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第38 天 押新型化学电源
锂钠锌离子电池的电极反应与离子迁移方向
（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一种
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
为
，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表面的
逐步
还原为
。
下列说法错误的是
A．放电时，负极区游离的
数目保持不变
B．放电时、还原
为
，理论上需要
氢原子
C．充电时，
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
例1
【答案】A
【解析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，
，
正极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
逐步
还原为
，正极区发生反应为
(注意此反应不是电极反应)，充电时，
金属铝为阴极，
电极为阳极，据此解答。A．放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生
成四羟基合铝酸根：
，当转移3mol 电子时，消耗
，同时正极区
会有
通过
离子交换膜进行补充，
净消耗1mol，故负极区游离的
数目会减少，
故A 错误；B．氢原子将吸附在电催化剂表面的
逐步还原为
，还原
为
，由化
合价变化可知，得到8mol 电子，所以理论上需要
氢原子，故B 正确；C．充电时，阴离子向阳
极移动，所以充电时，
从阴极区穿过
离子交换膜进入阳极区，故C 正确；D．充电时，电池
阴极反应式为
，阳极反应式为
，总反应为
，故D 正确；答案选A。
（2025·重庆·高考真题）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
【解析】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。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
例2
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。
（2025·安徽·高考真题）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
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
C．充电时
移向惰性电极
D．充电时每转移
电子，
降低
【答案】C
【解析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，
目的是将
解离为
和
，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：
，
阳极为气体扩散电极，电极反应：
，放电时，惰性电极为负极，电极反
应为：
，气体扩散电极为正极，电极反应为
，据此解答。
A．放电时，
会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成
进入储氢容器，当转移2mol
电子时，电解质溶液质量增加
，即电解质溶液质量会增大，A 错
误；B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为
，B 错误；
C．充电时，
向阴极移动，则
向惰性电极移动，C 正确；D．充电时每转移
电子，会有
与
结合生成
，但不知道电解液体积，无法计算
降低了多少，D 错误；故选
C。
（2024·全国甲卷·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
例3
例4
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
【答案】C
