原电池 化学电源（讲义）-2026年高考化学一轮复习（天津专用）

第02讲原电池化学电源

目录

01考情解码・命题预警

02体系构建•思维可视

03核心突破•靶向攻坚

考点一原电池的工作原理

重知识点1原电池的工作原理

知识点2原电池原理的应用

考向1原电池的工作原理

考向2原电池原理的应用

考点二常见的化学电源

知识点1一次电池和二次电池

知识点2燃料电池

考向1一次电池

重考向2二次电池（可充电电池）

重考向3燃料电池

04真题溯源•考向感知

01

Fi

考情解码•命题预警

考点要求考查形式2025年2024年2023年2022年

原电池的工—天津卷T15,4分—

□选择题

作原理及应

回非选择题

用

—天津卷T1,3分—

回选择题

化学电源

口非选择题

考情分析：

近几年高考对原电池的考查，一般在选择题中以生产、生活、科技等中的问题为载体，考查原电池

原理及其应用、氢氧燃料电池（燃料电池）的原理及应用；在工艺流程题中，以考查电极反应式的书写为

主。

复习目标：

1.理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。体会研制新型电池的重要性。

3.能够认识和书写新型化学电源的电极反应式。

02

体系构建•思维可视

半电池包括电极材料和电解质溶液

-----------S电极材料活动性不同的电极

原电池的构成J-------------------------------

闭合回路两个半电池通过盐桥和导线连接

自发的氧化还原反应

正极：得到电子，发生还原反应

电极反应c

负极：失去电子，发生氧化反应

一原电池的工作原理）电子流向由负极经导线流向正极

原电池的工作原理离子移动方向阳离子一正极；阳离子一负极

连接内电路，形成闭合回路

y平衡电荷，使原电池不断产生电流

盐桥的作用

原

拆分氧化还原反应，写出电极反应式

电

设计原电池确定电极材料和电解质溶液

池

化画装置图

学加快反应速率

电

金属的电化学防护被保护的金属作原电池正极

源

碱性锌铳电池

常见的化学电源

装置I中还原剂Zn与氧化剂C/+直接接触，会直接发生氧化还原反应，易造成能量损耗；装置II

中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。

，得分速记

I.原电池止负极的判断方法

(1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或

导电的非金属作正极。

(2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

(3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。

(4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

(5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。

2.原电池中粒子的“移动方向”

