文档文本内容
第02 讲 原电池、化学电源(专项训练)
目 录
模拟·基础演练
考向01 考查原电池工作原理
考向02 考查原电池原理的应用
考向03 考查一次电池的工作原理及应用
考向04 考查可充电电池的工作原理及应用
考向05 考查燃料电池的工作原理及应用
考向06 考查多液电池的工作原理及应用
考向07 考查液流循环电池的工作原理及应用
重难·创新演练
真题·实战演练
模拟·基础演练
考向01 考查原电池工作原理
1．若将反应：Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑设计成原电池(如右图)，则下列说法不正确的是( )
A．该装置实现了化学能转化为电能 B．b 极表面发生了还原反应
C．c 溶液可以是ZnSO4 溶液 D．盐桥中的Cl-移向右边烧杯
2．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( )
A．电极
上发生还原反应，作原电池的负极
Ⅰ
B．电极
的电极反应式为
Ⅱ
Cu2＋＋2e－===Cu
C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
3．铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到
其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是( )
A．原电池
和
的反应原理都是
Ⅰ
Ⅱ
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
B．电池工作时，导线中电子流向为Zn→Cu
C．正极反应为Zn-2e-=Zn2+，发生还原反应
D．电池工作时，盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动
考向02 考查原电池原理的应用
4．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
5．M、N、P、E 四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，
M 表面有大量气泡逸出；③N、E 用导线连接放入E 的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e
－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E
D．E＞P＞M＞N
6．【标准电动势】通过测定下图电池的标准电动势
(V)，可计算电池总反应的平衡常数
。已
知：
，该电池z=1；盐桥中装有含KCl 饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。下列说
法错误的是( )
A．正极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-
B．反应后，右侧烧杯中c(AgNO3)增大
C．每转移1mole-，两个电极的质量共减少143.5g
D．若
，Ag+(aq)+ Cl-(aq)
AgCl(s)的平衡常数为
考向03 考查一次电池的工作原理及应用
7．根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见
的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法正确的是( )
A．锌筒质量逐渐减小
B．该电池可以反复充放电
C．石墨棒作负极
D．电流从锌筒通过导线流向石墨棒
8．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：
Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH。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
9．一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应被可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入
的(NH4)2S2O8可以将Fe2+氧化、自身被还原为SO4
2-。下列关于该电池的说法正确的是( )
A．电池放电时将电能转化为化学能
B．放电时Li+由正极区移向负极区
C．放电时的负极反应为
D．氧化SO4
2-罐中反应的离子方程式为2Fe2++ S2O8
2-=2Fe3++2 SO4
2-
考向04 考查可充电电池的工作原理及应用
10．(2026·云南昭通高三联考)铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，放电时的总反应为Pb+PbO2+4H+
+2SO4
2-=2PbSO4+2H2O，电池构造示意图如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．充电时，阳极发生还原反应
B．放电时，H+向正极移动
C．电池放电时，Pb 和PbO2电极的质量均增大
D．若用直流电源充电时，电池的负极与电源的负极相连
11．【镍离子电池】(2026·吉林长春高三模拟)某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电
中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很
少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3，关于该电池说法错误的是( )
A．该电池在首次充电中，V 元素化合价升高
B．Na3V2(PO4)3电极的电势高于Ni@C 电极
C．该电解液一定是有机溶剂
D．放电时，正极的电极反应式为：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3
12．【固态电池】(2026·陕西榆林高三模拟)固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。一种
