【暑假銜接】高中化學(xué)新高三（高二升高三）暑假自學(xué) 第16講原電池新型電池（教師版+學(xué)生版）講義-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

[特別提醒] 電子線上走，離子水中游，電解質(zhì)溶液中無電子通過。
2．原電池正、負極的判斷
(1)根據(jù)電極材料判斷
一般來講，活動性較強的金屬為負極，活動性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。
(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向來判斷
在外電路(導(dǎo)線)中，電流由正極流向負極，電子由負極流向正極。
(3)根據(jù)反應(yīng)類型判斷
原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。
(4)根據(jù)現(xiàn)象判斷
一般來說，溶解的一極為負極，增重或不變或有氣泡放出的一極為正極。
(5)對于燃料電池而言，電極為惰性材料(Pt、C)，電極本身不反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用，故可根據(jù)向兩極通入的氣體成分來判斷正負極。燃料電池的負極通入的一定是可燃性氣體(還原劑)，正極通入的一定是助燃性氣體(氧化劑一般為O2)。
3.電極反應(yīng)式的書寫思路
(1)普通電池的電極反應(yīng)式的書寫
列物質(zhì)
標(biāo)得失
看環(huán)境
配守恒
兩式加
驗總式是、
按照負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量
電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)結(jié)合OH-生成水。電極反應(yīng)式要根據(jù)電荷守恒、物料守恒等加以配平
兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)方程式對照驗證
(2)復(fù)雜電池的電極反應(yīng)式書寫
復(fù)雜的電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－較簡單電極的電極反應(yīng)式
如CH3OH堿性燃料電池負極反應(yīng)式的書寫：
2CH3OH＋3O2＋4OH－===2COeq \\al(2－,3)＋6H2O ……總反應(yīng)式
3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ ……正極反應(yīng)式
用總反應(yīng)式－正極反應(yīng)式得負極反應(yīng)式：
2CH3OH＋16OH－－12e－===12H2O＋2COeq \\al(2－,3)
3.四個角度突破二次電池
電極名稱判斷
放電時的正極為充電時的陽極
放電時的負極為充電時的陰極
電極反應(yīng)書寫
放電時的正極反應(yīng)顛倒過來為充電時的陽極反應(yīng)
放電時的負極反應(yīng)顛倒過來為充電時的陰極反應(yīng)
離子移動方向
由生成的一極移向消耗的一極。區(qū)域 pH 變化:
生成OH或消耗H的區(qū)域，pH 增大;消耗OH- 或生成 H 的區(qū)域，pH 減小
裝置類型判斷
放電一一原電池
充電一一電解池
1．（2023·北京昌平·統(tǒng)考二模）鈉離子電池理論成本低于鋰離子電池。如圖所示是一種正極為，固體電解質(zhì)為，負極為的鈉離子電池。下列說法不正確的是
A．電池右側(cè)電極為
B．中Fe的化合價為+2、+3
C．正極可能發(fā)生
D．從正極向負極移動
【答案】D
【詳解】A．放電時，電子從右側(cè)流出，所以右側(cè)為負極，負極為，A正確；
B．中，K為+1價，為-1價，根據(jù)正負化合價代數(shù)和為0，F(xiàn)e的化合價為+2、+3，B正確；
C．放電時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，可能為，C正確；
D．原電池中，陽離子向正極移動，從負極向正極移動，D錯誤；
故選D。
2．（2023·安徽馬鞍山·統(tǒng)考三模）某新型電池，可將CO2氣體轉(zhuǎn)化為CO和H2，其原理如圖所示。下列說法正確的是
A．電極A為原電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．放電過程中，H+由A極區(qū)向B極區(qū)遷移
C．若電路中轉(zhuǎn)移0.6ml電子，生成的CO和H2共0.3ml
D．B極區(qū)液體為純甘油
【答案】C
【分析】原電池中A電極是CO2氣體轉(zhuǎn)化為CO和H2，發(fā)生的反應(yīng)為CO2+4H++4e-=CO+ H2+ H2O，因此A電極是作為原電池的正極，那么B電極觀察反應(yīng)物與生成物結(jié)構(gòu)可知，去氫加氧屬于是氧化反應(yīng)，據(jù)此作答。
【詳解】A．根據(jù)圖可知，A電極中有CO2氣體轉(zhuǎn)化為CO和H2，因此發(fā)生的是還原反應(yīng)，作為原電池的正極，故A錯誤；
B．在電極A發(fā)生的反應(yīng)為CO2+4H++4e-=CO+ H2+ H2O，H+由B區(qū)向A區(qū)遷移，故B錯誤；
