原电池 化学电源（期末复习讲义）-高二化学上学期（人教版）解析版

专题08原电池化学电源(期末复习讲义)

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明期末考情：把握考试趋势方向，精准备考

理•核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系

破•重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈

过•分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升

.明•期末考情.

考查重点命题角度

原电池的构成、工作原理及应用、电极反应方程式、电流方向、原电池的正极和

原电池

负极。

化学电源一次电池、二次电池的反应原理、燃料电池的电极反应式

新型电源新型化学电源的电极反应和总反应方程式、常见化学电源的种类及其工作原理

.理•核心要点.

限要点01原电池工作原理及应用

1.概念

原电池是把化学能转化为电能的装置。

2.构成条件

3.原电池的工作原理

(1)两种装置

如图是锌铜原电池的两种装置:

ZnSO,溶液CuSO,溶液

(单液原电池)(双液原电池)

III

(2)工作原理(以装置1［为例)

电极名称负极正极

电极材料锌片铜片

电极反应Zn-2e===Zn2+Cu2++2e'==Cu

反应类型氧化反应还原反应

电子流向由Zn片沿导线流向Cu片

盐桥中离子移向盐桥中装有含饱和KC1溶液的琼脂，K?移向正极，cr移向负极

①连接内电路，形成闭合回路;

盐桥作用

②平衡电荷，使原电池不断产生电流

装置I中有部分Zn与QP+直接反应，使电池效率降低；装置II中使Zn与0?+隔

工作效率

离，电池效率提高，电流稳定

4.原电池原理的四大应用

(1)比较金属的活动性，在原电池中，一般较活泼的金属作负极(注意电解质溶液对电极反应的影响)。

(2)和快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。

(3)应用于金属防护。

(4)没计原电池。

①首先将氧化还原反应分成两个半反应。

②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。

归|纳|总|结

原电池中正、负极的判断

判断依据负极正极

电子流动方向电子流出极电子流入极

电解质溶液中阴、阳离子定向移

阴离子移向的电极阳离子移向的电极

动的方向

电流方向电流流入极电流流出极

两极发生的反应失电子，发生氧化反应得电子，发生还原反应

活动性较弱的金属或能导电

电极材料一般是活动性较强的金属

的非金属

国要点02常见化学电源

1.一次电池

锌粉和KOH

■1T的混合物负极反应式：Zn+2OH-2e===Zn(OH)2；

|--MnO

2正极反应式：MnO2+H2O+e===MnO(OH)+OH-；

■金属外壳

总反应：Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2

碱性锌镒电池

金属外壳锌负极负极反应式：Zn+2OH-2e===ZnO+H2O；

yUV浸了

KOH溶液

衿m埒的隔板正极反应式：Ag2O+H2O+2e'===2Ag+20H"；

Ag：O正极

纽扣式银锌电池总反应：Zn+Ag2O===ZnO+2Ag

2.二次电池

放乜

铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应：Pb+PbO2+2H2SO4^2PbSO4+2H2Oo

⑴放电时

负极反应式：Pb+S0i--2e===PbSO4：

+

正极反应式：PbO2+4H4-S0?-+2e===PbSO4+2H2Oo

放电时，当外电路上有2moiD通过时，溶液中消耗H2so42moI。

(2)充电时

阴极反应式：PbSO4+2e===Pb+S01-；

+

阳极反应式：PbSO4+2H2O-2e===PbO2+4H+S0j-。

①充电一段时间电解质溶液的pH减小（填“增大”“减小”或“不变

②充电时电极的连接，负接负作阴极，正接正作阳极。

3.燃料电池

⑴氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除H2外,还有CO、水煤气（CO和比）、烧类（如CH。、

醇类（如CH.QH）、犍类（如CH.QCH.3）、氨（N%）、耕（FhN—NH?）等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似