固态锂离子电池截面结构如图所示，电极A 为非晶硅薄膜，电极B 为LiCoO2薄膜，集流体起导电作用，
电池总反应可表示为
。下列说法错误的是( )
A．充电时，集流体
与外接电源的负极相连
B．放电时，电极B 的电极反应为Li1- xCoO2+ xLi++xe-= LiCoO2
C．放电时，外电路通过1mol 电子时，LiPON 薄膜电解质损失1molLi+
D．该固态电池不能使用饱和氯化锂水溶液作电解质
考向05 考查燃料电池的工作原理及应用
13．乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总
反应为2CH2
CH2+O2
2CH3CHO。下列有关说法正确的是( )
A．a 电极发生还原反应
B．放电时，每转移2 mol 电子，理论上需要消耗28 g 乙烯
C．b 极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
D．电子移动方向：电极a→磷酸溶液
电极
→
b
14．一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为BH＋2O2===BO＋2H2O。该电池工作时，
下列说法正确的是( )
A．电子由Pt 电极经外电路、石墨电极、NaOH 溶液回到Pt 电极
B．负极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O
C．OH－透过阴离子交换膜向石墨电极迁移
D．外电路通过0.4 mol 电子时，有2.24 L O2在石墨电极上参与反应
15．【瓦斯报警器】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Y2O3-Na2O，O2-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
考向06 考查多液电池的工作原理及应用
16．(2026·广东中山高三模拟)我国科研工作者研发了一种光电催化系统，其工作原理如图所示。工作
时，光催化Fe2O3电极产生电子和空穴；H2O 在双极膜界面处解离成H＋和OH-，有利于电极反应顺利进行。
下列说法不正确的是( )
A．双极膜中靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜
B．电路中每转移2mol 电子，左室消耗2molOH-
C．GDE 电极发生的反应为O2＋2H＋＋2e-=H2O2
D．空穴和电子的产生驱动了脱硫与H2O2制备反应的发生
17．(2026·山东日照高三联考)铜
硫可充电电池放电过程如图所示。下列说法正确的是
—
( )
A．放电时，电极a 为负极
B．离子交换膜可以是阳离子交换膜
C．若x=1，则充电时阳极反应为8CuS-16e-=S8+8Cu2+
D．放电时，隔膜两侧的铜离子和锌离子浓度均减小
18．(2026·湖北孝感三模)以二羟基苯醌为电极材料的新型水性可充电空气电池具有很广的应用前景。
已知在酸性电解质中放电过程的物质转化如图所示。下列说法错误的是( )
A．放电时，b 电极发生还原反应
B．放电时，氢离子通过阳离子交换膜向电极移动
C．充电时，电路中有
电子通过，电极产生0.05 mol 气体
D．充电时的a 电极反应为：
-2e-=
+2H+
19．(2026·河南南阳三模)研究人员开发了一种高效催化剂
用于高效光电化
学水分解，其工作原理是光照射催化剂表面产生电子和
空穴
“
(
)”，然后，电子和
空穴
启动电解水的
“
”
反应，如图所示。下列叙述正确的是( )
A．a 极发生氧化反应，b 极为阳极 B．a 极总反应式为4OH-+4h+=O2↑＋2H2O
C．每生成1molH2，溶液中增加
OH- D．电子由b 极经外电路流向a 极
考向07 考查液流循环电池的工作原理及应用
20．【蓄电系统】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
Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。则下列说法正确的是( )
A．右储罐中的电解质为NaBr/NaBr3
B．充电过程中Na+通过膜从右向左流动
C．电池充电时，阳极的电极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4
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S3
2-生成
21．【钒液流电池】(2026·浙江嘉兴市高三教学测试)液流电池是电化学储能领域的研究热点之一，一
种钒液流电池的结构及其充电时的工作原理如图所示，其电解液存储在储液罐中，使用时将电解液分别泵
入阴极室和阳极室中。下列说法不正确的是( )
A．a 为正极
B．放电时，VO2+-e-+H2O=VO2++2H+
C．充电时，每生成1 molVO2
+，有
从左室向右室迁移
D．充电时，具有较高能量的产物被泵回储液罐，将能量储存起来
22．【钱铁液流电池】(2026·浙江省七校联盟高三一模)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别
为石墨电极和负载铁的石墨电极，下列说法不正确的是( )
A．隔膜应该为阴离子交换膜
B．b 极电解材料应该为石墨电极
C．充电时，隔膜两侧溶液
浓度均增加
D．充电时，a 与外接电源的负极相连
重难·创新演练
1．【二次水系电池】(2026·河北邢台三模)某科研团队开发了一种含有I-和) Br-的高浓度异卤电解质的
二次水系电池，为高能量密度水系电池的设计提供了新思路。电池的工作原理如图所示。下列说法正确的
是( )
A．放电时，电极 X 为正极，发生还原反应 B．充电时，溶液中
由左向右移动
C．充电时，电极 X 质量增加 D．放电时，电极 Y 的反应有：I2 +2Br--2e- =2IBr
2．(2026·江省台州市椒江区等5 地高三一模) CO2和SO2协同电解水制氢技术装置如下图所示，CO2和
SO2被NaOH 溶液吸收形成吸收液，通过电解在左池重新生成NaOH 溶液及在右池回收CO2，实现烟气的
脱硫脱碳。下列说法正确的是( )