C．根據(jù)電極A的反應(yīng)可知，轉(zhuǎn)移4mle-時生成CO和H2共2ml，則轉(zhuǎn)移0.6ml電子時生成CO和H2共0.3ml，故C正確；
D．B極區(qū)不僅含有甘油，還有其產(chǎn)物，是混合物，故D錯誤；
故答案選C。
3．（2023·安徽淮南·統(tǒng)考二模）一種水系Li－I2太陽能液流電池，通過I-/I正極電解液的連接，將Li－I2液流電池和太陽能電池集成為一個可充放電電池。充電時，光敏化劑Dye在光電極吸收光能發(fā)生反應(yīng)：Dye=e-+Dye+從而驅(qū)動電極反應(yīng)。下列說法正確的是

A．圖中顯示為電池充電的過程，充電效率與光照產(chǎn)生的e-和Dye+有關(guān)
B．放電時，左側(cè)將含有I的電解液貯存起來
C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極移動
D．充電時鋰金屬電極質(zhì)量理論上增加14g，陽極區(qū)增加2mlDye+
【答案】A
【分析】金屬Li作負極（陰極），發(fā)生反應(yīng)，以此分析；
【詳解】A．根據(jù)總反應(yīng)Dye=e-+Dye+可知，充電效率與光照產(chǎn)生的e-和Dye+有關(guān)，A正確；
B．放電時候，陰離子移動到負極（右側(cè)），B錯誤；
C．放電時候，陽離子移動到正極，C錯誤；
D．，陽極區(qū)反應(yīng)消耗Dye+，D錯誤；
故答案為：A。
4．（2023·全國·模擬預(yù)測）天津大學(xué)在光催化應(yīng)用研究取得重大進展，以下是光催化微生物燃料電池的工作原理：
已知：電極a在光激發(fā)條件下會產(chǎn)生電子(e-)－空穴(h+)。下列說法錯誤的是
A．電極電勢：電極a＞電極b
B．光激發(fā)時，光生電子會與O2結(jié)合，光生空穴會與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合
C．電極b電極反應(yīng)式：(C6H10O5)n-24ne-+7nH2O=6nCO2↑+24nH+
D．電池工作一段時間后，右側(cè)溶液pH保持不變(不考慮CO2的溶解)
【答案】D
【詳解】A．根據(jù)題圖信息判斷，在電極b上失電子，轉(zhuǎn)化為，則電極b為負極，電極a為正極，正極的電極電勢高于負極的電極電勢，則電極電勢：電極a>電極b，故A正確；
B．根據(jù)題圖信息判斷，電極a在光激發(fā)條件下會產(chǎn)生電子()、空穴()，光生電子會與結(jié)合生成水，光生空穴會與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合，故B正確；
C．在電極b上失電子生成和氫離子，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒，電極b發(fā)生的電極反應(yīng)式為，故C正確；
D．根據(jù)電極反應(yīng)，右側(cè)溶液中每生成l個，為保持溶液電中性，同時會有l(wèi)個通過陽膜移向左側(cè)溶液，的數(shù)量不變，但右側(cè)電解消耗水，體積減小，c(H+)增大，pH減小，故D錯誤；
選D。
5．（2023·河北滄州·統(tǒng)考二模）微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是
A．a(chǎn)極為負極，可選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨
B．微生物的存在有利于電子的轉(zhuǎn)移
C．在b極涂覆的催化劑有利于氧氣的還原
D．該電池在任何溫度下均可發(fā)電
【答案】D
【分析】由圖可知，微生物所在的a極失去電子，作負極，得到電子的b極為正極。
【詳解】A．由分析可知，a極為負極，不參與反應(yīng)，可選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨，A正確；
B．微生物的作用促進了有機物轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，即促進了電子的轉(zhuǎn)移，B正確；
C．催化劑可以加快氧氣的還原，C正確；
D．該電池利用微生物促進電子轉(zhuǎn)移從而發(fā)電，溫度過高可能導(dǎo)致微生物失活，D錯誤；
故選D。
6．（2023·河北秦皇島·統(tǒng)考三模）一種水性電解液離子選擇雙隔膜電池如圖所示(已知在溶液中，以存在)。關(guān)于電池放電時，下列敘述錯誤的是

A．MnO2為電池的正極
B．Ⅱ、Ⅲ區(qū)間的隔膜為陽離子交換膜
C．Zn電極反應(yīng)：
D．當(dāng)Ⅱ區(qū)質(zhì)量增加17.4g時，電路中轉(zhuǎn)移0.1ml電子
【答案】D
【詳解】A．此裝置為原電池，電極做正極，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為，A正確；
B．負極區(qū)(III區(qū))剩余，通過隔膜遷移到II區(qū)，因此它們之間的隔膜為陽離子交換膜，B正確；
C．為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為，C正確；
D．正極區(qū)過量，通過隔膜遷移到II區(qū)，故II區(qū)中溶液的濃度增大，當(dāng)II區(qū)增加時，電路中轉(zhuǎn)移電子，現(xiàn)增加，則轉(zhuǎn)移電子，D錯誤。