于燃料的燃烧。

⑵燃料电池的电解质常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质（可传导0。、熔融碳酸盐，不同电

解质会对总反应式、电极反应式有影响。

⑶以甲醇为燃料，写出卜列介质中的电极反应式。

①酸性溶液（或含质子交换膜）

正极：O2+4e+4H+===2H2O,

+

负极：CH3OH-6e+H2O===CO2+6Ho

②碱性溶液

正极：Ch+4e-+2HQ===40H-,

负极：CH3OH-6e+8OH===C01-4-6H2Oo

③固体氧化物（其中-可以在固体介质中自由移动）

正极：O2+4e===2O2',

2

负极：CH3OH-6e+3O===CO2+2H2Oo

④熔融碳酸盐（COg）

正极（通入CO2）：O2+4e+2CO2===2C0|-,

负极：CH3OH-6e+3C0i-===4CO2+2H2Oo

归|纳|总|结

解答燃料电池题目的三个关键点

（1）要注意介质是什么?是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。

⑵通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。

（3）通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。

©要点03新型电池

1.锂电池

锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化

为Li+,负极反应均为Lie===Li+,负极牛.成的Li+经过电解质定向移动到正极。

2.锂离子二次电池

（1）锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌''反应原理，替代了传统的“氧化一还原''原理；在两极形成的电势差的

驱动下，Li*可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。

⑵锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6+xLi++xe-===Li<：6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程:

++

Li.vC6-xe'===C6ALi0

（3）锂离子电池的正极材料一般为含Li+的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePCh、LiCoO2>LiMn2O4

等。

3.微生物燃料电池

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极

室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组

分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧

化剂（如氧气）在正极得到电子被还原。

4.物质转化循环型电池

循环电池是电化学储能领域的一个研究热点，它通过电池内部物质的循环使用来增加储能容量，增长使用

寿命。根据物质转化，注意电极反应与电极区反应，元素化合价的变化或离子的移动（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，是分析该电池的关键。

5浓差电池

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具有浓度差，离子均由“高浓

度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正极、负极，这是解答问题

的美键。例如

a[®]b

Ag电极fl七电极

0.1mol-L-11molL-1

AgNO.(aq)AgNOJaq)

阴离子交换膜

①a极：AgC===Ag+（负极）；b极：Ag++D===Ag（正极）。

②NOg通过交换膜移向a极。

归I纳I总I结

(1)寓子交换膜的分类

①阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。

②阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。

③质子交换膜，只允许H+通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。

④双极膜，又称双极性膜，是特种离子交换膜，它是山一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该

膜的特点是在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的HzO解离成OH和H+分别通过阴、阳膜，作为H+

和0H的离子源。

(2)离子交换膜的作用

①能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。

②能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合I可路的作用。

(3)离子通过离子交换膜的定量关系

①通过隔膜的窝子带的电荷数等于电路中的电子转移数。

②离子迁移：依据电荷守恒，通过隔膜的离子数不•定相等。

.破•重难题型.

r

13题型oi原电池的工作原理

【典例a下列关于原电池的叙述错误的是()

A.原电池中的电解质不一定处于液态

B.若欲使原电池处于工作状态，必须使其与外电路形成闭合回路

C.金属活动性顺序中，排在前面的金属总是作负极，排在后面的金属总是作正极

D.负极总是发生氧化反应，正极息是发生还原反应

【答案】C

【解析】原电池中的电解质不一定处于液态，也可以是固态或糊状物，A正确：金属活动性顺序中，排在

前面的金属不一定总是作负极，排在后面的金属也不一定总是作正极，例如铁、铜和浓硝酸构成的原电池

中铁是正极，铜是负极，C错误；原电池中负极总是失去电子，发生氧化反应，正极总是得到电子，发生

还原反应，D正确。

【变式锌铜原电池装置如图所示.下列有关说法不正确的是()