【解析】Zn 具有比较强的还原性，
具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn 与MnO2之
间，所以
电极为正极，Zn 电极为负极，则充电时
电极为阳极、Zn 电极为阴极。A．充电
时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即
向阴极方向迁移，A 不正确；B．放电时，
负极的电极反应为
，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn 元素化合价应降低，
而选项中Zn 元素化合价升高，B 不正确；C．放电时
电极为正极，正极上检测到
和少
量
，则正极上主要发生的电极反应是
，C 正确；D．放电时，
Zn 电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol 电子，由正极的主要反应
可知，若正极上只有
生成，则生成
的物质的量为
0.020mol，但是正极上还有
生成，因此，
的物质的量小于0.020mol，D 不正确；综
上所述，本题选C。
（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于
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
向b 极迁移
B．该电池可用于海水脱盐
C．a 极反应：
例5
D．若以Ag/AgCl 电极代替a 极，电池将失去储氯能力
【答案】D
【解析】放电过程中a、b 极均增重，这说明a 电极是负极，电极反应式为
，b 电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－
+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。A．放电时b 电极是正极，阳离子向正极移动，所以
向b 极迁移，
A 正确；B．负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B 正确；C．a 电极是
负极，电极反应式为
，C 正确；D．若以Ag/AgCl 电极代
替a 极，此时Ag 失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D 错误；答案选
D。
“新型化学电池”是高考电化学板块的核心题型，命题呈现“情境新颖、电极反应复杂、离子迁移与
膜结合”的特点。试题常以可充放电电池（如锂-氢、钠离子、锌-硝酸盐、钙-磷酸亚铁锂、全铁液流等）
为背景，通过装置图、放电/充电过程描述，综合考查电极反应式的书写、离子迁移方向、电子转移计算、
电解质溶液质量变化、pH 变化、隔膜类型判断、充放电转化关系等。近年趋势是强化对新型电极材料
（如普鲁士白、NASICON、掺杂高分子）和储能机理（如嵌入/脱嵌、转化反应、双功能催化） 的理解，
同时注重对“充电时电极连接方式”“离子交换膜选择”“两极区质量变化”等细节的定量或半定量分析。
预计2026 年将继续以“陌生电池+电化学原理”的形式出现，要求学生从装置图中提取信息，运用原电池、
电解池的基本原理进行推理和计算。
常考的方向有：
放电时电极反应式的书写：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。需根据放电时物质转化、化
合价变化、电解质环境（酸性、碱性、非水）正确书写电极反应式。常见考点：Al-硝酸盐电池中
负极Al→Al(OH)₄⁻；锂-氢电池中正极H⁺还原为H₂；钙-磷酸亚铁锂电池中正极Li⁺嵌入。
充电时电极反应式的书写：充电时原电池的负极接电源负极成为阴极（发生还原反应），正极接
电源正极成为阳极（发生氧化反应），电极反应与放电相反。常见考点：AgCl-Sb 电池充电时M
极反应为AgCl + e⁻ → Ag + Cl⁻；全铁液流电池充电时b 极反应为Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻。
离子迁移方向与离子交换膜：放电时阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移；充电时阳离子向阴