答案選D。
7．（2023·天津河北·統(tǒng)考二模）鎳—鎘電池是一種新型的封閉式體積小的可充電電池。其工作原理如下圖所示，下列說法不正確的是

A．放電時a極為負極
B．放電時a極的反應(yīng)
C．充電時b極接外接電源正極
D．用該電池電解足量的飽和食鹽水，電路中通過，陰極生成
【答案】B
【分析】根據(jù)化合價升降，左室元素化合價升高，失去電子，作負極，右室元素化合價降低，得到電子，作正極。
【詳解】A．根據(jù)圖中信息電子從左轉(zhuǎn)移到右邊，因此放電時a極為負極，b極為正極，故A正確；
B．根據(jù)圖中負極Cd變?yōu)镃d(OH)2，則放電時a極的反應(yīng)，故B錯誤；
C．放電時b極為正極，充電時b極接外接電源正極，故C正確；
D．用該電池提供的電能電解飽和食鹽水，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2+2OH-，電路中通過0.2mle-，則陰極生成氫氣物質(zhì)的量為0.1ml，質(zhì)量為0.2g，故D正確；
綜上所述，答案為B。
8．（2023·全國·模擬預(yù)測）鋁空氣電池因成本低廉、安全性高，有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。一種鋁空氣電池放電過程示意如圖，下列說法正確的是
A．b極為負極，放電時發(fā)生氧化反應(yīng)
B．電路中每轉(zhuǎn)移4ml電子，消耗22.4L氧氣
C．放電時OH-往b極遷移
D．該電池負極電極反應(yīng)為：Al+4OH--3e-=AlO+2H2O
【答案】D
【分析】由題干圖示信息可知，該鋁-空氣電池工作時，Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成NaAlO2，則a電極為負極，b電極為正極，負極反應(yīng)為4OH-+Al-3e-=+2H2O，正極反應(yīng)為O2+H2O+4e-=4OH-，放電時陰離子移向負極，陽離子移向正極，據(jù)此分析解題。
【詳解】A．由分析可知，b極為正極，放電時發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；
B．由分析可知，電路中每轉(zhuǎn)移4ml電子，消耗1ml氧氣，由于不一定是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法計算所需氧氣的體積，B錯誤；
C．由分析可知，放電時陰離子移向負極，即OH-往負極a極遷移，C錯誤；
D．由分析可知，該電池負極電極反應(yīng)為：Al+4OH--3e-=AlO+2H2O，D正確；
故答案為：D。
9．（2023·江蘇南京·統(tǒng)考二模）一種鈉離子電池的工作原理如圖所示，放電時電池反應(yīng)可表示為，下列說法正確的是
A．放電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B．放電時，Y極發(fā)生還原反應(yīng)
C．充電時，X極電極反應(yīng)式為
D．充電時，每轉(zhuǎn)移1ml ，Y極質(zhì)量減少23g
【答案】C
【分析】由圖可知，放電時，X電極為原電池的正極，鈉離子作用下Na1?xFePO4在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NaFePO4，電極反應(yīng)式為Na1?xFePO4+xe—+xNa+=NaFePO4，Y電極為負極，NaxC在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鈉離子和碳，電極反應(yīng)式為NaxC—xe—=xNa++C，充電時，X極與直流電源的正極相連做陽極，Y電極做陰極。
【詳解】A．由分析可知，放電時，該裝置為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，故A錯誤；
B．由分析可知，Y電極為負極，NaxC在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鈉離子和碳，故B錯誤；
C．由分析可知，充電時，X極與直流電源的正極相連做陽極，電極反應(yīng)式為NaFePO4—xe—=Na1?xFePO4+xNa+，故C正確；
D．由分析可知，充電時，Y電極做陰極，電極反應(yīng)式為xNa++C+xe—=NaxC，則每轉(zhuǎn)移1ml電子，Y極質(zhì)量增加23g，故D錯誤；
故選C。
10．（2023·陜西漢中·統(tǒng)考二模）LiFePO4電池是一種新型鋰離子電池，其工作原理為LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6充放電時，Li+在正極材料上嵌入或脫嵌，隨之在石墨中發(fā)生了LixC6的生成與解離。利用LiFePO4電池可將霧霾中的NO、SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨，其回收利用裝置如圖所示，下列說法不正確的是
A．放電時電池內(nèi)部Li+向正極移動
B．電池工作時，正極反應(yīng)式為： Li1-xFePO4 + xLi++ xe—= LiFePO4
C．轉(zhuǎn)化為硫酸銨時，M與b相接，N與a相接