(1)外电路中电子移动方向：负极T正极。

(2)外电路中电流方向：正极一负极。

(3)电池内部离子移动方向：阴离子一负极，阳离子一正极。

(4)盐桥中(含饱和KG溶液)离子移动方向：K'T正极，C「一负极。

知识点2原电池原理的应用

1.设计制作化学电源

(1)将氧化还原反应拆分成两个半反应(即电极反应式)；

(2)根据电极反应式确定半电池的电极材料和电解质溶液：

电极材料：一般活泼金属作负极，不活泼金属(或非金属导体)作正极：

电解质溶液：负极电解液一般是负极金属对应的阳离子的溶液；正极电解液一般是氧化剂对应的电

解质溶液；

(3)画出电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。

2.其他应用

(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金

属(或非金属)。

(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。

(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。

Q知❷❷

考向1原电池的工作原理

|m|如图所示为锌铜原电池。下列叙述正确的是（）

电流表

A.盐桥的作用是传导离子

B.外电路电子由铜片流向锂片

C.锌片上的电极反应式为Zn2++2e、=Zn

D.外电路中有0.2mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2g

答案A

解析在含盐桥的原电池中，盐桥连接左、右两个烧杯中的溶液，可传导离子，起到导电作用.A正确：

锌的活动性强于铜，则锌片作负极，铜片作正极；在外电路中，电子由负极流向正极，则电子由锌片流向

铜片，B错误；锌片是负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e—=Zn2+,C错误；铜片

是正极，电极反应式为CU2++25=CU,外电路中通过0.2mol电子时，铜片上析出0.1molCu,其质量

为0.1molx64g.moli=6.4g,D错误。

思维建模原电池的工作原理

电子沿导线由负极向正极传递产生电流

发生氧化反应发生还原反应

负极

阴

阳

离

活动性强的金高

子

属且不断溶解或导电非金属子

移

移

向

向

电解质溶液

【变式训练1•变考法】分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是（）

空气

Fc

NaCI溶液

④

A.①②中Mg作负极，③④中Fe作负极

B.②中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6「=6OH一+3H2T

C.③中Fe作负极，电极反应式为Fe—2e-=Fe2，

D.④中Cu作正极，电极反应式为2H一+2e-=H2T

答案B

解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而A1能和NaOH溶液反应失去电子，故A1是负极；③中Fe在浓

硝酸中钝化，Cu和浓HNO-3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al+2NaOH+

2H2O=2NaAlO2+3H2T»负极反应式为2AI+8OK—6e-=2A10£+4H20，二者相减得到正极反应式

--_

为6H2O+6e=6OH+3H2t»B正确：④中Cu是正极，电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH,D错。

【变式训练2•变题型】某兴趣小组同学利用氧化还原反应2KMnO4+IOFeS04+8H2S04==2MnS04+

5Fe2(SO4)3+K2so4+8H2O设计了如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mo卜，

盐桥中装有饱和K2sO,溶液。回答下列问题：

⑴发生氧化反应的烧杯是(填呷"或“乙”)。

(2)外电路的电流方向为从(填“a”或"b"，下同)到o

(3)电池工作时，盐桥中的SOW移向_______(填“甲”或"乙”)烧杯。

(4)甲烧杯中发生的电极反应为。

+2+

答案⑴乙(2)ab(3)乙(4)MnO；+8H+5e-=Mn+4H2O

解析根据题给氧化还原反应可知，甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为MMT+8H+

5e=Mn2+4H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe"-e-=Fe*；外电路的电流

方向从正极流向负极，即从a到b；电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即SO干

移向乙烧杯。

重考向2原电池原理的应用

例3|依据氧化还原反应2Ag(aq)+Cu(s)=Cu2(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有

KNO3琼脂的U形管)。

检流计

CU(NO3)2溶液

请回答卜列问题:

(1)电极X的材料是;电解质溶液Y中的溶质是(填化学式)。

(2)银电极为电池的极，其电极反应式为o

(3)盐桥中的NOF移向CU(NO3)2溶液。

答案⑴CuAgNO3(2)正Ag'+e—=Ag(3)Cu(NO3)2

思维建模原电池电极反应式的书写方法

1.书写单极反应的原则

电极反应必须符合加和性原则，即两电极反应相加，消去电子后得电池总反应式。利用此原则，电

池总反应式减去已知的一电极反应得另一电极反应。

若已知总反应和一个电极反应，总反应一电极反应=另一个电极反应(注意：电极反应转移电子必须

相等)。

2.电极反应的书写步骤

(1)找出原电池中发生的氧化还原反应，写出方程式并配平；

(2)分析氧化还原反应中的氧化剂、还原剂及电子转移情况；

(3)写出电极反应式；

(4)若不能完整的写出氧化还原反应方程式，但必须找出氧化剂和还原剂。

【变式训练1•变考法】有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下:

baCdad

bC

实验装置j

-二二:2二

.二二二:=:i

三三U!:&三三壬

CuSO,溶液稀硫酸稀硫酸稀点酸

a极质量减少；b极有气体产d极溶解；c极电流从a极流

部分实验现象

b极质量增加生；c极无变化有气体产生向d极

由此可判断这四种金属的活动顺序是()

A.a>b>c>dB.b>c>d>a

C.d>a>b>cD.a>b>d>c

答案c

解析把四个实验从左到右分别编号为①②③④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正

极，金属活动性：a>b：由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b>c：由实验③可

知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：d>c；由实验④可知，电流从a极流向d极，

则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d>a<,综上所述可知活动性：d>a>b>Co

【变式训练2♦变题型】根据如图，可判断出下列离子方程式中错误的是()