极迁移，阴离子向阳极迁移。根据迁移离子选择离子交换膜（阳离子交换膜、阴离子交换膜、质
子交换膜）。常见考点：锂-氢电池中Li⁺通过固体电解质迁移；锌-硝酸盐电池中OH⁻向负极移动；
全固态氢负离子电池中H⁻通过固体电解质迁移。
电子转移与物质质量变化计算：根据电极反应，通过电子转移计算消耗或生成的物质质量、两极
区质量变化、离子浓度变化等。常见考点：Al-硝酸盐电池中消耗4 mol Al 最多处理NO₃⁻的质量；
钙-磷酸亚铁锂电池充电时左室电解质质量减少与转移电子数的关系。
电池总反应的书写：将正负极反应相加（注意电子守恒）得到总反应。充放电总反应互为逆过程。
常见考点：Al-硝酸盐电池放电总反应；锂-氢电池放电总反应。
新型电极材料与储能机理：嵌入/脱嵌型电极（如LiFePO₄、普鲁士白）、转化型电极（如
NaAlH₄、CeH₂）、合金型电极等。需根据放电时物质转化判断正负极。常见考点：钠离子电池中
Na⁺在硬碳中的嵌入/脱嵌；钙-磷酸亚铁锂电池中Li⁺在LiFePO₄ 中的嵌入/脱嵌。
隔膜类型与离子传导：根据装置中移动的离子种类判断隔膜类型。质子交换膜只允许H⁺通过；阳
离子交换膜允许阳离子通过；阴离子交换膜允许阴离子通过；固体电解质传导特定离子（如Li⁺、
H⁻）。常见考点：有机多孔电极电催化还原CO₂ 装置中为质子交换膜；镍镉蓄电池宜采用阴离子
交换膜。
充放电过程中溶液pH 或浓度变化：根据电极反应消耗或生成H⁺、OH⁻，判断电解质溶液pH 变化；
根据离子迁移和电极反应判断离子浓度变化。常见考点：Al-硝酸盐电池放电时负极区pH 减小；
钙-磷酸亚铁锂电池充放电时Li₂SO₄ 溶液浓度不变。
充放电过程中两极区质量变化：结合电极反应和离子迁移，计算两极区质量的增加或减少。常见
考点：钙-磷酸亚铁锂电池充电时左室质量减少；碱式镍镉电池充电时a 极区溶液质量不变。
光充电电池与能量转换：光照时，光催化电极产生电子和空穴驱动充电，实现太阳能→化学能→
电能的转换。常见考点：镍镉蓄电池在光照区充电，阴影区放电。
液流电池的结构与特点：电解液储存于外部储罐，通过泵循环，可方便地通过增加电解液体积增
大容量。充放电时活性物质在电极表面发生氧化还原，电解液可循环使用。常见考点：DAPQ 液流
电池中电解液不储存于电池内部；全铁液流电池中Fe²⁺/Fe³⁺循环。
双功能催化剂与多反应耦合：同一催化剂同时催化正负极反应，如锌-硝酸盐/乙醇电池中RhCu M-
tpp 双功能催化剂。常见考点：放电时硝酸根还原为氨，乙醇氧化为乙酸。
电势高低比较：放电时负极电势低于正极；充电时阳极电势高于阴极。常见考点：DAPQ 液流电池
放电时Y 电极电势较低；有机多孔电极电催化还原CO₂ 装置中a 极电势高于b 极。
电子流向与电流方向：放电时电子从负极经外电路流向正极，电流方向相反；充电时电子从电源
负极流向阴极，阳极电子流向电源正极。常见考点：全铁液流电池放电时电子由负极流出经导线
流向正极，不通过隔膜。
1．原电池模型
2．解答原电池装置问题的步骤
（1）判断电极类型
解题要求：根据物质类别；化合价的变化；电流、电子、离子移动方向等信息进行分析。
（2）分析微粒移动
解题要求：基于原电池模型进行分析。
（3）推断电极反应
解题要求：根据物质转化信息，理清电子得失，注意介质离子。
（4）分析数据变化
解题要求：基于电极反应式分析数据变化或定量计算。
3．解答二次电池充放电问题的思维模型
1．（2026·山东·模拟预测）一种可通过光照充电的碱性镍镉蓄电池可用于航天器，电池充放电时工作原理
如图所示。光照时，光催化电极产生电子（
）和空穴（
）可驱动电池充电，通过充放电过程，满
足飞船在光照区和阴影区交替飞行时对能量储存和供给需要。下列说法错误的是
A．飞船由光照区驶入阴影区时电池的能量转换方式：太阳能
化学能
电能
B．飞船进入光照区充电，b 极反应式为：
C．电池宜采用阴离子交换膜，飞船进入阴影区时，
从a 极区经交换膜向b 极区迁移
D．飞船进入光照区充电时，a 极区溶液质量保持不变
【答案】C
【解析】由电池示意图可知，放电时，a 极为负极，电极反应式为
，b 极为正极，
电极反应式为
；充电时，a 极为阴极，电极反应式为
