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大单元四 电化学
专题一 新型化学电源
【真题再现●明考向】
1.(2025·黑吉辽蒙卷)一种基于Cu2O 的储氯电池装置如图，放电过程中a、b 极
均增重。若将b 极换成Ag/AgCl 电极，b 极仍增重。关于图中装置所示电池，
下列说法错误的是( )
A.放电时Na＋向b 极迁移
B.该电池可用于海水脱盐
C.a 极反应：Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋
D.若以Ag/AgCl 电极代替a 极，电池将失去储氯能力
2.(2025·重庆卷)下图为AgClSb 原电池，有关说法正确的是( )
A.放电时，M 为正极
B.放电时，N 的电极反应为：Ag－e－＋Cl－===AgCl
C.充电时，消耗4 mol Ag，同时消耗4 mol Sb4O5Cl2
D.充电时，M 极的电极反应为：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O
3.(2025·四川卷)最近，我国科学工作者制备了一种NiCuO 电催化剂，并将其与
金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的NO 为NH3，其工作原理如图所
示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原
子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的NO 逐步还原为NH3。
下列说法错误的是( )
A.放电时，负极区游离的OH－数目保持不变
B.放电时，还原1.0 mol NO 为NH3，理论上需要8.0 mol 氢原子
C.充电时，OH－从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区
D.充电时，电池总反应为4[Al(OH)4]－===4Al＋6H2O＋4OH－＋3O2↑
4.(2024·安徽卷)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 ZnTCPP(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I＋Zn
==
⥫
⥬Zn2+＋3I－
C.充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自ZnTCPP
D.放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移 0.02 mol 电子
【核心梳理●明方向】
1.原电池模型(锌铜原电池)
2.充电电池原理分析
3.浓差电池
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧电解池中的特定物质
有浓度差，离子均是由“高浓度”移向“低浓度”，阴离子移向负极区，阳离
子移向正极区。
由于存在离子浓度差而产生电动势的电池称为离子浓差电池，当两极室离子浓
度相等时放电完成。某离子浓差电池的工作原理如图所示。
4.有机物燃料电池电极反应式的书写——以CH4燃料电池为例
(1)在酸性电池中，电极反应式用H＋平衡电荷，不能出现OH－。负极生成H＋，
正极消耗H＋。
负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋。
正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
电池总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
(2)在碱性电池中，电极反应式用OH－平衡电荷，不能出现H＋、CO2(应为
CO)。负极消耗OH－，正极生成OH－。
负极：CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO。
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
电池总反应式：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。
(3)熔融碳酸盐燃料电池(CO 平衡电荷)。负极：燃料失去电子，生成CO2；正极：
氧气得到电子，生成CO。
负极：CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O。
正极：O2＋2CO2＋4e－===2CO。
(4)固态氧化物燃料电池(O2-平衡电荷)。
负极：CH4＋4O2-－8e－===CO2＋2H2O。
正极：O2＋4e－===2O2-。
5.微生物燃料电池
微生物(或酶)电池是指在微生物的作用下(类似催化作用)，将化学能转化为电能
的装置，其工作原理如图所示：
①微生物有利于有机物的氧化反应，促进了反应中电子的转移。
②有机物在负极失去电子，负极反应中有CO2生成，同时生成H＋(如葡萄糖在
负极发生反应：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2＋24H＋)，H＋通过质子交换膜从
负极区移向正极区。
【考点突破●提能力】
1.(2025·江苏省四市一模)以LiAlCl4为离子导体的铝磷酸铁锂电池，该电池放电
时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示，下列关于电池放电时
的说法不正确的是( )
A.化学能转化为电能
B.电极Al 作负极
C.Li＋透过离子交换膜从右向左迁移
D.正极的电极反应：Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋===LiFePO4
2.(2025·陕西省商洛市二模)化学家发明了N2/H2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N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1。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NH，则理论上燃料电池中最终不会生成NH
C.“Anode”电极上发生反应为N2＋6e－＋6H＋===2NH3
D.若该电池的能量转化效率为80%，则每生成17 g NH3，理论上可放出73.92 kJ
电能