ZnSO,溶液CuSO,溶液

A.Cu电极为该原电池的正极

B.Zn电极是还原剂，又是电子导体

C.氯化钾盐桥中C「将移向CuSCh溶液

D.一段时间后有红色固体沉积在Cu电极表面

【答案】C

【解析】铜电极为原电池的正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，故A、D正确；能导电的

锌电极为铜锌原电池的负极，故B正确；氯化钾盐桥中氯离子将移向硫酸锌溶液，故C错误。

【变式1・2】将镁条、铝条平行插入感有一定浓度的NaOH溶港的烧杯中，用导线和电流表连接成原电池,

装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正确的是（）

AJ^p-Mg

NaOH

泪湖溶液

A.Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2+

B.若铝条表面有氧化膜，也不必史理

C.该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的

D.AI是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出

【答案】B

【解析】Mg虽然比A1活泼，但铝能与NaOH溶液发生氧化还原反应，镁与NaOH溶液不反应，所以在题

述装置中铝失电子，为原电池的负极，A错误；铝条表面的氧化膜能与NaOH溶液反应，故不必处理，B

止确；该装置外电路的电流是由电子的定向移动形成的，而内电路的电流则是由溶液中离子的定向移动形

成的，C错误；铝为原电池的负极，由于电池开始工作时，生成的铝离子的量较少，NaOH过量，此时不会

有A1（OH）3白色沉淀析出，D错误。

秀题型02原电池工作原理的应用

【典例2］下列方法可以加快铁和稀硫酸的反应速率的是（）

A.加入少量ZnSCh固体

B.加入少量水

C.加入少量CuSO,固体

D.用98%的浓硫酸代替稀硫酸

【答案】C

【解析】加入少量ZnSCU固体，不会改变反应物的浓度，不会改变反应速率，故A不选：加水，溶液的体

积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小，故B不选；加入少量CuSCh固体，会发生反应置换出铜，形

成原电池，使反应速率加快，故C选；浓硫酸在常温下使铁钝化，D不选。

【变式2・1】用A、B、C、D四和金属按表中装置进行实验，下列叙述正确的是（）

A.装置甲中的B金属是原电池的负极

B.装置乙中，外电路中电流的流向为B—C

C.装置内中溶液里的S。/移向A

D.四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C

【答案】D

【解析】装置甲中A不断溶解，则A为负极，B为正极，A错误；装置乙中C的表面有红色固体析出，则

C为正极，B为负极，外电路中电流方向：C-B,B错误；装置丙中A上有气泡产生，则A为正极，D为

负极，溶液中SO/向D移动，C错误。

【变式2・2】一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Ca==Zn2++Cu,该原电池的正确组成是（）

ABCD

正极ZnCuZnC

负极CuZnAgZn

电解质溶液CuC12溶液H2s04溶液C11SO4溶液CuCb溶液

【答案】D

【解析】根据总反应可知Zn为负极，正极为活动性比Zn弱的金属或可导电的非金属，电解质溶液中含Ci)2+,

只有D项符合题意。

。题型03一次电池

【典例3】锌钵电池是生活中常用的电池，普通锌镒电池和碱性锌钵电池的结构分别如图所示，下列说法错

误的是()

C石里棒锌粉和氢

钝化钾的

二氧化镭糊

混合物

、、氯化钺糊、二钝化钵

潮屈外壳

锌筒

普通锌镭电池碱性锌锌电池

A.锌镭电池属于一次电池，用完不可随意丢弃

B.普通锌锦电池和碱性锌镉电池放电过程中锌均发牛氧化反应

C.放电时，普通锌钵电池的石墨电极上反应为2NHt+2e-=N2T-4H2T

D.放电时，碱性锌镭电池正极反应式为MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH

【答案】C

【解析】锌锦电池属于一次电池，含有重金属离子，用完不可随意丢弃，A正确；普通锌镭目池和碱性锌

锦电池中锌均为负极，放电过程中锌均发生氧化反应，B正确；放电时，普通锌锦电池的石墨电极上MnO?

得电子，被还原，C错误；放电时，碱性锌镒电池正极反应式为MnOz+HzO+b—MnO(OH)+OH,D正确。

方|法|点|拨

已知原电池总反应式，书写电极反应式的方法

⑴分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应

即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。

(2)若某一电极反应较难书写，可先写出较简单的电极反应式，然后利用总反应式减去该电极反应式即可得

到另一电极反应式。

【变式3・1】微型银锌电池可用作口子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag?。和Zn,电解质溶液为KOH溶液，

电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。下列说法正确论是()