，b 极为阳极，电极反应式为
；A．飞
船在光照区充电，将太阳能转化为化学能储存；在阴影区放电，将储存的化学能转化为电能使用。因
此，描述整个能量利用过程的顺序为太阳能→化学能→电能是正确的，A 正确；B．充电时，b 极上
得到空穴（
）被氧化为
，电极反应式为
，B 正
确；C．由分析可知，充放电时，两电极生成或消耗
，为保证电池持续稳定运行，应使
在两
极间迁移，故镍镉蓄电池宜采用阴离子交换膜，飞船进入阴影区时（放电），
从b 极（正极）穿
过阴离子交换膜向a 极（负极）迁移，C 错误；D．飞船进入光照区充电时，a 极反应式为
，电路中每转移2 mol 电子，有2 mol
由a 电极进入电解质溶液，同
时有2 mol
跨膜进入b 极区，因此a 极区电解质溶液质量保持不变，D 正确；故答案选C。
2．（2026·四川凉山·二模）研究HCOOH 燃料电池性能的装置如图所示，两电极间用允许
、
通过的
半透膜隔开。下列说法正确的是
A．该电池工作时将电能转化为化学能
B．放电过程中需补充的物质A 为
C．电池负极上的电极反应式为
D．电池工作时K⁺通过半透膜由右室迁移至左室
【答案】B
【解析】根据图示，HCOO-失电子发生氧化反应生成碳酸氢根离子，左侧电极为负极；Fe3+得电子发生还
原反应生成Fe2+，右侧电极为正极；A．该电池工作时将化学能转化为电能，故A 错误；B．放电过程
中，Fe2+被氧气氧化为Fe3+，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，同时有K2SO4，所以需
补充的物质A 为
，故B 正确；C．电池负极上HCOO-失电子发生氧化反应生成碳酸氢根离子，
负极的电极反应式为
，故C 错误；D．电池工作时，阳离子向正
极区移动，该电池右侧电极为正极，K+通过半透膜由左室迁移至右室，故D 错误；选B。
3．（2026·甘肃武威·模拟预测）某锂离子电池的工作原理如图所示。放电时，b 电极由
生成
。下列说法错误的是
A．充电时，a 电极与电源负极连接
B．放电时，a 电极反应为
C．充电时，b 电极反应为
D．放电时，b 电极嵌入
时理论上有a mol 电子通过碳酸酯类溶剂
【答案】D
【解析】根据题意，放电时b 电极由
生成
，电极反应式为：
，发生还原反应，因此b 为正极，a 为负极；A．
放电时a 为负极，发生氧化反应，充电时，a 电极与电源负极连接，发生还原反应，A 正确；B． a（
）为负极，放电时失去电子产生
，负极电极反应式：
，B 正确；C．充电
时，b（
）电极作阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式为
，C 正确；D．放电时，b 电极嵌入
时理
论上有a mol 电子通过外电路从a 极转移到b 极，电子不通过碳酸酯类溶剂，D 错误；答案选择D。
4．（2026·云南·模拟预测）掺杂高分子作为可充电锂电池正极材料的研究在学术界和工业界均受到关注，
这类材料在光学显示器中的一种应用原理如图所示(掺杂为充电过程)，下列说法错误的是
A．掺杂时，电极
为阴极
B．光学显示器由红色变为蓝色时，
发生还原反应
C．光学显示器由蓝色变为红色时，电子由电极
经外电路移向掺杂高分子
D．放电时，正极的电极反应式为
【答案】B
【解析】该装置为可充电电化学装置，题干明确掺杂为充电过程（电解池），对应红色未掺杂高分子转化
为蓝色掺杂高分子；去掺杂为放电过程（原电池），对应蓝色掺杂高分子转化为红色未掺杂高分子：
装置组成：两个电极分别为金属Li 电极、ITO 玻璃基底负载的高分子电极，电解质为
有机电解
质；未掺杂高分子为红色
，掺杂后高分子为蓝色
。充电时，
在Li 电
极得到电子生成
，因此Li 电极作电解池的阴极；高分子电极作阳极，发生反应：
，
失去电子生成带正电的掺杂高分子，发生
氧化反应，颜色由红色变为蓝色。放电（去掺杂，原电池过程）放电时为原电池，活泼金属Li 易失电
子，作原电池负极，发生反应
（氧化反应）；蓝色掺杂高分子电极为原电池正极，发生反
应：
，掺杂高分子得到电子被还原为红色未掺杂高分子，
颜色由蓝色变为红色，外电路中电子由负极Li 流向正极（掺杂高分子电极）。A．掺杂（充电）时，
