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第41 讲 新型化学电源分类突破
[复习目标] 1.熟悉常考新型化学电源的类型及考查方式。2.会分析新型化学电源的工作原
理，能正确书写新型化学电源的电极反应式。
类型一 固体电解质电池
1．以硝酸盐为离子导体的Na-O2电池装置与其某一电极M 附近的反应机理如图所示。下列
说法错误的是( )
A．镍电极上发生还原反应
B．M 的电极反应为4Na＋＋O2＋2NO＋2e－===4NaNO2
C．Na2O 是该过程中的中间产物
D．固体电解质能起到隔绝空气的作用
答案 B
解析 金属钠为活泼金属，作负极，镍电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，故A
正确；根据原理图可知，M 电极的电极反应为2Na＋＋NO＋2e－===Na2O＋NO，然后又发生
2Na2O＋O2===2Na2O2和2NO＋O2===2NO，故B 错误；由原理图可知，Na2O 属于该过程中
的中间产物，故C 正确；固体电解质能够防止钠直接与氧气反应，能起到隔绝空气的作用，
故D 正确。
2．(2023·四川乐山高三统考)固体电解质是具有与强电解质水溶液相当的导电性的一类无机
物，一种以RbAg4I5晶体为固体电解质的气体含量测定传感器如图所示，固体电解质内迁移
的离子为Ag＋，氧气流通过该传感器时，O2可以透过聚四氟乙烯膜进入体系，通过电位计
的变化可知O2的含量。下列说法正确的是( )
A．银电极为正极，多孔石墨电极为负极
B．O2透过聚四氟乙烯膜后与AlI3反应生成I2
1
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C．银电极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag
D．当传感器内迁移2 mol Ag＋时，有标准状况下22.4 L O2参与反应
答案 B
解析 传感器中发生反应4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2，所以O2透过聚四氟乙烯膜后与AlI3反
应生成I2，故B 正确；银电极的电极反应为Ag－e－===Ag＋，故C 错误；由关系式4Ag～
O2，可知迁移2 mol Ag＋时，有标准状况下11.2 L O2参与反应，故D 错误。
类型二 打破思维定势的浓差电池
3．(2023·山东，11 改编)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如
图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。
下列说法正确的是( )
A．甲室Cu 电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋
D．NH3扩散到乙室不会对电池电动势产生影响
答案 C
解析 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu 电极溶解，变为铜离子与氨气形成
[Cu(NH3)4]2＋，因此甲室Cu 电极为负极，故A 错误；原电池内电路中阳离子向正极移动，
若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左
侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正向进行，故B 错误；负极反应是Cu－2e－＋
4NH3===[Cu(NH3)4]2 ＋，正极反应是Cu2 ＋＋2e －===Cu ，则电池总反应为Cu2 ＋＋
4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，故C 正确；NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2＋，铜离
子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D 错误。
4．(2022·浙江1 月选考，21)pH 计是一种采用原电池原理测量溶液pH 的仪器。如图所示，
以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl 溶液，并插入Ag-AgCl 电极)和另一
Ag-AgCl 电极插入待测溶液中组成电池，pH 与电池的电动势E 存在关系：pH＝。下列说法
正确的是( )
2
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A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－(0.1
mol·L－1)
B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C．分别测定含已知pH 的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D．pH 计工作时，电能转化为化学能
答案 C
解析 如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极，负极发生氧化反应而不是还原反
应，A 错误；pH 与电池的电动势E 存在关系：pH＝，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引
起电动势的变化，B 错误；pH 与电池的电动势E 存在关系：pH＝，则分别测定含已知pH
的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH，C 正确；pH 计工作时，利
用原电池原理，则化学能转化为电能，D 错误。
(1)浓差电池是仅由一种物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池。电池内部，当某种
电解质离子或分子浓度越大时，其氧化性或还原性越强。
(2)“浓差电池”的分析方法
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，离
子均是由“高浓度”移向“低浓度”，依据阳离子移向正极区域、阴离子移向负极区域判断
电池的正、负极，这是解题的关键。
类型三 基于废物利用的微生物燃料电池
