2027届高三化学一轮复习第6章化学反应与能量第31讲原电池常见化学电源课件

第六章化学反应与能量第31讲原电池常见化学电源复习目标1．理解原电池的构成、工作原理及应用。2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。3．能够书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。考点二提能训练练案[31]考点一考点一原电池工作原理及应用1．原电池及构成条件(1)原电池原电池是把________能转化为________的装置。其反应本质是_________的_________反应。(2)构成条件化学电能自发进行氧化还原【微思考】下列装置不能构成原电池的是________(填序号)。提示：①③④⑤⑥2．原电池的工作原理(1)两种原电池装置以锌铜原电池为例进行分析，图1是单液原电池装置，图2是双液原电池装置。(2)原电池的工作原理(以锌铜原电池为例分析)(3)电极：正极电势高，电子流入正极，正极发生还原反应；负极电势低，电子从负极流出，负极发生氧化反应。电流方向：正极→电子导体→负极→离子导体。(4)盐桥的作用(盐桥中大多装有含饱和KCl溶液的琼脂)①连接内电路，________________；②____________，使原电池不断产生电流。形成闭合回路平衡电荷3．原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应速率：一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率增大。(2)比较金属的活动性强弱：原电池中，一般情况下负极是活动性较强的金属，正极是活动性较弱的金属(或非金属)。(3)用于金属的防护：被保护的金属制品作原电池的________而得到保护。正极(4)设计制作原电池装置——以反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为例①元素化合价升高的物质负极：________②活动性较弱的物质正极：______________③元素化合价降低的物质电解质溶液：____________示意图CuC(石墨)FeCl34．原电池中的三个移动方向电子方向从______极流出沿导线流入______极电流方向从______极沿导线流向______极离子迁移方向电解质溶液中，阴离子向______极迁移，阳离子向______极迁移负正正负负正[微点归纳]

(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液(离子不上岸，电子不下水)。(4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。(5)一般：作负极的金属比作正极的金属活泼。特殊：Mg、Al作电极浸入NaOH溶液中，Al作负极。关键：以自发进行的氧化还原反应为准，化合价升高，失电子，发生氧化反应的为负极。【易错辨析】(1)原电池内部电解质溶液中，一般阴离子移向负极，阳离子移向正极。(

)[提示]

√(2)使用盐桥可以提高电池电流的稳定性。(

)[提示]

√(3)Mg-Al形成的原电池，Mg一定作负极。(

)[提示]

×若是酸性介质，则Mg作负极，若是强碱性介质，则Al作负极。(4)构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不同的金属。(

)[提示]

×也可以是金属与非金属电极材料，还可以是两个非金属电极，如氢氧燃料电池。(5)原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数。(

)[提示]

√正极得到的电子来自负极失去的电子。(6)原电池工作时，溶液中的阳离子向正极移动，盐桥中的阳离子向负极移动。(

)[提示]

×在原电池中，无论是何种介质，阳离子都移向正极，阴离子移向负极。(7)某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液。(

)[提示]

×

Cl－会与Ag＋反应生成AgCl沉淀，故应换成KNO3溶液的盐桥。(8)锌铜原电池中，Cu2＋移向Zn电极。(

)[提示]

×

Zn电极为负极，Cu2＋移向正极。(9)锌铜原电池中，有电子通过电解质溶液形成闭合回路，因此有电流产生。(

)[提示]

×电子不经过电解质溶液。(10)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过电解质溶液流回负极。(

)[提示]

×电子不能进入电解质溶液中，电解质溶液中阴、阳离子定向移动形成电流。1．(2026·湖南长沙检测)将Zn与Cu置于CuSO4溶液中可以构成原电池，如图1所示，实验发现电流表指针发生偏转，但是Zn表面仍有红色铜吸附，有同学做出改进，如图2所示。下列说法正确的是(

)微考点1原电池的构成及工作原理A．图2中X溶液为CuSO4溶液B．图2盐桥中Cl－向右池移动C．图1与图2中，转移电子数目相同时，Zn极质量减少量相同D．图1中，Cu极增重1.92g，Zn极减少1.97g，实际消耗Zn应为3.25g[答案]

D[解析]