D．該裝置實際工作過程中需要在C處補充適量H2SO4
【答案】D
【分析】由圖可知，左側(cè)裝置為LiFePO4電池，M電極為原電池的負極，LixC6在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子和碳，電極反應(yīng)式為LixC6— xe—= xLi++6C，N電極為正極，鋰離子作用下Li1-xFePO4 在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFePO4，電極反應(yīng)式為Li1-xFePO4 + xLi++ xe—= LiFePO4；右側(cè)裝置為電解池，將霧霾中的一氧化氮、二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸銨時，與負極M電極相接的b電極為陰極，酸性條件下一氧化氮得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子和水，電極反應(yīng)式為NO+ 5e—+6H+=NH+H2O，與正極N電極相接的a電極為陽極，水分子作用下二氧化硫在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為SO2—2e—+H2O =SO+4H+，電解的總反應(yīng)方程式為5SO2+NO+8H2O (NH4)2SO4+ 4H2SO4，所以實際工作過程中需要在C處補充適量氨水。
【詳解】A．LiFePO4電池放電時，電池內(nèi)部陽離子鋰離子向正極移動，故A正確；
B．由分析可知，電池工作時，N電極為正極，鋰離子作用下Li1-xFePO4 在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFePO4，電極反應(yīng)式為Li1-xFePO4 + xLi++ xe—= LiFePO4，故B正確；
C．由分析可知，將霧霾中的一氧化氮、二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸銨時，與負極M電極相接的b電極為陰極，與正極N電極相接的a電極為陽極，故C正確；
D．由分析可知，電解的總反應(yīng)方程式為5SO2+NO+8H2O (NH4)2SO4+ 4H2SO4，實際工作過程中需要在C處補充適量氨水將生成的硫酸轉(zhuǎn)化為硫酸銨，故D錯誤；
故選D。
11．（2023·安徽宣城·統(tǒng)考二模）甲酸燃料電池工作原理如下圖所示，已知該半透膜只允許K+通過。下列有關(guān)說法錯誤的是
A．物質(zhì)A是H2SO4
B．K+經(jīng)過半透膜自a極向b極遷移
C．a(chǎn)極電極半反應(yīng)為：HCOO-+2e-+2OH-=+H2O
D．Fe3+可以看作是該反應(yīng)的催化劑，可以循環(huán)利用
【答案】C
【分析】由圖可知電池左邊a為燃料HCOOH是負極，發(fā)生氧化反應(yīng)；右邊b為O2是正極，發(fā)生還原反應(yīng)。
【詳解】A．鐵的兩種離子存在環(huán)境為酸性，且生成物為K2SO4，故物質(zhì)A為H2SO4，A正確，不符合題意；
B．陽離子K+由負極流向正極，B正確，不符合題意；
C．a(chǎn)極電極發(fā)生氧化反應(yīng)，半反應(yīng)為：HCOO-+2OH-=+H2O+2e-，C錯誤，符合題意；
D．Fe3+與Fe2+可以進行循環(huán)，可看作是該反應(yīng)的催化劑，D正確，不符合題意。
故答案為：C。
12．（2023·廣西·統(tǒng)考三模）一種Al-PbO2電池通過x和y兩種離子交換膜隔成M、R、N三個區(qū)域，三個區(qū)域的電解質(zhì)分別為Na2SO4、H2SO4、NaOH中的一種，結(jié)構(gòu)如圖。下列說法錯誤的是
A．a(chǎn)>b
B．放電時，R區(qū)域的電解質(zhì)濃度逐漸增大
C．M區(qū)電解質(zhì)為NaOH，放電時Na+通過x膜移向R區(qū)
D．放電時，PbO2電極反應(yīng)為PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O
【答案】D
【分析】由圖可知，鋁極上鋁失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)為負極、則PbO2極為正極；鋁極生成四羥基合鋁酸根離子，則M區(qū)電解質(zhì)為氫氧化鈉，那么R區(qū)為硫酸鈉、N為硫酸；放電時鋁極反應(yīng)為，PbO2電極反應(yīng)為；
【詳解】A．正極反應(yīng)為PbO2發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛，，反應(yīng)消耗硫酸，硫酸濃度減小，故a>b，A正確；
B．放電時，M區(qū)鈉離子、N區(qū)硫酸根離子均向R區(qū)域遷移，電解質(zhì)硫酸鈉溶液濃度逐漸增大，B正確；
C．由分析可知，M區(qū)電解質(zhì)為NaOH，放電時Na+通過x膜移向R區(qū)，C正確；
D．放電時，PbO2電極反應(yīng)為，D錯誤；
故選D。
13．（2023·天津河西·統(tǒng)考一模）目前發(fā)展勢頭強勁的綠色環(huán)保儲能電池——釩電池的工作原理如下圖所示，放電時電子由B極沿導(dǎo)線向A極移動，電解質(zhì)溶液含硫酸，下列說法正確的是
