近幾年高考對原電池的考查，以生產(chǎn)、生活、科技等中的問題為載體，考查原電池原理及其應用、氫氧燃料電池(燃料電池)的原理及應用。
真 題 演 練
1．(2023·新課標，10,6分)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說法錯誤的是( C )
A．放電時V2O5為正極
B．放電時Zn2＋由負極向正極遷移
C．充電總反應：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O
D．充電陽極反應：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O
[解析] 放電時，Zn為負極，負極反應為xZn－2xe－===xZn2＋，V2O5為正極，正極反應為V2O5＋xZn2＋＋nH2O＋2xe－===ZnxV2O5·nH2O，總反應為xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O；放電時Zn2＋由負極移向正極；充電時總反應為ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，陽極反應為ZnxV2O5·nH2O－2xe－===V2O5＋xZn2＋＋nH2O。綜上所述，A、B、D均正確，C不正確。
2．(2023·全國乙卷，12,6分)室溫鈉—硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉—硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應：
eq \f(1,2)S8＋e－―→eq \f(1,2)Seq \\al(2－,8)，eq \f(1,2)Seq \\al(2－,8)＋e－―→Seq \\al(2－,4)，2Na＋＋eq \f(x,4)Seq \\al(2－,4)＋2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(x,4)))e－―→Na2Sx
下列敘述錯誤的是( A )
A．充電時Na＋從鈉電極向硫電極遷移
B．放電時外電路電子流動的方向是a→b
C．放電時正極反應為：2Na＋＋eq \f(x,8)S8＋2e－―→Na2Sx
D．炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能
[解析] 根據(jù)工作時硫電極上發(fā)生的反應可知，硫電極得電子發(fā)生還原反應，則放電時，硫電極(b極)為正極、鈉電極(a極)為負極；充電時，a極為陰極、b極為陽極。充電時，陽離子向陰極移動，則Na＋移向鈉電極，A項錯誤；放電時，電子經(jīng)外電路由負極流向正極，B項正確；根據(jù)題給硫電極上的反應，結(jié)合電荷守恒可得放電時正極反應為2Na＋＋eq \f(x,8)S8＋2e－―→Na2Sx，C項正確；炭化纖維素紙的導電性強，可增強硫電極的導電性能，D項正確。
3．(2023·山東卷，11(改編)，4分)利用熱再生氨電池可實現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法不正確的是( B )
A．甲室Cu電極為負極
B．隔膜為陽離子膜
C．電池總反應為Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋
D．NH3擴散到乙室將對電池電動勢產(chǎn)生影響
[解析] 甲室中發(fā)生反應：Cu2＋(aq)＋4NH3·H2O(aq)===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O，根據(jù)Cu2＋的濃度差可以設計濃差電池。NH3通入甲室發(fā)生反應NH3＋H2O===NH3·H2O，溶液中Cu2＋與NH3·H2O結(jié)合生成[Cu(NH3)4]2＋，Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O，甲室Cu電極上發(fā)生失電子的氧化反應Cu－2e－===Cu2＋，則甲室中總反應為Cu－2e－＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋；乙室Cu電極上發(fā)生得電子的還原反應Cu2＋＋2e－===Cu，乙室中SOeq \\al(2－,4)向甲室移動，甲室中[Cu(NH3)4]SO4濃度增大，排出收集，低溫熱解生成CuSO4和NH3，NH3回到甲室中生成NH3·H2O循環(huán)使用。甲室中Cu電極為負極，A項正確；因需要在甲室中實現(xiàn)CuSO4溶液的再生，故需要使乙室中SOeq \\al(2－,4)通過陰離子交換膜進入甲室，B項錯誤；上述分析中甲室中總反應與乙室中Cu電極的電極反應相加得總反應Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，C項正確；如果NH3進入乙室，則乙室中Cu2＋濃度降低，濃差電池的電動勢差將減小，D項正確。
本講要點速記：
1．原電池中的能量轉(zhuǎn)化及本質(zhì)
(1)能量轉(zhuǎn)化：化學能轉(zhuǎn)化為電能。
(2)反應本質(zhì)：自發(fā)進行的氧化還原反應。
2．原電池中粒子的“移動方向”
(1)外電路中電子移動方向：負極→正極。
(2)外電路中電流方向：正極→負極。
(3)電池內(nèi)部離子移動方向：陰離子→負極，陽離子→正極。
(4)鹽橋中(含飽和KCl溶液)離子移動方向：K＋→正極，Cl－→負極。
3．判斷原電池正負極的六種方法
電極材料、電極現(xiàn)象、電子移動方向、離子移動方向、得失電子、電解質(zhì)溶液。
(1)負極：較活潑金屬、氧化反應、電子流出、電流流入、陰離子移向的一極、不斷溶解。
(2)正極：不活潑金屬或非金屬、還原反應、電子流入、電流流出、陽離子移向的一極、電極增重。
4．化學電源中電極反應式書寫的一般方法
(1)明確兩極的反應物。
(2)明確直接產(chǎn)物：根據(jù)負極氧化、正極還原，明確兩極的直接產(chǎn)物。
(3)確定最終產(chǎn)物：根據(jù)介質(zhì)環(huán)境和共存原則，找出參與的介質(zhì)粒子，確定最終產(chǎn)物。
(4)配平：根據(jù)電荷守恒、原子守恒配平電極反應式。
注意：①H＋在堿性環(huán)境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結(jié)合H＋，生成H2O，在中性或堿性環(huán)境中結(jié)合H2O，生成OH－；③若已知總反應式時，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。
5．充電電池類題目的解答方法
(1)電池放電時發(fā)生原電池反應，充電時發(fā)生電解池反應，在充電時電池的負極接電源的負極，即負極接負極后為陰極，正極接正極后為陽極。
(2)充電時的陰極反應與放電時的負極反應、充電時的陽極反應與放電時的正極反應分別互為逆反應。
(3)陽極和負極都發(fā)生氧化反應，陰極和正極都發(fā)生還原反應。
(4)充電電池放電時，電解質(zhì)溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，電子從負極經(jīng)導線流向正極；電池充電時，電解質(zhì)溶液中的陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。
(5)電極附近溶液的pH的變化，根據(jù)電極反應進行分析。
6．突破二次電池類題目的四個步驟

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