根据题意，图2中，X溶液应该为ZnSO4溶液，Y溶液应该为CuSO4溶液，A错误；图2中，Zn为负极，阴离子向负极移动，B错误；转移电子数目相同时，参加原电池反应消耗Zn的量相同，但是图12．(2026·山东滨州高三检测)某同学利用图中电池装置探究Fe2＋的氧化性和还原性。电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，石墨电极上未见Fe析出，下列分析不正确的是(

)A．盐桥中的阳离子进入右侧烧杯溶液中B．一段时间后两烧杯溶液中c(Fe2＋)均增大C．当两烧杯溶液中c(Fe2＋)相等时，说明反应已达到平衡状态D．由A、B中的现象可知，Fe2＋还原性小于Fe、氧化性小于Fe3＋[图解分析]

[答案]

C[解析]

该反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，负极为铁单质失电子生成亚铁离子，正极为铁离子得电子生成亚铁离子，据此分析下列选项。铁电极失电子为负极，石墨电极为正极，阳离子从负极向正极移动，故盐桥中阳离子进入石墨电极溶液中，A正确；负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，石墨电极上发生的反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，两侧均反应生成亚铁离子，故一段时间后两烧杯溶液中c(Fe2＋)均增大，B正确；负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，设两边均为1L溶液，一段时间后转移电子为2xmol时两极溶液中亚铁离子浓度相等，则0.10＋x＝2x＋0.05，得x＝0.05，则右边消耗铁离子为0.10mol<0.20mol，则反应仍能继续进行，故不能说明反应达到平衡状态，C错误；负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，反应中氧化剂为Fe3＋，还原剂为Fe，Fe2＋既是氧化产物也是还原产物，故Fe2＋还原性小于Fe，氧化性小于Fe3＋，D正确。原电池正、负极判断的一般方法3．(2025·黑、吉、辽、蒙卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。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，下列说法错误的是(

)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)3Cl＋H＋D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力[装置分析]

根据题干信息及电池工作原理，放电时a、b极均增重，则a极上Cu2O转化为Cu2(OH)3Cl，Cu元素化合价从＋1升高到＋2，发生氧化反应，a极为负极，电极反应式为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋；b极为正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3。[答案]

D[解析]

由装置分析知，a极为负极，b极为正极，则放电时Na＋向正极迁移，即向b极迁移，A项正确；根据电极反应式知，放电时，负极消耗Cl－，正极消耗Na＋，故可用于海水脱盐，B项正确；a极上Cu2O失电子转化为Cu2(OH)3Cl，Cu2O～2e－，根据电荷守恒、原子守恒书写电极反应式，C项正确；根据题干信息，若将b极换为Ag/AgCl电极，b极仍增重，说明此时b极上的电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl，则Ag/AgCl电极为负极，a极为正极，正极上Cu2(OH)3Cl转化为Cu2O，说明还原性：Ag>Cu2O>Na3Ti2(PO4)3，故若以Ag/AgCl电极代替a极，Ag/AgCl电极仍为负极，NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(PO4)3为正极，负极上的电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl，电池仍有储氯能力，D项错误。4．(1)某同学为探究Ag＋和Fe2＋的反应，按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，发现电压表指针偏移。电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电压表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。则电压表指针逆向偏移后，银为_____(填“正”或“负”)极。由实验得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________。(2)构成原电池的条件有很多，当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强。某化学实验小组用如图所示的装置实验，发现电流表指针发生偏转。①电极A作________极，电极反应式为_____________________________________________________________________________________。②电极B作________极，电极反应式为_____________________________________________________________________________________。③硝酸根离子移向________(填“A”或“B”)极。④由此得出的结论是，原电池反应的发生不仅与电极材料和电解质的性质有关，还与电解质的________有关。原电池的工作原理简图5．(2026·重庆西北狼教育联盟联考)分析如图所示的四个原电池装置，结论正确的是(

)A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑微考点2原电池中电极反应式的书写[答案]

B[解析]