A.电池工作过程中，负极发生还原反应

B.电池工作过程中，电解液中OH向正极移动

C.负极电极反应为Zn+2OH-2e=Zn(OH)2

+

D.正极电极反应为Ag2O+2H+2e=2Ag+H2O

【答案】C

【解析】电池工作过程中，Zn失电子作负极，发生氧化反应，电极反应为Zn+2OH--2e=Zn（OH）2,A错

误、C正确；电池工作过程中，电解液中的0H向负极移动，B错误；正极Ag2O得电子，发生还原反应,

电极反应为Ag2O+H2O+2c=2Ag+2OH-,D错误。

【变式3・2］我国报道了一种新型Li・N02电池，为NCh的治理和利用提供了新的研究思路，其工作原理如

图所示，电池放电时的总反应为2Li+NO2=Li2O+NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是（）

0

b极

含Li♦的

有机电解液

NO2

碳布

A.外电路电流的方向：b极—电流表-a极

+

B.b极的电极反应：NO2+2e+2Li=Li2O+NO

C.电解液中Li+向b极附近迁移

D.当外电路通过1molD时，b极质量增加7g

【答案】D

【解析】根据电池放电时的总反应2Li+NO2=Li2O+NO可知，Li失电子发生氧化反应，a极为负极，b极

为王极，电流方向：b极（正极）T电流表-a极（负极），A正确;b极为正极，正极反应式为

+

NO2+2e+2Li=Li2O+NO,由2已〜品0可知，外电路中通过1molD时,b极生成0.5molLizO,质量增加

0.5molx30g.mol"=15g,B正确、D错误；原电池工作时，阳离子移向正极，即电解液中Li+向b极附近迁

移，C正确。

。题型04二次电池

【典例4】锲镉电池是种新型的封闭式体积小的可充电电池，其放电时的工作原理如图所示，下列说法正

确的是（）

<5>

CdNiO(OH)

1KOH

溶液

Cd(OH)2Ni(OH)2

A.放电时，OH-向b极移动

B.放电时，a极发生还原反应

C.放电时电子的方向：a极经导线流向b极

D.充电时，a极的电极反应为Cd-2e+2OH=Cd(OH)2

【答案】C

【解析】由题图分析可知Cd为负极，NiO(OH)为正极。放电时，a极Cd失电子，发生氧化反应，OH•向a

极移动，A、B错误；放电时a极为负极，b极为正极，充电时，a极的电极反应为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH,

D错误。

方|法|点|拨

⑴二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。

⑵充电时的电极反应式的书写

颠倒过来

放电时的负极反应式—-----＞充电时的阴极反应式

颠倒过来

放电时的正极反应式-------'充电时的阳极反应式

【变式4-1］钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低。某钠离子电池结构如图，已知电池反应：

Nai..vMnO2+Na,vC„=NaMnO2+/?C.下列说法错误的是()

A1

+

A.放电时，正极的电极反应式为Nai-vMnO2+ANa+xe==NaMnO2

B.放电时，负极的电极反应式为NarCn-ve-==¥Na++/zC

C.放电时，外电路中每转移0.2mol电子，理论上石墨烯电极质量减少4.6g

D.相同质量的负极材料，钠离子电池比锂离子电池可以提供更多电量

【答案】D

【解析】由图可知，放电时，石墨烯电极为负极，在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和C,电

极反应式为NaYC„-ve'=xNa++/7C,Nai-.rMnO?在正极得到电子发生还原反应生成NaMnO:，电极反应式为

+

Nai-AMnO2+xNa+xe'=NaM11O2。

【变式4-21某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为

Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoOz薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是（）

A.充电时，集流体A与外接电源的负极相连

B.放电时，外电路通过amol电子时，LiPON薄膜电解质损失amolLi+

C.放电时，电极B为正极，反应可表示为LiiCoO2+xLi++xe-=LiCoO2

放电

D.也池总反应可表示为LLSi+LiirCoO?充电Si+LiCoO2

【答案】B

【解析】由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极

相连，A说法正确；放电时，外电路通过amol电子时，内电路中有amolLi+通过LiPON薄膜电解质从负

极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li+,B说法不正确；放电时，电极B为正极，发生还原

反应，电极反应式为Lii-xCoO2+xLi++xD=LiCoO2，C说法正确；电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失