接电源负极，作阴极，A 正确；B．红色变蓝色是掺杂过程，
失电子发生氧化反应，不是
还原反应，B 错误；C．蓝色变红色是放电（原电池），
是负极，电子由
经外电路流向正极（掺
杂高分子），C 正确；D．放电时正极掺杂高分子得电子，反应式
，电荷、原子均守恒，符合推导，D 正确；故选B。
5．（2026·黑龙江辽宁·二模）由DAPQ 组成的液流电池如图所示。已知电池在充电时，
转化为
，有机电解液中存在DAPQ 和re-DAPQ 的转化。下列说法错误的是
A．放电时，电极Y 电势较低
B．放电时，X 电极的反应式为：
C．充电时，
穿过质子交换膜向X 电极移动
D．液流电池的电解液不储存于电池内部，可以通过增加电解液体积来实现增容
【答案】C
【解析】该装置为液流电池，充电时
转化为
，说明Y 电极发生还原反应，为电解池
阴极，对应X 电极为电解池阳极；放电时为原电池，Y 电极为负极，X 电极为正极，质子交换膜允许
在两室间迁移，有机电解液与铁氰化物电解液分别储存于电池外部，通过电泵循环。A．放电时为
原电池，Y 电极为负极，原电池中负极电势低于正极，因此电极Y 电势较低，A 正确；B．放电时X
电极为正极，发生还原反应，DAPQ 得电子结合
生成re-DAPQ，电极反应式书写正确，B 正确；
C．充电时为电解池，阳离子向阴极移动，Y 电极为阴极，因此
穿过质子交换膜向Y 电极移动，而
非向X 电极移动，C 错误；D．液流电池的电解液不储存于电池内部，可通过增加电解液体积来提升
电池总容量，实现增容，D 正确；故答案选C。
6．（2026·山东临沂·一模）我国科学家成功研发出可充电全固态氢负离子电池，装置如图所示。电池放电
时发生NaAlH4→Na3AlH6+Al，CeH2→CeH3的转化。下列说法错误的是
A．放电时，NaAIH4极是电池正极
B．充电时，阴极反应式为CeH3+e-=CeH2+
C．放电时，电子通过CeH3-BaH2移向正极
D．充电时，理论上消耗2molAl 的同时生成3molNaAlH4
【答案】C
【解析】首先配平放电（原电池）的两个半反应，确定电极性质： 放电时，两个电极分别发生反应：正
极（
极）：
；负极（
极）：
，中间层
为固体电解质，传导
，据此分析。A．根据分析
可知，放电时
极得电子，为电池正极，A 正确；B．充电时，原电池的负极（
极）接电
源负极，作电解池的阴极，阴极反应为
，B 正确；C．放电时，电子只能通过外
电路（导线）从负极移向正极，电子不能在电解质（
）中移动，电解质内部由
（离
子）导电，C 错误；D．充电总反应为放电的逆反应：
，充
电时消耗
，同时生成
，D 正确；故选C。
7．（2026·辽宁抚顺·一模）全铁液流电池的工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极(电极b)和负载铁
的石墨电极(电极a)。下列说法正确的是
A．放电时，电极a 发生还原反应
B．充电时，以铅蓄电池为电源，则电极b 与铅蓄电池的
电极相连
C．放电时，电子由电极a 流出经隔膜向电极b 移动
D．理论上，
每减少1 mol，
总量相应减少1.5 mol
【答案】B
【解析】全铁液流电池原理为
，a 极为负极，发生氧化反应
，电极材料为
负载铁的石墨，b 极为正极，发生还原反应
，电极材料为石墨，以此作答；A．放电时
电极a 为负极，负载的Fe 失电子发生氧化反应，A 错误；B．充电时电极b 为阳极，需与外接电源正
极相连，铅蓄电池的
电极是其正极，故电极b 与
电极相连，B 正确；C．电子仅能在外电路
中移动，无法通过隔膜进入电解质溶液区域，C 错误；D．放电时
每减少1 mol，转移1 mol 电子，
负极a 生成0.5 mol
，正极b 生成1 mol
，
总量共增加1.5 mol，并非减少，D 错误；故
选B。
8．（2025·新疆喀什·模拟预测）一种基于固体电解质NASICON 的可充电熔融钠电池，具有安全、电流密
度高等优点，其工作示意图如下所示，已知电池放电时不断有NaI 生成。下列说法正确的是
A．放电时b 电极为负极
B．放电时，电流方向为
导线
离子导体
C．充电时阳极反应式：
D．放电时转移
时，区和
区的质量差改变
【答案】C
【解析】首先判断放电时的正负极：已知放电时生成NaI，区为熔融Na，Na 失电子生成