A．电极B 与电源负极相连 B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．可将右池中硫酸溶液换成盐酸 D．阳极区可能还存在电极反应：SO3
2--+H2O-2e-= SO4
2--＋2H＋
3．(2026·陕西渭南一模)我国科学家研发了一种具有
氨氧化、析氢
双功能的
“
”
Zn-NH3电池，其工作
原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．放电时，OH-从右向左通过阴离子交换膜
B．充电时，阴极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-= Zn+4OH-
C．复合石墨电极表面，放电时析氢，充电时氨氧化
D．充电时，每生成3 mol Zn，阳极室溶液质量减小28 g
4．【大气固碳电池】(2026·江苏南京高三模拟)一种电化学
大气固碳
电池工作原理如图所示。该
“
”
电池充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3发生氧化，释放出CO2和O2。下列说法不正确的是(
)
A．放电时电极A 是负极
B．该电池不可选用含水电解液
C．充电时阳极发生的反应为：
D．该电池每放、充各4 mol 电子一次，理论上能固定1 molCO2
5．【锂电池】(2026·江西新余考前高三模拟)一种锂离子电池总反应方程式：
，电极材料分别为嵌锂石墨，钴酸锂(LiCoO2)。某时段的工作原理如
图所示。下列说法正确的是( )
A．图示中的电池处于充电状态
B．放电时，嵌锂石墨作正极
C．充电时，阴极发生的反应为xLi＋+Cy+xe-=LixCy
D．充电时，钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目
6．(2026·湖北武汉高三模拟)我国科学家设计了以金属
和负载金属
的碳纳米管为电极，以无水
含锂有机物为电解质的可充电锂电池体系。如图所示，该体系通过电池放电生成
催化界面，实现了
在常温常压条件下低能耗合成氨。
下列说法错误的是( )
A．放电时，Li++e-+Ru=LiRu ，将Li 附着在Ru 表面
B．延长放电时间，能生成更多Li，增加LiRu 催化剂活性
C．N≡N 键能大，不易解离为N 原子，LiRu 催化剂能降低N2解离时的活化能
D．充电时，需要额外消耗少量电能以除去催化剂表面吸附的杂质并恢复到初始放电状态
7．【钾离子电池】(2026·山西晋城三模)我国研究人员制备了一种全新的高稳定性水系钾离子电池，
其放电原理如图甲所示(已知
)，右侧电极材料的
晶胞结构如图乙所示，其中K+嵌在部分小立方体的
中心。下列叙述正确的是( )
A．放电时，KxPTCDI 为正极
B．充电时，阳极的电极反应为KxPTCDI - xe- = PTCDI + xK+
C．当右侧电极材料中K+嵌入率为25%时，n(Fe2+)：n(Fe3+)=1：3
D．充电时，当右侧电极材料中K+嵌入率由80%下降到30%时，电路中通过的电子数为NA
8．【有机软包电池】(2026·湖北十堰高三模拟)天津大学科研团队设计出一种有机软包电池，其电极
在弯折拉伸下仍保持完整，放电时，Pt/C 电极发生的反应为H2－2e-=2H＋下列说法错误的是( )
A．充电时，电子由1，2-NQ 极经外电路流向Pt/C 极
B．放电时，每转移2mole-，Pt/C 电极消耗H222.4 L
C．放电时，H+通过隔膜由左向右迁移
D．放电时，1，2-NQ 电极发生还原反应
9．【镍离子电池】(2026·陕西渭南三模)某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，
Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，
只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3。关于该电池说法错误的是( )
A．该电池在首次充电中，V 元素化合价不变
B．充电时，Ni@C 电极的电极反应式为：Ni2++2e-=Ni
C．充电时，电解液中的阳离子向阴极移动
D．放电时，正极的电极反应式为：NaV2(PO4)3+ Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3
10．(2026·安徽合肥高三模拟)我国科学家研发PBFDO(聚苯并二呋喃酮)有机高分子正极材料，应用于
有机锂离子电池，图甲为电池示意图，图乙为放电时PBDFO 电极工作原理示意图。下列说法错误的是(
)
A．放电时，外电路电子流入PBFDO 共轭骨架，形成负电荷中心，吸引
定向迁移
B．充电时，阴极反应：Li++e-=Li
C．放电时，外电路每通过1mol 电子，正极质量增加7g
D．PBFDO 分子间氢键网络促进电子链间跃迁，使材料具有高导电性
11．【钠离子电池】(2026·山东济南高三模拟)某新型钠离子二次电池电极材料的导电聚合物中掺杂磺
酸基以增强电化学活性，充电时工作原理如图所示。已知：电荷量
电流
时间
；
；单个电子的电荷量
。下列说法错误的是( )
A．充电时，电极
质量减小
B．充电一段时间，电解质溶液中Na＋浓度基本保持不变
C．放电时，电极B 电极反应为NaxCy－xe-=xNa＋+Cy
D．放电时，以3.2A 恒定电流工作14 分钟，电极
质量减少0.92g，化学能转化为电能的转化率为
30%
12．【新型储能电池】(2026·浙江杭州高三模拟)新型储能电池是新能源领域的研究热点，一种基于
Na-CO2电池的新型电化学装置(可用于电网储能)，其工作原理如图所示，电极材料为多孔Na 电极、多孔
碳电极，电解质为熔融NaCl-AlCl3(不参与电极反应)，电池总反应为4Na+3CO2
2Na2CO3+C。
下列说法错误的是( )
A．放电时，多孔Na 电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Na-e-=Na+
B．放电时，多孔碳电极为正极，CO2在该电极上发生还原反应，且有C 生成
C．充电时，外接电源的正极接多孔Na 电极，该电极发生Na+得电子的还原反应
真题·实战演练
1．(2025·海南卷，1，2 分)我国发电量及用电规模久居世界第一。以下不属于绿电的是( )