3.(2025·河南名校学术联盟一模联考)近日，海南大学某团队以MXene 作为负极，
AgCl/CuCl/FeOCl 作为正极，首次报道了一种基于天然海水电解液的可充电氯
离子电池。
下列叙述错误的是( )
A.放电时，N 极发生还原反应
B.放电时，发生迁移的Cl－数与阳离子数相等
C.充电时，M 极与电池的负极连接
D.充电时，N 极固体质量增加
4.(2025·八省联考四川卷)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。
下列说法错误的是( )
A.放电时，K＋从负极向正极迁移
B.放电时，Zn(OH)的生成说明Zn(OH)2具有两性
C.充电时，电池总反应为Zn(OH)＋2S2O===Zn＋S4O＋4OH－
D.充电时，若生成1.0 mol S4O，则有4.0 mol K＋穿过离子交换膜
【限时训练】（限时：60 分钟）
新型化学电源
(选择题每题5 分，满分：50 分)
1.1800 年意大利科学家伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电堆，开创了
电学发展的新时代。目前最先进电池之一的“比亚迪刀片电池”在结构上仍能
看到伏打电堆的影子。下列说法不正确的是( )
A.放电过程中，电流从b 极经过导线流向a 极
B.电池单元组越多电压越大
C.食盐水中Cl－发生电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
D.放电过程中，Na＋从Zn 片移向Cu 片
2.(2025·山西省晋城市二模)由Cu2S 制备 CuSO4工作原理如图所示。下列有关说
法错误的是( )
A.X 交换膜为阴离子交换膜
B.该电池工作时，电子由M 极经过导线移向N 极
C.当外电路转移1 mol e－，交换膜右侧溶液质量减少24 g
D.M 极的电极反应式为Cu2S－10e－＋4H2O===2Cu2+＋8H＋＋SO
3.(2024·海南省部分学校高三模拟)利用一种电解质溶液浓度不同引起电势差的
装置称为“浓差电池”，其原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散。某浓差电池
的模拟装置如图所示。已知：两电极银的质量均为300 g。下列叙述正确的是(
)
A.Ag(1)电极为负极，发生氧化反应
B.NO 由右侧向左侧迁移
C.电池停止工作时两电极的质量差为432 g
D.电池放电时将化学能全部转化成电能
4.(2025·辽宁省鞍山市二模)某研究团队设计了一种可穿戴汗液传感器用于检测
汗液中的葡萄糖浓度，该传感器同时集成了供电与检测两个模块。如图是供电
模块工作原理(其中GOD 为电极表面修饰的葡萄糖氧化酶)。下列说法错误的是(
)
A.使用高活性GOD，可提高酶促反应速率，增强电信号强度
B.利用纳米材料修饰电极表面可提供更多的活性位点，有利于提高传感器的灵
敏度
C.供电模块负极反应：C6H12O6－2e－＋H2O===C6H12O7＋2H＋
D.供电模块中1×10-6 mmol C6H12O6被氧化，正极消耗1.12×10-5 mL O2(标准状
况)
5.(2025·广东卷)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上
MnO2减少；电极材料每转移1 mol 电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说
法错误的是( )
A.充电时Ⅱ为阳极
B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH 降低
C.放电时负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2+
D.充电时16 g S 能提供的理论容量为26.8 A·h
6.(2025·八省联考河南卷)我国科学家设计了一种水系SMnO2可充电电池，其工
作原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A.充电时，电极b 为阳极
B.充电时，阳极附近溶液的pH 增大
C.放电时，负极的电极反应：Cu2S－4e－===S＋2Cu2+
D.放电时，溶液中Cu2+向电极b 方向迁移
7.(2025·黑龙江齐齐哈尔市一模)2024 年，吉林大学科学团队采用等离子体Au 纳
米粒子(可吸收可见光，产生电子)修饰的缺陷氮化碳(AuNvC3N4)光电正极，建立
了一种新型双功能辅助LiN2电池系统，总反应为6Li＋N2===2Li3N，结构示意
图和光电正极的工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A.Nv可以捕获光生电子用于氧化N2
B.放电时，电流由a 电极沿导线流向b 电极
C.产生1 A·h 电荷量时，生成Li3N 的质量与消耗N2的质量比为5∶2
D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗0.7 g Li 时，铅酸蓄电池消耗0.9 g 水
8.(2025·湖北省七市一模联考)一种微生物电池无害化处理有机废水的原理如图
所示，废水中含有的有机物用C6H12O6表示。下列说法正确的是( )
A.N 极电势低于M 极电势
B.温度越高废水处理速率越快
C.M 极产生5.6 L CO2，则Ⅲ区溶液质量增加23 g
D.M 极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋
9.(2025·四川泸州一模)中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi
ZMOF)材料，将其用做ZnCO2电池的电极，可提高电池放电效率，电池结构如
图所示，双极膜中H2O 解离的H＋和OH－在电场作用下向两极移动。下列有关
说法正确的是( )
A.锌电极的电势高于BiZMOF 电极的电势
B.放电时，每消耗0.2 mol Zn，双极膜内解离3.6 g H2O
C.BiZMOF 电极的反应式为CO2＋2H＋－2e－===HCOOH
D.BiZMOF 电极具有吸附CO2，并催化CO2转化为HCOOH 的作用
10.(2025·安徽“江南十校”一模联考)某国外期刊报道了我国科学家设计的一种
聚合物微粒电池，其工作原理如图所示，已知该电池在放电过程中产生聚对苯
二酚。下列说法正确的是( )
A.放电时，b 电极的电势要高于a 电极
B.放电时H＋从a 极区经过半透膜向b 极区迁移
C.充电时，b 电极的电极反应方程式为
＋4e－＋4H＋===
D.充电时，a 电极附近的OH－浓度减小