0

Co:*(aq)Ag4(ac|)

A.2Ag(s)+Cd2-(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)

B.Co2(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2*(aq)

C.2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+(aq)

D.2Ag1(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co21(aq)

答案A

解析根据图中电极标有“+”和“一”，可确定分别为正极和负极，且金属作电极，负极金属活动性强于正

极金属，结合原电池装置可判断金属性分别为Cd>Co和Co>Ag,UPCd>Co>Ag。由于金属性Cd强于Ag,

则2Ag(s)+Cd2(aq)=2Ag'(aq)+Cd⑸反应不可能发生，2Ag'(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd"(aq)反应可以

发生，A错误，C正确；由于金属性Cd强于Co,则C02+(叫)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq)反应可以发生,

2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co”(aq)反应可以发生，B、D正确。

♦考点二常见的化学电源.

知识点1一次电池和二次电池

1.一次电池

⑴碱性锌钵干电池

锌粉和

KOH的

混合物

MnO：

金属

外壳

负极反应：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2；

正极反应：2MnO2+2H2O+2e—=2MnOOH+2OK；

总反应：Zn十2MnCh十2H2O=2MnOOH十Zn(OH)2。

(2)锌银电池

金属外壳

I-»

浸有KOH溶液

的隔板

负极反应：Zn+20H-2e=Zn(0H)2；

正极反应；Ag2O4-H2O+2e=2Ag+2OH；

总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。

2.二次电池

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb,正极材料是PbCh。总反应为Pb(s)+PbCh(s)+

放中

2H2so4(aq)右由2PbSO(s)+2HO(I)<,

允电42

(1)铅蓄电池的放电反应为原电池反应

负极：Pb-2e+SO?-=PbSO4

2

正极：PbO2+2e+SO4'+4H+===PbSO4+2H2O

(2)铅蓄电池的充电反应

阴极：PbS04+2e-===Pb+SO/

2

阳极：PbSO4-2c+2H2O===PbO2+SO4'+4H.

可充电电池充电时原来的负吸连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极作阳极，

简记为负连负，正连正。

:得分速记

(1)电池放电时发生原电池反应，充电时发生电解池反应，在充电时电池的负极接电源的负极，即负

极接负极后为阴极，正极接正极后为阳极。

(2)充电时的阴极反应与放电时的负极反应、充电时的阳极反应与放电时的正极反应分别互为逆反应。

(3)阳极和负极都发生氧化反应，阴极和正极都发生还原反应。

(4)充电电池放电时，电解质溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子从负极经导线流向正

极；电池充电时，电解质溶液中的阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。

(5)电极附近溶液的pH的变化，根据电极反应进行分析。

知识点2燃料电池

1.氢氧燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。

种类酸性碱性

+

负极反应式2H2-4e-=4H2H2+4OH--4C-=4H2O

1

止极反应式O2+4e+4H：=2H2OO2+2H2O+4e=4OH

电池总反应式2H24-O2=2H2O

燃料电池的电极本身不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。燃料和氧化剂连续地由外部供

给，

对于燃料电池要注意燃料在负极反应，02在正极反应，要注意电解质溶液或传导介质的影响，如碱

性条件下，co?以cor形式存在。

若氢氧燃料电池正极上发生反应的物质都是。2，当电解质不同时，请分别写出正极反应式：

①酸性电解质溶液环境下正极反应式：O2+4H'+4e—==2H?O；

②碱性电解质溶液环境下正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-；

2

③固体电解质（高温下能传导。2-）环境下正极反应式：o2+4e-=2O-；

④熔融碳酸盐（如：熔融K283）环境下正极反应式：（）2+2CO2+4e-=2COM。

2.甲烷一氧气燃料电池

甲烷一氧气燃料电池（正极反应式与氢氧燃料电池正极反应式相同，下面只需写出负极反应式即可）

①CHa—8c-+10OH-=COM+7H2O（碱性介质）；

t

②CH«-8e+2H2O=CO2-l-8H（酸性介质）；

-

③CH4-8e+4COf=5CO2+2H2O（熔融碳酸盐作介质）；

④CHL8C-+4O2-=CO2+2H2O（熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导CT）。