A．基態(tài)原子釩的價層電子排布式為
B．放電時H+由B極經(jīng)離子交換膜向A極移動
C．充電時電池被氧化為
D．充電時A極反應(yīng)為
【答案】B
【分析】放電時電子由B極沿導(dǎo)線移向A極，則放電時B極為原電池的負極，該極發(fā)生氧化反應(yīng)為V2+-e-=V3+；放電時，A為正極，該極發(fā)生還原反應(yīng)為。
【詳解】A．V為23號元素，其電子排布為[Ar]3d34s2，其價電子排布式為3d34s2，A項錯誤；
B．原電池（放電時）中，離子的移動方向：帶正電的離子移向正極，帶負電的離子移向負極，所以H+移向A極，B正確；
C．放電時為V2+-e-=V3+，充電為其逆過程為V3+被還原為V2+，C項錯誤；
D．放電時A極反應(yīng)為，充電時為其逆過程為，D項錯誤；
故選B。
14．（2023·山西·校聯(lián)考一模）高電壓水系鋅-有機混合液流電池的裝置及充、放電原理如圖所示。下列說法正確的是
A．鋅元素位于元素周期表的d區(qū)
B．充電時，每轉(zhuǎn)移，陰極增重
C．放電時，負極的電極反應(yīng)式為
D．放電時，化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
【答案】B
【分析】高電壓水系鋅-有機混合液流電池工作原理為：放電時為原電池，金屬Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Zn2+，為負極，則FQ所在電極為正極，正極反應(yīng)式為2FQ+2e-+2H+═FQH2，負極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=；充電時電解池，原電池的正負極連接電源的正負極，陰陽極的電極反應(yīng)與原電池的負正極的反應(yīng)式相反，電解質(zhì)中陽離子移向陰極、陰離子移向陽極，據(jù)此分析解答。
【詳解】A．鋅的價層電子排布式為3d104s2，該元素位于元素周期表的ds區(qū)，A錯誤；
B．因為放電時負極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=，每轉(zhuǎn)移2ml電子，理論上負極減小1mlZn，質(zhì)量為m=n?M=1ml×65g/ml=65g，所以充電時，每轉(zhuǎn)移，陰極增重，B正確；
C．放電時為原電池，金屬Zn為負極，負極反應(yīng)式為，C錯誤；
D．放電過程，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，但同時會有熱量散失，一部分能量以熱能的形式轉(zhuǎn)化，D錯誤；
故選B。
15．（2023·新疆阿勒泰·統(tǒng)考一模）我國科學(xué)家近期開發(fā)了一種高性能的水系錳基鋅電池。其工作原理如圖所示，已知該裝置工作一段時間后，K2SO4溶液的濃度增大。下列說法正確的是
A．電子流向:Zn電極→b膜→a膜→MnO2電極→負載→Zn電極
B．負極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
C．a(chǎn)膜為陰離子交換膜，b膜為陽離子交換膜
D．裝置工作一段時間后，正極區(qū)溶液的pH降低
【答案】C
【分析】根據(jù)工作原理圖可知，Zn反應(yīng)生成Zn(OH)，Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn電極為負極，電極反應(yīng)式為：Zn+4OH――2e－=Zn(OH)；MnO2生成Mn2+，化合價降低，得到電子，MnO2為正極，電極反應(yīng)式為：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O；正極區(qū)溶液為H2SO4溶液，SO通過a膜進入中間，負極區(qū)溶液為KOH溶液，K+透過b膜進入中間，中間制得K2SO4，以此分析解答。
【詳解】A．原電池中電子通過導(dǎo)線從負極流向正極，電子不能通過溶液，因此電子流向為Zn電極→負載→MnO2電極，故A錯誤；
B．MnO2為正極，正極區(qū)電極反應(yīng)為：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，Zn電極為負極，電極反應(yīng)式為：Zn+4OH――2e－=Zn(OH)，故B錯誤；
C．電池工作時，SO通過a膜進入中間，K+透過b膜進入中間，故a膜為陰離子交換膜，b膜為陽離子交換膜，故C正確；
D．電池放電時，正極區(qū)發(fā)生電極反應(yīng)：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，H+濃度減小，溶液pH增大，故D錯誤；
故選C。
16．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）一種以和為電極、水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，可插入層間形成。下列說法錯誤的是

A．放電時為正極
B．放電時由負極向正極遷移
C．充電總反應(yīng)：
D．充電陽極反應(yīng)：
【答案】C
【分析】由題中信息可知，該電池中Zn為負極、為正極，電池的總反應(yīng)為。
【詳解】A．由題信息可知，放電時，可插入層間形成，發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時為正極，A說法正確；