+

去电子转化为Li,正极上LiiCoO?得到电子和Li+转化为LiCoCh，故电池总反应可表示为Li,Si+Lii.ACoO2

放电

充也Si+LiCoO2，D说法正确。

国题型05燃料电池

【典例5】欧洲足球锦标赛事中的拍摄车，装着“绿色心脏”——质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示。

下列叙述正确的是（）

11r水+

氢气

JJJ-空气

质子交换膜•—催化剂

A.装置中的能量变化为电能转化为化学能

B.通入氢气的电极发生还原反应

C.通入空气的电极反应式：O2+4e+4H+=2H2O

D.装置中电子从通入空气的电极经过导线流向通入氢气的电极

【答案】C

【解析】燃料电池是将化学能转亿为电能的装置，A错误：通入H2的电极作负极，发生氧化反应，电极

反应式为H2-2e=2H\B错误；负极氢气失电子生成的H'通过质子交换膜流向正极，正极的电极反应式

为O2+4e-4H』=2%0,C正确；通入氢气的电极失去的电子经过导线流向通入空气的电极，D错误。

方|法|点|拨

1.燃料电池的一般思维模型

(1)要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。

(2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。

(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。

2.燃料电池正极反应式的书写

⑴酸性电解质溶液环境下电极反应式：0：；+4H'+4e-=2H20；

⑵碱性电解质溶液环境下电极反应式：。2+2乩0+46=40万；

(3)固体电解质(高温下能传导解一)环境下电极反应式：o,+4e=202-；

⑷熔融碳酸盐(如熔融K2co3)环境下电极反应式：02+2C(V4e=28/。

【变式5・1】一种用于驱动潜艇的液氨•液氧燃料电池原理示意如图所示。下列有关该电池的说法错误的是

()