②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能与NaOH溶液反应，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu与浓硝酸反应失去电子作负极，A、C均错误；②中电池总反应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2[Al(OH)4]－，二者相减得到正极反应为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。6．根据电池反应书写电极反应式。(1)碱性铁电池的电池反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。负极反应式：____________________________________________，正极反应式：____________________________________________。(2)一种锂电池的反应为CoO2＋LiC6===C6＋LiCoO2，Li原子嵌入电池负极材料碳(C6)中。负极反应式：____________________________________________，正极反应式：___________________________________________。(3)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应式：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。负极反应式：____________________________________________，正极反应式：____________________________________________。7．通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。(1)电极a上发生的电极反应为_____________________________________________________________________________________________。(2)理论上1molH2S参加反应可产生H2的物质的量为________。原电池中电极反应式和电池总反应式的书写方法8．(2026·广东韶关一模)利用原电池原理可以避免金属腐蚀，某小组同学设计了如图所示的实验方案来探究铁片的腐蚀情况。下列说法中正确的是(

)A．甲中铁片附近会出现蓝色B．甲中形成了原电池，锌片作正极C．乙中铜片附近会出现红色D．乙中铜片上发生氧化反应微考点3原电池原理的应用[答案]

C[解析]

甲中锌片为负极，失去电子变为锌离子，而铁片是正极，被保护而不会被腐蚀，没有亚铁离子生成，而铁氰化钾溶液与亚铁离子反应会生成蓝色物质，故A错误；甲中形成了原电池，锌片为负极，锌片失去电子变为锌离子，故B错误；乙中铁片作负极，铜片作正极，铜附近氧气得到电子变为氢氧根离子而使溶液呈碱性，因此，酚酞溶液变为红色，故铜片附近出现红色，故C正确；乙中铁片作负极，失去电子变为亚铁离子，发生氧化反应，铜片作正极，其表面上有氧气发生还原反应，故D错误。9．(2026·河北衡水高三检测)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：序号实验①实验②实验③实验④实验装置实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极据此判断这四种金属的活动性强弱顺序为(

)A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c[答案]

C[解析]

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，则活动性：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，则活动性：d>a。综上所述可知，活动性：d>a>b>c。10．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是(

)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．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)[答案]

A[解析]

由第一个原电池装置中正、负极的标注可知，该装置在反应过程中Cd失去电子作负极，发生氧化反应，则Co电极在反应过程中就要发生还原反应，则Cd的金属性强于Co；由第二个原电池装置中正、负极的标注可知，Co在反应过程中失去电子，则Ag电极就要在反应过程中得到电子，说明Co的金属性强于Ag；综上可知三者的金属性强弱顺序为Cd>Co>Ag。再根据在氧化还原反应中，由活泼性强的金属能将活泼性较弱的金属从其盐溶液中置换出来的规律可知，A项错误。11．根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式。①不含盐桥②含盐桥

负极：______________________________正极：______________________________[答案]

①不含盐桥②含盐桥负极：Cu－2e－===Cu2＋正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋[特别提醒]画原电池装置图常见失分点失分点一：不注明电极材料名称或元素符号。失分点二：不画出电解质溶液(或画出但不标注)。失分点三：误把盐桥画成导线。失分点四：不能连成闭合回路。考点二常见化学电源1．一次电池只能使用一次，不能充电复原继续使用。碱性锌锰干电池负极反应式：_________________________________正极反应式：____________________________________________总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)22MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－银锌纽扣电池负极反应式：_______________________________正极反应式：________________________________总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2AgZn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－2．二次电池放电后能充电复原继续使用。两个电极均参与电极反应：“放电”为原电池原理，“充电”为电解原理(1)铅酸蓄电池①放电时(看作原电池)负极反应式：________________________________；正极反应式：____________________________________________。②充电时(看作电解池)阴极反应式：________________________________；阳极反应式：____________________________________________。(2)锂离子电池锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是多种便携式电子设备和交通工具的常用电池。一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液(无水)。该电池放电时的反应原理如下。负极：______________________________；正极：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2；总反应：LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋Cy。LixCy－xe－===xLi＋＋Cy

[微点归纳]

(1)可充电电池充电时原来的负极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。(2)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。【微思考1】(1)铅酸蓄电池放电时，当外电路上有2mole－通过时，溶液中消耗H2SO4________mol。(2)铅酸蓄电池充电一段时间电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。提示：(1)2