B．Zn為負極，放電時Zn失去電子變?yōu)?，陽離子向正極遷移，則放電時由負極向正極遷移，B說法正確；
C．電池在放電時的總反應(yīng)為，則其在充電時的總反應(yīng)為，C說法不正確；
D．充電陽極上被氧化為，則陽極的電極反應(yīng)為，D說法正確；
綜上所述，本題選C。
17．（2022·湖南·高考真題）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯誤的是
A．海水起電解質(zhì)溶液作用
B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：
C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能
D．該鋰-海水電池屬于一次電池
【答案】B
【分析】鋰海水電池的總反應(yīng)為2Li+2H2O═2LiOH+H2↑， M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則M電極為負極，電極反應(yīng)為Li-e-=Li+，N極為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同時氧氣也可以在N極得電子，電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-。
【詳解】A．海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；
B．由上述分析可知，N為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-，故B錯誤；
C．Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；
D．該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；
答案選B。
18．（2022·廣東·高考真題）科學(xué)家基于易溶于的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時電極a的反應(yīng)為：。下列說法正確的是
A．充電時電極b是陰極
B．放電時溶液的減小
C．放電時溶液的濃度增大
D．每生成，電極a質(zhì)量理論上增加
【答案】C
【詳解】A．由充電時電極a的反應(yīng)可知，充電時電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；
B．放電時電極反應(yīng)和充電時相反，則由放電時電極a的反應(yīng)為可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；
C．放電時負極反應(yīng)為，正極反應(yīng)為，反應(yīng)后Na+和Cl-濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；
D．充電時陽極反應(yīng)為，陰極反應(yīng)為，由得失電子守恒可知，每生成1mlCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g/ml2ml=46g，故D錯誤；
答案選C。
19．（2022·全國乙卷·統(tǒng)考高考真題）電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是
A．充電時，電池的總反應(yīng)
B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)
C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移
D．放電時，正極發(fā)生反應(yīng)
【答案】C
【分析】充電時光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)（Li++e-=Li+）和陽極反應(yīng)（Li2O2+2h+=2Li++O2），則充電時總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，結(jié)合圖示，充電時金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽極；則放電時金屬Li電極為負極，光催化電極為正極；據(jù)此作答。
【詳解】A．光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對電池進行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)，充電時電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，A正確；
B．充電時，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；
C．放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li+從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；
D．放電時總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確；