得分速记

化学电源中电极反应式书写的一般方法

（1）明确两极的反应物。

（2）明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。

（3）确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。

（4）配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。

注意：①H+在碱性环境中不存在；②-在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H+,生成H2O,在

-

中性或碱性环境中结合H2O,生成0H：③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，

然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电

极反应式。

Q命Q❷

考向1一次电池

国银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn+Ag2O+H2O=Zn（OH）2+2Ag。其工作示意

图如下。下列说法不正确的是（）

Zn电^Agq电极

圭:二茸二-KOH溶液

A.Zn电极是负极

B.Ag20电极发生还原反应

C.Zn电极的电极反应式：Zn-2e+2OH-=Zn(OH)2

D.放电削后电解质溶液的pH保持不变

答案D

解析反应中锌失去电子，Zn电极是负极，A正确；AgzO得到电子，发生还原反应，B正确；电解质

溶液显碱性，Zn电极的电极反应式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,C正确；根据方程式可知消耗水，

且*生氢氧化锌，氢氧根浓度增大，放电后电解质溶液的pH升高，D错误。

思维建模解答一次电池的一般思维过程

电极反应式的书写步骤：

第1步，判断电极(正、负极或者阴、阳极)上参与反应的反应物和生成物，根据元素化合价变化标

出转移电子的数目；

第2步，根据溶液的酸碱性，通过在电极反应式的两端添加H+或OFT：使电极反应式符合电荷守

恒；

第3步，根据原子守恒，在电极反应式的两端添加H20(或其他小分子物质)，使电极反应式符合原

子守恒。

寸新情境:

【变式训练1•变载体】【新型一次电池】锂锦电池的体积小，性能优良，是常用的一次

电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiCIO4溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移进入

MnCh晶格中，生成LiMnCh。回答下列问题：

LiCIO,

Li混合有Mn°2

机溶剂

（1）外电路的电流方向是由（填"a”或"b"，下同）极流向极。

（2）电池的正极反应式为。

_+

答案（l）ba（2）MnO2+e4-Li=LiMnO2

解析（1）结合所给装置图以及原电池反应原理可知,Li作负极,MnCh作正极，所以电子流向是a-b,

电流方向则是b-a0（2）根据题给信息“电解质LiCICU溶于混合有机溶剂中，口十通过电解质迁移进入MnCh

晶格中，生成LiMnCh"，所以正极的电极反应式为MnO2+e-+Li'=LiMnO2。

【变式训练2♦变考法】【海水电池】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂一海水

电池构造示意图如下。下列说法错误的是（）

隔膜玻璃陶登

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H20+2。=2OH—+H2T

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D.该锂一海水电池属「一次电池

答案B

解析海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，A正确；锂一海水电池的

总反应为4Li+2H2O+O2==4Li0H,M极上Li失去电子发生氧化反应，则M极为负极，电极反应式为

Li-e=Li+,N极为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e=40H-,B错误；Li为活泼金属，易与水

反应，玻璃陶瓷的作用是防止水刃Li反应，并能传导离子，C正确；该电池不可充电，属于一次电池,

D正确。

重考向2二次电池（可充电电池）

@如图是铅蓄电池构造示意图，下列说法不正确的是（）

-塑料

（外壳）

PbO£正极）

H2so绪液

Pb（负极）

A.铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能

B.电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbCh板

C.电池工作时，负极反应为Pb—2e-+SO/=PbSO4

D.电池工作时，K移向Pb板

答案D

思维建模二次电池的充放电规律及电极反应式书写

(1)二次电池的充放电规律

连接

负极：氧化反应一还原反应：阴极、去(-)