A．火力发电 B．光伏发电 C．水力发电 D．风力发电
2．(2025·安徽卷，13，3 分)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固
体电解质仅允许Li＋通过。下列说法正确的是( )
A．放电时电解质溶液质量减小
B．放电时电池总反应为H2+2Li=2LiH
C．充电时Li+移向惰性电极
D．充电时每转移1mol 电子，c(H＋)降低1mol·L-1
3．(2024·北京卷，3，3 分)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法
正确的是( )
A．石墨作电池的负极材料
B．电池工作时，NH4
+向负极方向移动
C．MnO2发生氧化反应
D．锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋
4．(2024·江苏卷，8，3 分)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O= ZnO+2MnOOH，电池构造示意
图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．电池工作时，MnO2发生氧化反应
B．电池工作时，OH-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1mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×10-23
5．(2024·广西卷，9，3 分)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：Na3V2(PO4)3-xe-=Na3-xV2(PO4)3+xNa+
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
6．(2024·福建卷，9，4 分)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li+有机溶液。
放电过程中产生(CF3SO2)NLi，充电过程中电解LiCl 产生Cl2。下列说法正确的是( )
A．交换膜为阴离子交换膜
B．电解质溶液可替换为LiCl 水溶液
C．理论上每生成1molCl2，需消耗2molLi
D．放电时总反应：6Li+N2+4CF3SO2Cl=2(CF3SO2)NLi+4LiCl
7．(2024·江西卷，11，3 分)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NO3
-+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
8．(2024·安徽卷，11，3 分)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Zn-
TCPP (局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn 为电极，以ZnSO4和KI 混合液为电解质溶
液。下列说法错误的是( )
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：I3
-+Zn
Zn2++3I-
C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP
D 放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol 电子
9．(2024·全国新课标卷，12，6 分)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2C6H12O6+O2=2C6H12O7
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Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a
10．(2024·江西卷，11，3 分)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NO3
-+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
11．(2024·全国甲卷，12，6 分)科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn 可充电电池(如图所示)。电池
工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH 和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是( )
A．充电时，Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应Zn+2MnO2=ZnMn2O4
C．放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
D．放电时，Zn 电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH
12．(2024·河北卷，13，3 分)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为
电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(
)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Mg2+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，电池总反应为Mg+2CO2= MgC2O4
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Mg 电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移
D．放电时，每转移1mol 电子，理论上可转化1mol CO2