二02

A.电池工作时，电极A的电势高于电极B的电势

B.电子由电极A经外电路流向电极B

C.标准状况下，每消耗22.4LCh转移4moi电子

D.电极A上发生的电极反应为2NH3-6e+6OH=N2+6H2O

【答案】A

【解析】原电池中，正极电势高于负极电势，故电极B的电势高于电极A,故A错误：电子从负极流向正

极，即从电极A流向电极B,故B正确；燃料电池的总反应为4NH3+3Ch=2N2+6H2O,该电池工作时.，每

消耗标准状况下22.4L即1molCh转移4moi电子，故C正确；碱性条件下，氨气在负极失电子生成N?，

其电极反应为2NH3-6D+6OH-=N2+6H2O，故D正确。

【变式5・2】酒驾行为危害社会安全，交警部门常用酸性燃料电池酒精检测仪对此进行检测。该检测仪的工

作原理如图所示，下列说法错误的是（）

A.负极的电极反应式为CH3cH2OH-4e+H2O=CH3co0H+4H+

B.该电池工作一段时间后，正极区溶液的pH增大

C.若外电路中转移4mol电子，理论上右侧电极附近溶液增重32g（假设H20不挥发）

D.液晶显示器上数字与电流强弱有关，显示器的数字越大，说明酒精含量越高

【答案】C

+

【解析】负极的电极反应式为CH5CH2OH-4C+H2O=CH3CO0H+4H,A正确；氧气在正极上发生反应

+

O2+4e+4H=2H2O,正极上消耗氢离子且产生的水对溶液稀释，氢离子浓度减小，一段时间后，正极区溶

液的pH增大，故B正确；若外电路中转移4moi电子，理论上右侧吸收1mol氧气，内电路移入4moiH）

电极附近溶液增重32g+4g=36g,故C错误；液晶显示器上数字与电流强弱有关，显示器上的数字越大,

说明电流越大，则负极放电的乙醉就越多，说明酒精含量越高，故D正确。

。题型06新型电池

【典例6］新型锂-空气电池具有巨大的应用前景。该电池放电时的工作原理如图所示，其中固体电解质只

允许Li+通过。下列说法正确的是（）

金

属

期

/

有机电解液

A.有机电解液可以用水性电解液代替

B.金属锂为负极，发生还原反应

C当外电路转移1mol电子，理论上石墨烯电极消耗标准状况下11.2L的02

D.放电时电池的总反应为4Li+O3+2H2O===4LiOH

【答案】D

【解析】A.锂可以与水反应，故有机电解液不可以用水性电解液代替，A项错误；B.金属锂为负极，发生失

电子的氧化反应，B项错误；C.当外电路转移1mol电子时，消耗0.25mol的氧气，即理论二石墨烯电极

消耗标准状况下5.6L的th，C项错误；D.该电池的负极反应为4Li-4e===4Li+,正极反应为

O2+4e+2H2O===4OH-,将电极反应相加可得总反应的化学方程式4Li+O2+2H2O===4LiOH,D项正确。

【交式6-11锌汰液流电池用溟化锌溶液作电解质溶液，并在电池间不断循环。下列有关说法不正确的是

()

阳离子交换膜

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1mol电子，负极区溶液质量不变

C.充电时阴极的电极反应式为Zn2++2e===Zn

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

【答案】D

【脩析】充电时n接电源的负极，作电解池的阴极，Z/+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Zd+,Zi?+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正确；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。

方|法|点|拨

1.电极反应式书写的一般方法

学?电极反应物一►产物及得失电子数

标得失

在电解质溶液的环境中要生成稳定的电

‘看环境极产物.即H\OH\H2O等是否参加

配守恒反应.遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子•

臂*平一两电极反应式相加,与总反应式对照验证

皖思A

2.已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法

①首先写出较简单的电极反应式；

②复杂电极反应式=总反应式-简单电极反应式；

③注意得失电子守恒。

【变式6-2】浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池

从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是（）

Li。溶液一

稀盐酸-

A.电池工作时，Li+通过离子导体移向X极区

B.电流由Y极通过外电路流向X极

C.正极发生的反应为2H++2D===H2T

D.Y极每生成1molC3X极区得到2molLiCl

【答案】B

【解析】加入稀盐酸，X极上生成氢气，H+发生还原反应:2H++2e-===H2T，X极为正极，Y极上C「发生氧

化反应:2Cr-2e===C12T，Y极是负极，电池工作时，Li+向X极区移动，A、C正确：外电路中电流由正极X

流向负极Y,B错误；Y极每生成1molCl2,转移2mol电子，有2molLi+向正极移动，则X极区得到2mol

LiCl,D正确“

.过•分层验收.

期末基础通关练（测试时间：15分钟）

3.（24-25高二上•广东佛山•期末）佛山新质生产力蓬勃发展。卜列产业相关过程中不涉及电能转化的是

C.燃料电池汽车产业-氢燃料电池工作D.智能家电产业-扫地机充电

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】氨氢能源燃烧过程放出热量，化学能转化为热能、光能，不涉及电能转化；故A符合题意；电池

放电处理过程中化学能转化为电能，故B不符合题意：氢燃料电池工作时化学能转化为电能，故C不符合

题意；扫地机充电过程中电能转亿为化学能，故D不符合题意；故选A。

2.（24-25高二上・北京・期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不乖哪的是

A,负极的电极反应为Zn-2e-=ZM+B.正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-

碱性锌钵干电池

C.锌作负极，发生氧化反应D.放电•段时间后，电解质溶液酸性增强

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】铜锌稀硫酸原电池，锌做负极，铜做正极，负极的反应为：Zn-2e-=Zn2+,A正确；正极的氧