5．利用某新型微生物电池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如图所示，下列有关
说法正确的是( )
A．X 电极是负极
B．Y 电极上的反应式：Cmn－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋
C．H＋由左向右移动
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D．有1 mol CO2生成时，消耗1 mol MnO2
答案 B
解析 根据装置图，X 电极上MnO2转化成Mn2＋，化合价降低，发生还原反应，作正极，A
错误；Y 电极为负极，Cm(H2O)n 中C 的平均化合价由0 价升高为＋4 价，电极反应式为
Cm(H2O)n－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋，B 正确；根据原电池工作原理，阳离子
由负极向正极移动，即H＋由右向左移动，C 错误；正极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2
＋＋2H2O，建立关系式为2mMnO2～4me－～mCO2，有1 mol CO2生成时，消耗2 mol MnO2，
D 错误。
6．(2020·山东，10)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废
水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl 溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置
处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是( )
A．负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋
B．隔膜1 为阳离子交换膜，隔膜2 为阴离子交换膜
C．当电路中转移1 mol 电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
答案 B
解析 由题图可知，a 极为负极，b 极为正极，则隔膜1 为阴离子交换膜，隔膜2 为阳离子
交换膜，才能使模拟海水中的氯离子移向负极，钠离子移向正极，达到海水淡化的目的，B
项错误；电路中有1 mol 电子通过时，则电解质溶液中有1 mol 钠离子移向正极，1 mol 氯离
子移向负极，C 项正确；负极反应：CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，正极反应：
2H＋＋2e－===H2↑，根据电荷守恒，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1，A、D 项正
确。
类型四 太阳能转化电池
7．我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解H2S 研究中获得新进展，相关装置如图所
示。下列说法不正确的是( )
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A．该装置的总反应为H2S=====H2＋S
B．能量转化方式主要为“光能→电能→化学能”
C．a 极上发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋
D．a 极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液
答案 D
解析 该装置发生的有关反应为H2S＋2Fe3 ＋===2H ＋＋S＋2Fe2 ＋(a 极区)、2Fe2 ＋－2e －
===2Fe3＋(a 极)、2H＋＋2e－===H2(b 极)，结合反应条件得到总反应：H2S=====H2＋S，A、C
正确；该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，B 正确；a 极区涉及两步反应，
第一步利用氧化性强的Fe3＋高效捕获H2S 得到硫和还原性的Fe2＋，第二步是还原性的Fe2＋
在a 极表面失去电子生成氧化性强的Fe3＋，这两步反应反复循环进行，所以a 极区无需补充
含Fe3＋和Fe2＋的溶液，D 错误。
8．(2023·山东临沂一模)一种光照充电电池结构如图所示，充电时TiO2光辅助电极受光激发
产生电子和空穴，在空穴作用下NaI 转化为NaI3。下列说法正确的是( )
A．充电过程中，光能最终转化为电能
B．充电效率只与光照产生的电子量有关
C．放电时，电极M 为正极，电极反应为S＋6e－===4S2－
D．放电时N 电极室增加2 mol 离子，理论上外电路转移1 mol 电子
答案 D
解析 充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，在空穴作用下NaI 转化为NaI3，
发生氧化反应，则电极M 充电时作阴极，放电时则作负极，电极N 放电时作正极。充电过
程中，光能最终转化为化学能，故A 错误；据分析可知放电时，电极M 为负极，电极反应
为4S2－ －6e－===S，故C 错误；放电时电极N 作正极，电极反应是I＋2e－===3I－，理论上
当外电路转移1 mol 电子，有1 mol Na＋从M 电极室移向N 电极室，所以N 电极室共增加2
mol 离子，故D 正确。
类型五 液流储能电池
9．(2022·辽宁，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是( )
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A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋
B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C．放电时每转移1 mol 电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D．充电过程中，NaCl 溶液浓度增大
答案 A
解析 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋
2Na＋，故A 正确；放电时，阴离子移向负极，则放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl 中
迁移，故B 错误；正极电极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，放电时每转移1 mol 电子，理论上
CCl4释放0.5 mol Cl2，故C 错误；充电过程中，阳极电极反应：2Cl－－2e－===Cl2 ↑，消耗
氯离子，阴极消耗Na＋，NaCl 溶液浓度减小，故D 错误。
复杂载体电极反应分析的一般思路
在二次电池中，复杂的电极反应物和产物多为难溶物质，附着在导电的惰性材料上用作电极。
分析电极组成时，常把惰性物质元素的化合价看成0 价，仅起导电作用，不参与电极反应。
例如：充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－。MH 看成是M 吸附H，
其中M 看成0 价，反应H(＋1)得到电子还原成(0 价)H，而不是MH以简化问题。由于石墨烯
具有稳定、导电性好和比表面积大的优点，常用作气体吸附或离子电池的载体电极。用载体
电极分析的事例比较常见，例如某锂离子电池的总反应为LixC＋Li1 －xCoO2C＋
LiCoO2，LixC 中的C 也可以看成载体电极，反应前后元素化合价都为0 价。用载体电极的
思想分析反应，常可以使复习问题简单化，如：3LiFePO4＋Li4Ti5O12Li7Ti5O12＋
3FePO4，把FePO4、Li4Ti5O12分别看成一个整体A、B 分析：3LiA＋BLi3B＋3A。
课时精练
1．(2019·全国卷Ⅲ，13)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状
Zn(3D－Zn)可以高效沉积ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的3D－Zn－NiOOH 二次
电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。
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下列说法错误的是( )
A．三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，所沉积的ZnO 分散度高
B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)
C．放电时负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)
D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区
答案 D
解析 该电池采用的三维多孔海绵状Zn 具有较大的表面积，可以高效沉积ZnO，且所沉积
的ZnO 分散度高，A 正确；根据题干中总反应可知该电池充电时，Ni(OH)2在阳极发生氧化
反应生成NiOOH，其电极反应式为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)，B 正
确；放电时Zn 在负极发生氧化反应生成ZnO，电极反应式为Zn(s)＋2OH －(aq)－2e －
===ZnO(s)＋H2O(l)，C 正确；电池放电过程中，OH－等阴离子通过隔膜从正极区移向负极
区，D 错误。
2．科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择
性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供
了一种新途径。
下列说法错误的是( )
A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)
B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子为2 mol
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O
D．充电时，阳极溶液中OH－浓度升高
答案 D
解析 由装置示意图可知，放电时负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，A 项正确；放
电时CO2转化为HCOOH，C 元素化合价降低2，则1 mol CO2转化为HCOOH 时，转移电子
为2 mol，B 项正确；由装置示意图可知充电时阳极产生O2，阴极产生Zn，C 项正确；充电
时阳极上发生反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，OH－浓度降低，D 项错误。
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3.一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成
Li2O2－x(x＝0 或1)。下列说法正确的是( )
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－)O2
答案 D
解析 由题意知，放电时负极反应为Li－e－===Li＋，正极反应为(2－x)O2＋4Li＋＋4e－
===2Li2O2－x(x＝0 或1)，电池总反应为(1－)O2＋2Li===Li2O2－x。充电时的电池总反应与放电
时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－)O2，D 项正确；
该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A 项错误；该电池放电时，外电路电子
由锂电极流向多孔碳材料电极，B 项错误；该电池放电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料
区迁移，充电时电解质溶液中的Li＋向锂电极区迁移，C 项错误。
4．(2020·全国卷Ⅲ，12)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如图所示，其中在VB2电
极发生反应：VB2＋16OH－－11e－===VO＋2B(OH)＋4H2O。
该电池工作时，下列说法错误的是( )