、尤.电

)电"*~源

正极：还原反应一氧化反应：阳极/

I」

连接

①充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得

电子，可简记为“负接负后作阴极，正按正后作阳极,

②工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的：同一

电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。

(2)二次电池电极反应式的书写

书写二次电池的电极反应式时，要明确放电和充电过程

①放电时：

负极发生氧化反应，对应元素的化合价升高；

正极发生还原反应，对应元素的化合价降低。

②充电时：

阴极反应是放电时负极反应的逆过程；

阳极反应是放电时正极反应的逆过程。

【变式训练1•变考法】一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的

电辞质溶液为6mol-L1的KOH溶液。

(1)写出放电时的正、负极电极反应式：o

(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式：___________________________________________

__

答案（1）负极：H2-2e+2OH=2H2O；

正极：2NiO（OH）+2H2O+2e-=2Ni（OH）2+2OH-

（2）阴极：2H20+2«一=出t+20H-；

阳极：2Ni（OH）2+2OFT—2屋「2NiO（OH）+2H?O

V新考法।【变式训练2•变载体】【新型二次电池+空穴充电】Li。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-0?电池（如图所示）。光照时，光

催化电极产生电子（广）和空穴（卜卜），驱动阴极反应式（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（）

光

催

金

化

属

电

锂

极

离子交换膜

A.充电时，电池的总反应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+2U+2/=口202

答案C

分析充电时光照光催化电极产生电子和空穴，则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2,结合图示，充电时

金属锂为阴极，光催化电极为阳极：

充电（电解池）放电（原电池）

阳极口2。2+2h'=2Li♦+02（光催化电极）负极Li-e-=Li+

+-

阴极Li++e-=Li（金属锂）正极02+2Li+2e=Li2O2

解析根据题给电池装置图并结合阴、阳极电极反应可知，充电时，电池的总反应为Li2O2=2Li-l-O2,

A项正确；由题干中光照时阴、阳极反应可知，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B项正确；放

电时题给装置为原电池，阳离子（Li+）向正极迁移，C项错误：根据题给装置图可知，放电时正极上02得

电子并与Li+结合生成U2O2，O24-2Li'+2e=Li2O2,D项正确。

重

网同（1）①氢氧燃料电池以K0H溶液作电解质溶液时，工作•段时间后，电解质溶液的浓度将

（填“减小"增大"或"不变”，下同），溶液的pH0

②氢氧燃料电池以H2s。4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将,溶

液的pH

(2)如图是甲烷燃料电池的工作原理示意图，根据燃料电池有关知识回答:

CH4An(%人口

a电极为燃料电池的..(填“正极”或“负极、其电极反应为

电池总反应为________________________________

(3)Li-S0CL电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCkSOCk。电

池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+S021o

请回答下列问题：

①电池的负极材料为，发生的电极反应为O

②电池正极发生的电极反应为o

答案(1)①减小减小②减小增大

-

(2)负极CH4+lOOH-8e=C0］+7H2OCH4+2O2+2OH=CO1+3H2O

(3)@锂4Li-4e-=4Li+②2soeb+db=4C「+S+SCM

解析分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SO02得电子，被还原，为氧化剂。

①负极材料为Li(还原剂)，4Li—4e=4Li。

②正极反应式可由总反应式减去位极反应式得到：2soe12+41=4。一+S+SO2b

思维建模分析燃料电池的思维模型和电极反应式的书写

1.分析燃料电池类题目的思维模型

2.燃料电池中电极反应式及总反应式的书写

(1)负极反应式的书写［以碱性(KOH溶液)甲烷燃料电池为例］

(2)正极反应式的书写

b

①酸性介质：O2+4H+4e=2H2OO

②碱性介质：O2+2H2O+4e=40H),

(3)电池总反应式的书写

依据得失电子守恒配平两极反应式，然后将两极反应式相加可得电池总反应式。

【变式训练1•变考法】以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。

(1)酸性条件

总反应式：；

正极反应式：；负极反应式：O

(2)碱性条件

总反应式：：

正极反应式：；负极反应式：O

(3)固体电解质(高温下能传导。2一)