化银得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH,B正确；碱性锌钵干电池,

石墨棒作正极，Zn为负极，发生氧化反应，C正确：铅蓄电池放电时，总反应为

Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,使用•段时间后电解质溶液的酸性减弱，D错误：故选D。

3.（24-25高二上•北京昌平・期末）铜锌原电池的装置如图，卜列说法正确的是

（含KCI饱和溶液的琼胶）

A.Cu是负极材料

B.盐桥中IC进入ZnSCh溶液

C.正极反应物C/+被氧化

D.Zn电极上发生反应Zn-2e「=Zn2+

【答案】D

【解析】金属的活泼性Zn大于Cu,Zn为负极，A错误；原电池中阳离子向正极移动，K*离子移向CuSO』

溶液，B错误；正极上发生还原反应，C/+得电子被还原，C错误；Zn电极为负极，发生氧化反应，电极

反应式为：Zn-2e-=Zn2+,D正确;故选D。

4.（25-26高二上•广东深圳•期中）一种新型乙醇电池，使用磺酸类质子溶剂，能在200℃左右时工作。相

比甲醵电池，其效率高出32倍且更安全。电池总反应为C2H5OH+3O2=2（：02+3山0,电池示意图如下

图，下列说法正确的是

A.a极为电池的正极

+

B.b极的电极反应为：4H+02-4e-=2H20

C.电池工作时，电子由a极沿导线经灯泡流入b极

D.电解质溶液中的质子（H+）从b极区向a极区转移

【答案】C

【分析】该燃料电池中，通入燃料乙醇的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂氯气的电极b是正极，电

解质溶液呈酸性，则负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2T+12H+,正极氧气得到电子被还原，电极反应

式为4H++O2+4D=2H2。，据此分析解答。

【解析】燃料电池中通入氧化剂的电极是正极，通入燃料的电极是负极，则a极为原电池负极、b极是正极，

+

故A错误；由分析可知，b极是正极，氧气在正极得到电子生成水，电极反应式为：4H+O2+4e=2H2O,故

B错误；放电时，电子从负极沿导线流向正极，a是负极、b是正极，则电池工作时电子由a极沿导线经灯

泡流入b极，故C正确；原电池中阳离子向正极移动，由分析可知，b极是正极，a极是负极，电解质溶液

中的质子（H+）从a极区向b极区转移，故D错误；故选C。

5.（24-25高二上•江苏盐城•期末）为达成2060年碳中和的远景FI标，一种能够捕捉CO2的电化学装置如

下图所示，下列说法笛送的是

A.AI电极为电池的负极

B.石墨电极反应为2co2+2日42。充

C.每生成Imol草酸铝，外电路中转移3moi电子

D.在捕捉CO?过程中，C2。亍不断向A1电极移动

【答案】C

【分析】根据装置示意图可知该装置为原电池，铝作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为A1-3e-=

AH'多孔石墨作正极，正极发生得电子的还原反应，电极反应式为2co2+2e-=C2（）3据此回答。

【解析】由分析知，铝作负极，发生失电子的氧化反应，A正确；由分析知，多孔石墨作正极，正极发生

得电子的还原反应，电极反应式为2co2+2e-=C2（）3B正确；每生成1mol的草酸铝，则有2moiA1失电子，

共转移6moi电子，C错误：在原电池装置中，阴离子向着负极移动，故在捕捉CO?过程中，C2。充不断向

AI电极移动，D正确；故选C。

6.(24-25高二上•广东茂名•期末)我国科学家研发了一种水系可逆Zn-C02电池，将两组阴离子、阳离子复

合膜反向放置分隔两室电解液，充、放电时，复合膜层间的出0解离成H+和0",工作原理如图所示。下列

说法正确的是

A.放电时iF极的电极反应式为Zn+4OH-2e，=Zn(OH»-

B.放电时正极区pH升高

C.充电时Zn与外接直流电源正极相连，将电能转化为化学能

D.当放电时，复合膜层间有lmol%。解离时，正极区溶液增重23g

【答案】D

【分析】根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合

膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(0H)3负极的电极反应式为Zn+4OH:2e-=Zn(OH治，多孔Pd纳米片为正

极，二氧化碳在正极得到电子转亿为甲酸，电极反应为CO2+2H++2e=HCOOH,总的电极反应为：

Zn+2OH4-2H2O+CO2=Zn(OH)^+HCOOH,充电时的电极反应与放电时的反应相反，由此分析。

【解析】据分析，放电时，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为

+

CO2+2H+2e=HCOOH,故A错误；由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在

正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e=HCOOH,甲酸在氯化钠溶液中电离出

氢离了使电极附近溶液pH减小，故B错品放电时Zn为负极发生氧,化反应，因此充电时Zn与直流电源的负

极相连，故C错误；由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发

生还原反应生成甲酸，电极反应式为(X)2+2H++2e-=HCOOH,复合膜层间有Imol水解离时，外电路转移lmol

电广，贝ij正极增力口的质量为lmolx44g/molxg+lmolxlg/mol=23g,故D正确；故选D。

期末综合拓展练（测试时间：25分钟）

7.（2025•黑吉辽蒙卷•高考真题）一种基于C%。的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均消重。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，卜列说法错误的是