A．负载通过0.04 mol 电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B．正极区溶液的pH 降低、负极区溶液的pH 升高
C．电池总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)＋4VO
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH 溶液回到复合碳电极
答案 B
解析 根据VB2 电极发生的反应VB2＋16OH－－11e－===VO＋2B(OH)＋4H2O，判断得出
VB2电极为负极，复合碳电极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以电池总
反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)＋4VO，C 正确；负载通过0.04 mol 电子时，
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有0.01 mol 氧气参与反应，即标准状况下有0.224 L 氧气参与反应，A 正确；负极区消耗
OH－，溶液的pH 降低，正极区生成OH－，溶液的pH 升高，B 错误。
5．浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。将两个完全相同的电极浸入两个溶
质相同但浓度不同的电解质溶液中构成的浓差电池，称为双液浓差电池。模拟工业上电渗析
法实现海水(用氯化钠溶液代替)淡化的装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．SO 向Cu(1)极区域迁移
B．C(2)极发生还原反应
C．膜1 为阳离子交换膜
D．C(2)极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
答案 C
解析 为使交换膜两侧硫酸铜溶液的浓度相等，即阴离子交换膜左侧溶液c(CuSO4)增大，
右侧溶液c(CuSO4)减小，又因为只允许阴离子迁移，故交换膜左侧铜电极溶解，c(Cu2＋)增
大；交换膜右侧铜电极上析出铜，c(Cu2＋)减小，即Cu(1)极为负极，发生氧化反应：Cu－2e
－===Cu2＋；Cu(2)极为正极，发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，SO 由阴离子交换膜右侧向
左侧迁移。
6．(2022·全国乙卷，12)Li-O2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Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)
和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)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，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2
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：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
答案 C
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解析 充电时为电解池，由题目信息知，光照时，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，电池的总反应为
Li2O2===2Li＋O2，因此，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，A、B 正确；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；
放电时，电池总反应为2Li＋O2===Li2O2，则正极反应为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D 正确。
7．如图是利用微生物将废水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质而制作的化学
电源，可给二次电池充电。下列说法正确的是( )
A．M 极电极反应式：H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2＋N2＋16H＋
B．充电时二次电池的正极应与M 极相连
C．H＋通过质子交换膜由N 极向M 极移动
D．若N 极消耗了标准状况下2.24 L O2，则有0.4 mol 电子从N 极流向M 极
答案 A
解析 由题图知，M 极为负极，N 极为正极，H2N(CH2)2NH2 在负极上失电子发生氧化反应，
电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2＋N2＋16H＋，A 正确；充电时二次电池
的正极应与外接电源的正极相连，即与N 极相连，B 错误；H＋通过质子交换膜由M 极移向
N 极，C 错误；当N 电极消耗标况下2.24 L O2 时，则转移× 4＝0.4 mol 电子，所以有0.4
mol 电子从M 极流向N 极，D 错误。
8．(2023·全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一
种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有
硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8＋e－―→S，S＋e－
―→S，2Na＋＋S＋2(1－)e－―→Na2Sx
下列叙述错误的是( )
A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为2Na＋＋S8＋2e－―→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
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答案 A