答案選C。
20．（2022·全國甲卷·高考真題）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是
A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移
B．Ⅰ區(qū)的SO通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移
C． MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
【答案】A
【分析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負極，電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動或Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動，Ⅲ區(qū)消耗OH-，生成Zn(OH)，Ⅱ區(qū)的SO向Ⅲ區(qū)移動或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動。據(jù)此分析答題。
【詳解】A．根據(jù)分析，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動，A錯誤；
B．根據(jù)分析，Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動，B正確；
C．MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正確；
D．電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正確；
故答案選A。
21．（2022·遼寧·統(tǒng)考高考真題）某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是
A．放電時負極反應(yīng)：
B．放電時透過多孔活性炭電極向中遷移
C．放電時每轉(zhuǎn)移電子，理論上吸收
D．充電過程中，溶液濃度增大
【答案】A
【分析】放電時負極反應(yīng)：，正極反應(yīng)：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯氣，放電時，陰離子移向負極，充電時陽極：2Cl--2e-=Cl2，由此解析。
【詳解】A．放電時負極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)：，故A正確；
B．放電時，陰離子移向負極，放電時透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，故B錯誤；
C．放電時每轉(zhuǎn)移電子，正極：Cl2+2e-=2Cl-，理論上釋放，故C錯誤；
D．充電過程中，陽極：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯離子，溶液濃度減小，故D錯誤；
故選A。
22．（2021·浙江·高考真題）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是
A．充電時，集流體A與外接電源的負極相連
B．放電時，外電路通過電子時，薄膜電解質(zhì)損失
C．放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為
D．電池總反應(yīng)可表示為
【答案】B
【分析】由題中信息可知，該電池充電時得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時作陰極，故其在放電時作電池的負極，而電極B是電池的正極。
【詳解】A．由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源的負極相連，A說法正確；
B．放電時，外電路通過a ml電子時，內(nèi)電路中有a ml 通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失，B說法不正確；
C．放電時，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為，C說法正確；
D．電池放電時，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成，正極上得到電子和變?yōu)?，故電池總反?yīng)可表示為，D說法正確。
綜上所述，相關(guān)說法不正確的是B，本題選B。
23．（2021·重慶·統(tǒng)考高考真題）CO2電化學(xué)傳感器是將環(huán)境中CO2濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置，工作原理如圖所示，其中YSZ是固體電解質(zhì)，當(dāng)傳感器在一定溫度下工作時，在熔融Li2CO3和YSZ之間的界面X會生成固體Li2O。下列說法錯說的是
A．CO遷移方向為界面X →電極b
B．電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1：1
C．電極b為負極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2CO-4e-=O2↑+2CO2↑
