溶液的酸碱性,视情况在电极反应方程式两边添加H+、OH-、H2O 等,使其符合电荷守恒和质量守恒。
(3)注意电极反应产物是否与电解质溶液反应。
(4)活泼金属不一定为负极,如镁、铝和氢氧化钠溶液组成的电池中,铝为负极。
1．（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。
回答下列问题。
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
规律·方法·技巧
经典变式练
2
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1．“四步法”书写电极反应式的步骤如下：
第一步：书写负极（阳极），还原性微粒—ne-→氧化性产物；正极（阴极）：氧化性微粒+ne-→还原性产
物。
第二步：标变价算n 值，n=（高价—低价）×变价原子个数。
第三步：根据电池情景用H+、OH-、O2-、CO3
2-等阴、阳离子配平电荷。
第四步：用H2O 等小分子配平原子。
2．用总反应式书写电极反应式
(1)书写三步骤
步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。
步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。
步骤三：写电极反应式。
负极反应：还原剂－ne－===氧化产物
正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物
(2)书写技巧
若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易
的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
3．燃料电池中电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质为NaOH 溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有
所不同，大致有以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：
O2＋4e－===2O2－。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：
O2＋2CO2＋4e－===2CO。
核心知识精炼
3
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第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式
电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减
时要彻底消除O2。
(5)常见介质
常见介质
注意事项
中性溶液
反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离
酸性溶液
反应物或生成物中均没有OH－
碱性溶液
反应物或生成物中均没有H＋
水溶液
不能出现O2－
1．（2024·浙江·高考真题）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成
和
，下列说法
不正确的是
A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B．随着腐蚀的进行，溶液
变大
C．铁电极上的电极反应式为：
D．每生成标准状况下
，消耗
2．（2024 高三·全国·专题练习）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如
图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为
PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法不正确的是
基础测评
4
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A．负极反应式：Ca＋2Cl--2e-=CaCl2
B．放电过程中，Li＋向正极移动
C．每转移0.2 mol 电子，理论上生成20.7 g Pb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针偏转
3．（2024 高三·全国·专题练习）镁、海水、溶解氧(石墨)可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，
其原理如图所示。但该电池负极存在析氢副反应和负极活性衰减等问题。下列说法不正确的是
A．由于溶解氧浓度低，故需增大电极与海水的接触面积
B．该电池正极的电极反应式为
C．负极活性衰减的原因可能是生成的
覆盖了电极
D．析氢副反应可以表示为
4．（2025 高三·全国·专题练习）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，
其工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A．加入HNO3降低了正极反应的活化能
B．电池工作时正极区溶液的pH 增大
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C．1 mol CH3CH2OH 被完全氧化时有6 mol O2被还原
D．负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+
5．（2024·浙江·高考真题）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图
为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：
下列说法正确的是
A．图1、图2 中，阳极材料本身均失去电子
B．图2 中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：
C．图2 中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D．图1、图2 中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
6．（23-24 高三下·四川内江·阶段练习）净化含尿素和酸性
废水的微生物燃料电池工作原理如图。下
列说法错误的是
A．放电时，电子由M 电极沿导线流向N 电极
B．放电时，负极的电极反应为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑ + N2↑+ 6H+
C．放电时， H+从N 室迁移到M 室
D．当废水中
的浓度或酸性过大时，微生物、还原菌活性降低，电池的效率都会降低
7．（23-24 高三下·广东惠州·期末）我国科学家设计的“海泥电池”工作原理如图所示，其中微生物代谢
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产物显酸性。下列说法不正确的是
A．电极A 上电极反应式为
B．工作时，B 电极附近pH 变小
C．
从海水层通过交接面向海底沉积层移动
D．微生物代谢反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
8．（2024·湖北·三模）盐酸羟胺(NH2OH
HCl)
﹒
是一种常见的还原剂和显像剂，工业可采用如下电化学方
法制备。装置和正极反应机理如下图所示。下列有关说法不正确的是
A．X 为H+，Y 为NH3OH+
B．含Fe 电极起到导电和催化的作用
C．Pt 电极上的反应：H2+2e-=2H+
D．消耗1molNO，有3molH+通过交换膜
9．（24-25 高三上·云南昆明·阶段练习）氨是一种无碳燃料，同时它是工业界的重要化学品，科学家研发
了一种
水溶液体系电池，该电池能有效地捕获
，将其转化为
，再将产生的
电解制
氨，装置如图所示。下列说法正确的是