，因此a 为
负极，b 为正极，据此解答。A．放电时
是负极，
是正极，A 错误；B．电流方向与电子流动方向
相反：放电时电子从
（负极）经导线流向
（正极），因此电流方向为：b→导线→a→离子导体
→b，B 错误；C．放电时正极（
极）反应为：
；充电时，
极为阳极，发生氧化反应，
电极反应为
，C 正确；D．放电时转移
，区有
失电子变为
，
通过
固体电解质进入
区：因此区质量减少
，
区质量增加
，二者质量差改变量为
，D 错误；故选C。
9．（2026·陕西咸阳·模拟预测）碱性葡萄糖燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极A 为燃料电池的正极
B．电极B 的电极反应方程式为
C．电池工作一段时间后，电解液中
浓度下降
D．电路中通过2 mol 电子时，消耗
【答案】C
【解析】A．
在电池工作过程中失电子，电极A 为负极，A 项错误；B．电极B 的电极反应式为
，B 项错误；C．电极A 的电极反应式为
，结合B 项可知，电池工作一段时间后，电解液中
浓度
下降，C 项正确；D．电路中通过2 mol 电子时，消耗
，D 项错误；答案选C。
10．（2026·湖南衡阳·模拟预测）一种有机多孔电极材料电催化还原
的装置如图所示。下列说法不正
确的是
A．b 极电势低于
极电势
B．该电池所用隔膜为质子交换膜，质子由a 极移向b 极
C．b 极生成
的电极反应为
D．当隔膜穿过
离子时，阳极生成气体的体积为
，则此时电池效率为70%
【答案】D
【解析】由图可知，在
电极，
被氧化为
，a 电极为阳极，与外接电源正极连接；电极为阴极，
与外接电源负极连接，据此作答。A．由分析可知，a 电极为阳极，b 电极为阴极，分别与外接电源正
极和负极连接，因此，a 极电势高于b 极，A 正确；B．a 电极反应的方程式为
，
反应生成
。由图可知，b 电极反应消耗
，因此，该电池所用隔膜为质子交换膜，质子由
极移
向极，B 正确；C．由分析可知，电极是阴极，发生还原反应，电极反应的方程式为
，C 正确；D．未给出气体所处的状态是否为标况，无法计算，D 错误；故
选D。
11．（2026·湖南怀化·一模）钠离子电池因原料资源丰富、成本低廉和低温性能优异等优势，成为储能领
域的研究热点。某钠离子电池结构如图所示，电极A 的材料为
(普鲁士白，
)，电极B 的材料为
(嵌钠硬碳)。下列说法正确的是
A．放电时，外电路通过a mol 电子时，有a mol
转移到电极B
B．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移1 mol
时，理论上可获得64 g 纯铜
C．充电时，电极B 与外接直流电源的正极相连
D．放电时，正极的电极反应式可表示为：
【答案】D
【解析】从图可知，A 电极上放电时
转化为
，电极反应式为：
，是电池正极；B 电极上放电时
转化为
，
电极反应式为：
，是电池负极，据此作答。A．由分析可知，放电时，电极
A 为正极，外电路通过
电子时，有
转移到电极A，A 错误；B．电解精炼铜的阴极反应
式为：
，当电池中迁移1 mol
时转移1 mol 电子，电解精炼铜时生成0.5 mol Cu，其
质量为32 g，B 错误；C．由分析可知，放电时，电极B 为负极，则充电时，电极B 为阴极，与外接
直流电源的负极相连，C 错误；D．由分析可知，放电时，正极反应式为：
，D 正确；故选D。
12．（2026·广东广州·一模）一种以Ni-CuO 作为电催化剂的Al-
新型电池如图所示，放电时可将污水
中的
转化为
。下列说法错误的是
A．充电时，电极Ⅱ为阳极
B．放电时，负极区溶液中pH 逐渐减小
C．放电时，理论上每消耗4 mol Al 最多可处理62 g 的
D．充电时，电解池的总反应为
【答案】C
【解析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，电极反应式为
，电极Ni-CuO 为正极，
被还原为NH3，正极发生反应为
，充电时，金属铝为阴极，电极反应与原电池相反，电极Ni-CuO 为阳
极，阳极反应式为
，据此解答。A．放电时电极Ⅱ为正极，充电时正极连接电