解析 充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A 错误；放电
时Na 在a 电极失去电子，失去的电子经外电路流向b 电极，即电子在外电路的流向为
a→b，B 正确；将题给硫电极发生的反应依次编号为①②③，由×①＋×②＋③可得正极的
反应式为2Na＋＋S8＋2e－―→Na2Sx，C 正确；炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的
导电性，可以增强硫电极的导电性能，D 正确。
9.如图是常温钠离子全固态浓差电池工作示意图。正极材料为层状含钠过渡金属氧化物，负
极为钠锡合金(Na15Sn4)。下列说法合理的是( )
A．该电池工作时不发生氧化还原反应
B．放电时，负极的反应为Na15Sn4－15e－===15Na＋＋4Sn
C．充电时，Na＋会被吸附进入过渡金属氧化物层
D．充电时，b 极接电源的正极，a 极接电源的负极
答案 B
解析 该电池放电时，是原电池工作原理，充电时，是电解池工作原理，无论是放电还是充
电均发生了氧化还原反应，故A 错误；放电时，负极上钠锡合金(Na15Sn4)失电子发生氧化反
应生成钠离子和锡，故B 正确；充电时，是电解池工作原理，Na＋会向阴极移动，会脱离过
渡金属氧化物层，故C 错误；充电时，b 极接电源的负极，a 极接电源的正极，故D 错误。
10．一种钾离子电池的电池反应为K0.5MnO2＋8xCK0.5－xMnO2＋xKC8，其装置如图所
示。下列说法正确的是( )
A．充电时，化学能转变为电能
B．放电时，K＋向负极区迁移
C．放电时，负极的电极反应为Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阳极的电极反应为K0.5MnO2－xe－===K0.5－xMnO2＋xK＋
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答案 D
解析 充电时，应是电能转化为化学能，A 项错误；放电时，K＋应向正极区迁移，B 项错
误；由已知得，放电时，负极失去电子，故负极的电极反应为xKC8－xe－===8xC＋xK＋，C
项错误。
11．(2024·沈阳模拟)复旦大学的王永刚教授研究团队在柔性电池研究方面取得了新突破，发
展了一种基于有机物电极材料的柔性水系锌电池。充、放电过程中实现了芘四酮(PTO)与
PTO-Zn 的相互转化，原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．放电时，Zn 电极发生氧化反应
B．放电时，Y 电极反应可表示为PTO＋Zn2＋＋2e－===PTO-Zn
C．充电时，Zn2＋向Y 电极移动
D．充电时，X 电极与电源的负极相连
答案 C
解析 Zn 是活泼金属，放电时，Zn 为原电池的负极，发生氧化反应，A 项正确；放电时，
Y 电极是正极，发生还原反应，电极反应为PTO＋Zn2＋＋2e－===PTO-Zn，B 项正确；充电
时，该装置为电解池，X 电极与外加电源的负极相连，则Zn2＋向X 电极移动，C 项错误，D
项正确。
12．锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解质溶液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的
是( )
A．充电时n 接电源的负极，Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧
B．放电时每转移1 mol 电子，负极区溶液质量减少65 g
C．充电时阴极的电极反应式为Br2＋2e－===2Br－
D．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极也随之改变
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答案 A
解析 充电时n 接电源的负极，作电解池的阴极，Zn2＋通过阳离子交换膜向阴极定向迁移，
故由左侧流向右侧，A 正确；放电时，负极Zn 溶解生成Zn2＋，Zn2＋通过阳离子交换膜向正
极定向迁移，故负极区溶液质量不变，B 错误；充电时阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－
===Zn，C 错误；若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极不会改变，D 错误。
13．双阴极微生物燃料电池处理含NH 的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。
(1)Y 离子交换膜为________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(2)Ⅲ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3.5 g N2，理论上需要消耗________ g O2。
答案 (1)阳 (2)NH＋2O2===NO＋H2O＋2H＋ (3)26
14．减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用。科学家利用如图所示装置可以将CO2转化
为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸)，该装置工作时，导线中通过2 mol 电子后，假定溶液
体积不变，M 极电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，N 极电解质
溶液变化的质量Δm＝________ g。
答案 不变 18
解析 由题图可知，电子由M 极流向N 极，说明M 极为负极，电极反应式为2H2O－4e－
===O2＋4H＋；N 极为正极，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O。导线中通过2 mol
电子后，则负极产生2 mol H＋，此时有2 mol H＋通过质子交换膜移向N 极，即M 极电解
质溶液中H＋的量不变，电解质溶液的pH 不变；由正极的电极反应式可知，每转移2 mol 电
子，N 极电解质溶液中增加1 mol H2O，则Δm＝18 g。
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