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A．电极b 为正极，发生氧化反应
B．为增强丙中水的导电性，可加入适量盐酸
C．每捕获
，理论上丙室质量减少
D．c 电极反应式为
10．（2024·湖北武汉·模拟预测）中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料和硬碳
（多孔形态，化学式为C）为电极材料的有机钠离子电池，其内部结构如下图所示，放电时，a 电极发生
如下变化：
下列说法错误的是
A．放电时，a 电极电势高于b 电极
B．充电时，
向b 电极移动
C．充电时，b 电极的电极反应式为
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D．用该电池为一个
的充电宝充满电，a 电极质量增加
（
，一个电子的电量
，
为
）
1．（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的
为电极，一定浓度的
溶液为电解液，采用电解和催
化相结合的循环方式，可实现高效制
和
，装置如图所示。下列说法错误的是
A．电极a 连接电源负极
B．加入Y 的目的是补充
C．电解总反应式为
D．催化阶段反应产物物质的量之比
2．（2024·甘肃·高考真题）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是
能力提升
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A．电极1 的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B．电极2 是阴极，发生还原反应：
C．工作时
从多孔电极1 迁移到多孔电极2
D．理论上电源提供
能分解
3．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，
下列说法不正确的是
A．阳极反应：
B．阴极区溶液中
浓度逐渐升高
C．理论上每消耗
，阳极室溶液减少
D．理论上每消耗
，阴极室物质最多增加
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4．（2024·湖北·高考真题）我国科学家设计了一种双位点
电催化剂，用
和
电化学催化
合成甘氨酸，原理如图，双极膜中
解离的
和
在电场作用下向两极迁移。已知在
溶液中，
甲醛转化为
，存在平衡
。
电极上发生的电子转移反应为
。下列说法错误的是
A．电解一段时间后阳极区
减小
B．理论上生成
双极膜中有
解离
C．阳极总反应式为
D．阴极区存在反应
5．（2024·贵州·高考真题）一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生
反应：
，
。体系中
与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生
反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
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下列说法错误的是
A．该芬顿系统能量转化形式为太阳能
电能
化学能
B．阴极反应式为
C．光阳极每消耗
，体系中生成
D．
在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
6．（2024·吉林·高考真题）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的
并制备
，流程如下“脱氯”步骤仅
元素化合价发生改变。下列说法正确的是
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
浓度
145
0.03
1
A．“浸铜”时应加入足量
，确保铜屑溶解完全
B．“浸铜”反应：
C．“脱氯”反应：
D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到
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7．（2024·湖南·高考真题）在
水溶液中，电化学方法合成高能物质
时，伴随少量
生成，
电解原理如图所示，下列说法正确的是
A．电解时，
向Ni 电极移动
B．生成
的电极反应：
C．电解一段时间后，溶液pH 升高
D．每生成
的同时，生成
8．（2024·吉林·高考真题）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应
速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合
高效制
的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。下列说法错误的是
A．相同电量下
理论产量是传统电解水的1.5 倍
B．阴极反应：
C．电解时
通过阴离子交换膜向b 极方向移动
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D．阳极反应：
9．（2023·重庆·高考真题）电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨
酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是
A．电极a 为阴极
B．
从电极b 移向电极a
C．电极b 发生的反应为：
D．生成
半胱氨酸的同时生成
烟酸
10．（2023·浙江·高考真题）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确
的是
A．电极A 接电源正极，发生氧化反应
B．电极B 的电极反应式为：
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的
溶液
D．改进设计中通过提高电极B 上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
11．（2023·湖北·高考真题）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。
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该装置工作时阳极无
生成且KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为
。下列说法错误的
是
A．b 电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE 膜
D．海水为电解池补水的速率为
12．（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：
13．（2023·全国·高考真题）用可再生能源电还原
时，采用高浓度的
抑制酸性电解液中的析氢反应
来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是
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A．析氢反应发生在
电极上
B．
从
电极迁移到
电极
C．阴极发生的反应有：
D．每转移
电子，阳极生成
气体(标准状况)
14．（2024·安徽·高考真题）青少年帮厨既可培养劳动习惯，也能将化学知识应用于实践。下列有关解释
合理的是
A．清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
B．烹煮食物的后期加入食盐，能避免
长时间受热而分解
C．将白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
D．制作面点时加入食用纯碱，利用
中和发酵过程产生的酸
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