总反应式：：

正极反应式：；负极反应式：0

(4)熔融碳酸盐(如熔融K2co3)环境下

总反应式：：

正极反应式，,负极反应式，“

答案(1)CH4+202=82+2H2。

+

2O2+8H4-8C-=4H2O

-

CH4-8e+2H2O=CO2+8H

(2)CH4+202+2OH-=COr+3H2O

--

2O2+4H2O+8e=8OH

CH4+10OH--8e"=COf+7H2O

(3*出+2O2=CO2+2H2O

2"

2O2-l-8e-=4O

2

CH4+4O^-8e"=CO2+2H2O

(4)CH4+202=82+2%0

2O2+4CO2+8e-=4COr

CH4+4C0；-8C==5CO2+2H2O

【变式训练2,变载体】如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀H2sCh为电解质

溶液。下列有关说法不正确的是()

A.a极为负极，电子由a极经外电路流向b极

-+

B.a极的电极反应式：H2-2e=2H

C.电池工作一段时间后，装置中c(H2so4)增大

D.若将H?改为CHU,消耗等物质的量的CH4时，Ch的用量增多

答案C

解析a极通入的H2发生氧化反应，为负极，电子由a极经外电路流向b极，以稀H2sCh为电解质溶液

时，负极的Hz被氧化为H+,A、B项正确；总反应为2H2+02=2+0,电池工作一段时间后，装置中

c(H2so。减小，则C项错误；根据电池总反应：2H2+。2=2比0,CHI+2O2=CO2+2H2O,可知消耗

等物质的量的H2和CH«,CH4消耗O2较多，则D项正确。

04

真题溯源•考向感知

1.(天津卷2022-T1)近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误

的是

A.我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖

B.中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合物

C.我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为电能

D.以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料

【答案】A

【释析】A.淀粉是一种多糖，故A错误；B.石油主要是各种烷烧、环烷烧、芳香烧的混合物，天然

气主要含甲烷，还有少量的其他烷燃气体，因此天然气是混合物，故B正确；C.锂离子电池放电属于

原电池，是将化学能转化为电能，故C正确；D.硅树脂是高聚物，属于高分子材料，故D正确。综上

所述，答案为A。

2.(天津卷2023-T15)研究人员进行了一组实验：

实验一：如图，研究人员将氢氧化钠溶液加入反应容器，随后加入锌粉，随后加热。一段时间后反

应完全，停止加热，锌粉仍有剩余，向反应所得溶液中加入一块铜片，并接触剩余的锌，铜片表面出现

银白色金属，并伴随少量气体产生。

已知：已知：Zn+2NaOH+2H2O===Na2[Zn(OH)4]+H2t

+2

Na2[Zn(OH)4)===2Na+[Zn(OH)4]-

22+

[Zn(OH)4]-Zn+4OH

(4)写出实验一中构成的原电池正负极反应：负极：；正极：°

22

答案Zn-2e+4OH-===lZn(OH)4]-[Zn(OH)4]+2e-===Zn+4OH\2H2O+2e-=H2t+2OH-

答案锌比铜活泼，实验•中构成的原电池的负极为Zn,Zn失去电子生成[Zn(OH)4]\根据得失电子守

恒和电荷守恒配平电极方程式为：Zn-2e+4OH-=[Zn(OH)4]2-,正极为Cu,正极由[Zn(OH)4]2=Zn+40H-

产生的锌离子得到电子转变为锌而产生银白色的金属、同时H?0得到电子生成少量H2,电极方程式

为：[Zn(OH)4]〉+2e===Zn+40H、2H2O+2e-H2t+2OH。

3.(2025•安徽卷)研窕人员开发出一种锂-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ZT通过。下列说法正确的是

A.放电时电解质溶液质最减小

B.放电时电池总反应为H2+2Li=2LiH

C.充电时移向惰性电极

D.充电时