源正极作阳极，A 正确；B．放电时负极反应为
，消耗
，负极区
浓度降低，pH 逐渐减小，B 正确；C．1 mol Al 反应失去3 mol 电子，4 mol Al 共失去12 mol 电
子；
转化为
时N 元素从+5 价变为-3 价，1 mol
得到8 mol 电子，故可处理
的物质
的量为
，质量为
，C 错误；D．充电时阴极
得电子生成
Al，阳极
失电子生成
，配平总反应为
，D 正确；
故选C。
13．（2026·陕西·模拟预测）钙-磷酸亚铁锂(Ca-
)电池是一种新型的可充电电池，它具有低成本，
不容易发生热失控和燃烧爆炸，下图是该可充电电池的工作示意图，
为非水电解质，锂
离子可以在
/
电极上嵌入或脱嵌。下列说法不正确的是
A．放电时，
溶液浓度减小，充电时，
溶液浓度增大
B．放电时，正极反应式为
C．充电时，当左室中电解质的质量减少5.2 g 时，转移0.4 mol 电子
D．放电时，
/
电极发生
嵌入，充电时，
/
电极发生
脱嵌
【答案】A
【解析】这是一种新型的可充电电池，左侧电极为钙电极 ，右侧电极为Li1-xFePO4/LiFePO4电极，放电过
程 (原电池)中负极发生氧化反应，失去电子，钙比锂更活泼，因此钙电极作为负极，反应式为Ca -
2e-=Ca2+，正极发生还原反应，得到电子，右侧的Li1-xFePO4电极为正极，根据提示，Li+会嵌入到正极
材料中，反应式为Li1-xFePO4 + xLi+ + xe⁻ =LiFePO4；为了平衡电荷，左室产生的 Ca2+ 使得正电荷增
多，而右室消耗了 Li+ 使得正电荷减少。因此，Li+会从左室通过锂离子交换膜移动到右室。充电是
放电的逆过程，阴极 (连接电源负极)发生还原反应。反应式为Ca2+ + 2e-=Ca，阳极 (连接电源正极)发
生氧化反应，即放电时正极反应的逆反应，反应式: LiFePO4 - xe- =Li1-x FePO4 + xLi+，左室消耗
Ca2+，右室产生 Li+。为了平衡电荷，Li+会从右室通过锂离子交换膜移动到左室。A．放电时，Li+通
过锂离子交换膜从左室转移至右室（Li2SO4溶液），正极消耗的Li+与转移进入的Li+相等，但
浓
度不变，因此Li2SO4溶液浓度不变。充电时，Li+通过锂离子交换膜从右室转移至左室，阳极生成的
Li+与转移出去的Li+相等，但
浓度不变，因此Li2SO4溶液浓度不变，A 错误；B．放电时，正极
发生还原反应，Li+嵌入，Fe3+被还原为 Fe2+，电极反应式为：
，B 正确；
C．充电时，左室为阴极，发生 Ca2+ + 2e-=Ca ，同时Li+从右室通过交换膜进入左室。每转移2 mol
电子，有1 mol Ca2+（40 g）从左室离开，同时有2 mol Li+（14 g）进入左室。因此，左室电解质的质
量净减少40 g - 14 g = 26 g。当左室中电解质的质量减少5.2 g 时，转移的电子物质的量为(5.2 g / 26 g)
× 2 mol = 0.4 mol。C 正确；D．放电时，正极发生还原反应，Li+嵌入，充电时阳极发生氧化反应，导
致Li+脱嵌，D 正确；故答案选A。
14．（2026·陕西榆林·模拟预测）某科研团队采用RhCu M-tpp 双功能催化剂，成功构建了可充电锌-硝酸
盐/乙醇电池，其放电工作原理如图所示。下列叙述错误的是
A．放电时，
向
极移动
B．放电时，正极的电极反应为
C．充电时，忽略体积的变化，储液罐甲内溶液的
减小
D．充电时，每生成
的同时有
生成
【答案】D
【解析】A．放电时，
为负极，
向
极移动，A 项正确；B．放电时，左池生成了氨气，电解质
溶液非酸性，则正极的电极反应为
，B 项正确；C．充电时，阴极的
电极反应为
，阳极的电极反应为
，有乙酸生成，忽略体积的变化，储液罐甲内溶液的pH
减小，C 项正确；D．根据得失电子守恒，Zn 的摩尔质量为65 g/mol，生成6.5 g Zn 的物质的量为0.1
mol。根据阴极反应，生成0.1 mol Zn 转移0.2 mol 电子。根据阳极反应，生成1 mol CH3COOH 转移4
mol 电子。因此，当转移0.2 mol 电子时，生成的CH3COOH 的物质的量为0.2 mol/4 =0.05 mol，故D
错误。故答案选D。