负载

进料口出料口

Cu2O/

NaTi2(PO4)3/

Cu2(OH)3CI--NaCl溶液

Na3Ti;(PO4)3

A.放电时Na+向b极迁移

B.该电池可用于海水脱盐

-+

C.a极反应：Cu2O+2H2O+Cl-2e-=Cu2（OH）3CI+H

D.若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力

【答案】D

【分析】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（：1120+2电0+口--20-=

+

CU2（OH）3C14-H,b电极是正极，电极反应式为NaTi2（PO4）3+2e，2Na-=Na3Ti2（PO4）3，据此解答。

【解析】放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以Na+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；a电极是负极，电极反应式

+

为CU2。+2H2O+Cl--2e-=CU2（OH）3C1+H,C正确；若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，

结合氯掰子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误；故选D。

8.（2025・四川泸州•一模）•种以KOH溶液作为电解质溶液的高能银氢电池，其工作原理如图所示。下列

说法错误的是

---------0--------

电极a闿

子电极b

NiO(OH)交

/换

膜RuNi/C

X催化剂

Ni(OH)2

A.电极a为正极

B.电极a的电势比电极b的电势低

C.离子交换膜允许OH-离子从a极室流向b极室

D.电池总反应式：2NiO(OH)+电=2Ni(OH)2

【答案】B

【分析】由图可知，电极b上出被氧化生成出0,则电极b为负极，发生电极反应：H2-2e+2OH=2H2O；

电极a上NiO(OH)被还原生成Ni(0H)2,则电极a为正极，发生电极反应：NiO(OH)+e+H2O=Ni(OH)2+OH-,

据此解答。

【解析】由分析可知，电极a为正极，A正确；由分析可知，电极a为正极，电极b为负极，正极的电势高

于负极的电势，则电极a的电势比电极b的电势高，B错误；由分析可知，电极a为正极，发生电极反应:

NiO(OH)+e+H2O=Ni(OH)2+OH-;电极b为负极，发生电极反应:H2-2e+2OH=2H2O,即电极a上生成OH,

电极b上消耗OH,0H-会从正极区移向负极区，则离子交换膜允许0H一离子从a极室流向b极室，C正确；

由分析可知,正极电极反应为:NiO(OH)+e+H2O=Ni(OH)2+OH-,负极电极反应为:H2-2e+2OH=2H2O,

联立两式同时保讦得失电子守恒，可得电池的反应式为：2NiO(OH)+H2=2Ni(OH)z，D正确：故诜B°

9.(2025・广东•模拟预测)氢能作为前沿新兴产业被写入《政府工作报告》。如图所示为一种新型“全氢电

池”的简易示意图(起始时两侧溶液质量相等)。下列说法不正确的是

A.电极电势：吸附层aV吸附层b

B.该电池工作时总反应的方程式为H++OH-=H20

C.吸附层a为负极，电极反应式为Hz—2e-=2H+

D.标准状况下，右侧电池产生22.4L&时，理论上两侧电解质溶液质量差88g

【答案】C

【分析】吸附层a吸收H?,作负极，发生的电极反应：H2-2e--2OH=2H2O,吸附层b释放H2,作正极，

发生的电极反应：2H++2£=出然离子交换膜为钠离子交换膜，钠离子从左边移动到右边，电池的总反应

为H++OH-=H20,据此分析解答。

【解析】在原电池中，负极电极电势低于正极，由分析知，吸附层a为负极，吸附层b为正极，故电极电

势：吸附层av吸附层b,A正确；由分析知，负极反应为电一2e+2OH=2H2O,正极反应为2H++2£=电T,

总反应为酎+0『二山0,B正确；由分析知，吸附层a为负极，但左侧为碱性环境，电极反应式为电