D．電池總反應(yīng)為Li2CO3=Li2O+CO2↑
【答案】B
【分析】根據(jù)圖示可知在電極a上O2得到電子變?yōu)镺2-，所以a電極為負極；在電極b上熔融Li2CO3失去電子變?yōu)镃O2、O2，所以金屬電極b為正極，然后根據(jù)同種電荷相互排斥，一致電荷相互吸引的原則分析判斷。
【詳解】A．根據(jù)圖示可知：電極a上O2得到電子變?yōu)镺2-，所以a電極為正極；在電極b上熔融Li2CO3失去電子變?yōu)镃O2、O2，所以金屬電極b為負極。CO會向負極區(qū)移動，故CO遷移方向為界面X →電極b，A正確；
B．在電極a上發(fā)生反應(yīng)：O2+4e-=2O2-，在電極b上發(fā)生反應(yīng)：2CO-4e-= O2↑+2CO2↑，在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，可知電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1：2，B錯誤；
C．電極b為負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng) ，則負極的電極反應(yīng)為2CO-4e-=O2↑+ 2CO2↑，C正確；
D．負極上熔融的Li2CO3失去電子被氧化產(chǎn)生O2、CO2氣體，反應(yīng)式為Li2CO3(熔融)=2Li++；2CO-4e-=O2↑+2CO2↑，正極上發(fā)生反應(yīng)：O2+4e-=2O2-，根據(jù)在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，將正、負極電極式疊加，可得總反應(yīng)方程式為：Li2CO3=Li2O+CO2↑，D正確；
故合理選項是B。
24．（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）催化劑(Ⅱ)的應(yīng)用，使電池的研究取得了新的進展。電池結(jié)構(gòu)和該催化劑作用下正極反應(yīng)可能的歷程如下圖所示。
下列說法錯誤的是
A．電池可使用有機電解液
B．充電時，由正極向負極遷移
C．放電時，正極反應(yīng)為
D．、、和C都是正極反應(yīng)的中間產(chǎn)物
【答案】D
【詳解】A．Li是活潑金屬能與水發(fā)生反應(yīng)，因此不能采用水溶液作為電解質(zhì)，應(yīng)使用有機電解液，故A正確；
B．充電時原電池的負極與電源負極相連作陰極，原電池的正極與電源正極相連作陽極，陽離子由陽極向陰極移動，則由正極（電池中標(biāo)注“＋”，實際陽極）向負極（電池中標(biāo)注“－”，實際陰極）遷移，故B正確；
C．由裝置可知，該原電池的正極為二氧化碳得電子生成C單質(zhì)，電極反應(yīng)式為：，故C正確；
D．由正極的反應(yīng)歷程圖示可知，C為最終的產(chǎn)物，不是中間產(chǎn)物，故D錯誤；
故選：D。
25．（2021·河北·統(tǒng)考高考真題）K—O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說法錯誤的是
A．隔膜允許K+通過，不允許O2通過
B．放電時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時，b電極為陽極
C．產(chǎn)生1Ah電量時，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)量比值約為2.22
D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水
【答案】D
【分析】由圖可知，a電極為原電池的負極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式為K—e-=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀；據(jù)以上分析解答。
【詳解】A．金屬性強的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許通過，不允許通過，故A正確；
B．由分析可知，放電時，a為負極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時，b電極應(yīng)與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；
C．由分析可知，生成1ml超氧化鉀時，消耗1ml氧氣，兩者的質(zhì)量比值為1ml×71g/ml：1ml×32g/ml≈2.22：1，故C正確；
D．鉛酸蓄電池充電時的總反應(yīng)方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應(yīng)消耗2ml水，轉(zhuǎn)移2ml電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗鉀時，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為×18g/ml=1.8g，故D錯誤；
故選D。

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