(2)减小3．燃料电池将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置。(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H2－4e－===4H＋__________________________正极反应式______________________O2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总反应2H2＋O2===2H2O2H2＋4OH－－4e－

===4H2OO2＋4e－＋4H＋===2H2O外部[微点归纳]

①熔融的金属氧化物作介质传导O2－负极：2H2－4e－＋2O2－===2H2O；正极：O2＋4e－===2O2－。②熔融碳酸盐作介质③复杂电极反应式的书写(2)甲烷—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)①_________________________________________(碱性介质)；②_________________________________________(酸性介质)；③_____________________________________(熔融碳酸盐作介质)；④____________________________________(熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O2－)。CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O【微思考2】以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。(1)酸性溶液(或含质子交换膜)正极：__________________________________________________，负极：__________________________________________________。(2)碱性溶液正极：__________________________________________________，负极：__________________________________________________。(3)固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动)正极：__________________________________________________，负极：__________________________________________________。提示：(1)O2＋4e－＋4H＋===2H2OCH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋(2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－【易错辨析】(1)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。(

)[提示]

×可充电电池放电时是自发的原电池反应，充电时是非自发的电解池反应，条件不同。(2)在碱性锌锰电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应。(

)[提示]

√在碱性锌锰电池中，碳棒作正极，只起导电作用，实际发生反应的为MnO2。(3)铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。(

)[提示]

√铅酸蓄电池放电时，负极由Pb变为PbSO4，正极由PbO2变为PbSO4，质量均增加。(4)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能。(

)[提示]

×燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能。(5)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移。(

)[提示]

×在原电池中阳离子在电解质溶液中移向正极。(6)二次电池充电时，充电器的正极连接二次电池的正极。(

)[提示]

√充电时正极连接电源的正极，作阳极发生氧化反应。(7)碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长。(

)[提示]

×碱性锌锰电池MnO2是氧化剂参与电极反应。(8)碘可用作锂碘电池的材料，该电池反应为2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s)，则碘电极作该电池的负极。(

)[提示]

×碘在反应中的化合价降低，发生还原反应，碘作正极。1．(2024·北京卷)酸性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是(

)A．石墨作电池的负极材料C．MnO2发生氧化反应D．锌筒发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋[答案]

D微考点1一次电池的原理及分析[解析]

酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，A错误；原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，B错误；MnO2发生得电子的还原反应，C错误；锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应Zn－2e－===Zn2＋，D正确。2．(2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(

)A．电池工作时，MnO2发生氧化反应B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动C．环境温度过低，不利于电池放电D．反应中每生成1molMnO(OH)，转移电子数为2×6.02×1023[答案]

C[解析]

Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－。电池工作时，MnO2为正极，得到电子发生还原反应，A错误；电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－可知，反应中每生成1molMnO(OH)，转移电子数为6.02×1023，D错误。3．普通锌锰电池(图甲)和碱性锌锰电池(图乙)是生活中用量很大的两种干电池。(1)碱性锌锰电池是一种高性能电池产品。其构造如图所示，其电池总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2，请回答下列问题：①该电池的正极反应物为__________，正极反应式为________________________________________________________________________。②该电池的负极为__________，负极反应式为_____________________________________________________________________________。③该反应每消耗1molZn理论上转移的电子数目为________。(2)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)①该电池的负极材料为________，电解质的主要成分为________。②废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤渣的主要成分是二氧化锰、_______和_________，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是____________，其原理是__________________________________________________________________________________________________。(3)与普通锌锰电池相比，请指出碱性锌锰电池的优点，并说明理由__________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]

(1)①MnO2

2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－②Zn

Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2③2NA(2)①Zn

NH4Cl②碳粉MnO(OH)在空气中加热碳粉转变为CO2，MnO(OH)氧化为MnO2(3)碱性锌锰电池不容易发生电解质溶液泄漏，因为消耗的负极在电池的内部(或碱性电池使用寿命长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性好)[解析]

(1)①碱性锌锰电池中二氧化锰是电池的正极反应物，在水分子作用下，二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢氧根离子，电极反应式为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋

2OH－。②碱性锌锰电池中锌为电池的负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。③碱性锌锰电池中锌为电池的负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，则反应每消耗1mol锌理论上转移的电子数目为1mol×2×NAmol－1＝2NA。(2)①原电池中负极发生氧化反应、正极发生还原反应，根据Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，可知Zn发生氧化反应、MnO2发生还原反应，所以该电池中负极材料主要是Zn，电解质的主要成分为NH4Cl。②废电池糊状填充物中的氯化锌和氯化铵溶于水，加水处理后，过滤，滤渣的主要成分为MnO2、MnO(OH)和碳粉，在空气中加热，碳粉转变为CO2，MnO(OH)氧化为MnO2，可以得到较纯的二氧化锰。(3)与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池不容易发生电解质溶液泄漏，因为消耗的负极在电池的内部。解答电池题的一般思维过程4．(2025·安徽卷)研究人员开发出一种锂—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Li＋通过。下列说法正确的是(

)A．放电时电解质溶液质量减小B．放电时电池总反应为H2＋2Li===2LiHC．充电时Li＋移向惰性电极D．充电时每转移1mol电子，c(H＋)降低1mol·L－1微考点2二次电池的原理及分析[装置分析]

结合锂—氢可充电电池装置，再结合题中信息“使用前需先充电”可知，先充电的目的是将惰性电极附近的有机电解质中的Li＋转化为Li，故充电时，惰性电极为阴极，其电极反应式为Li＋＋e－===Li；气体扩散电极为阳极，其电极反应式为H2－2e－===2H＋。放电时，惰性电极为负极，其电极反应式为Li－e－===Li＋；气体扩散电极为正极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。[答案]

C[解析]

已知固体电解质仅允许Li＋通过，根据放电时正极的电极反应式可知，每转移2mol电子，电解质溶液中消耗2molH＋，同时会有2molLi＋通过固体电解质进入电解质溶液中，故放电时电解质溶液质量增大，A项错误；根据放电时正、负极的电极反应式可知，电池总反应为2Li＋2H＋===H2↑＋2Li＋，B项错误；充电时阳离子移向阴极，即

Li＋移向惰性电极，C项正确；充电时每转移1mol电子，会生成1molH＋，但未指明电解质溶液的体积，无法计算出c(H＋)的变化量，D项错误。[解题技巧]

放电时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子由负极经导线流向正极；充电时，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。5．(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2＋的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是(

)A．放电时，电池总反应为2CO2＋Mg===MgC2O4B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2＋向阴极迁移D．放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2[答案]

C[解析]

放电时，CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由＋4价降低为＋3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极，电极反应式为Mg2＋＋2CO2＋2e－===MgC2O4，Mg电极为负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，则放电时的总反应为Mg＋2CO2===MgC2O4，A正确；由于放电时多孔碳纳米管电极为正极，则充电时多孔碳纳米管电极应作阳极，与电源正极连接，B正确；充电时，Mg电极为阴极，则电子应由电源的负极流向Mg电极，Mg2＋向阴极迁移，C错误；根据放电时的电极反应式Mg2＋＋2CO2＋2e－===MgC2O4可知，每转移2mol电子，有2molCO2参与反应，因此每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2，D正确。6．(2025·山东卷，改编)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是(

)A．隔膜为阳离子交换膜B．放电时，a极为正极C．充电时，隔膜两侧溶液Fe2＋浓度均减小D．理论上，Fe3＋每减少1mol，Fe2＋总量相应增加2mol[答案]

C[解析]

因为a极区的电解质溶液中含有Fe2＋，不含Fe3＋，为防止Fe3＋进入a极区，故隔膜应为阴离子交换膜，A项错误；a极是负载铁的石墨电极，放电时，Fe在a极发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故放电时，a极为负极，B项错误；充电时，a极为阴极，电极反应式为Fe2＋＋2e－===Fe，b极为阳极，电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，故充电时，隔膜两侧溶液中Fe2＋浓度均减小，C项正确；放电时，a极、b极的电极反应式分别为Fe－2e－===Fe2＋、Fe3＋＋e－===Fe2＋，放电时，Fe3＋每减少1mol，电路中转移1mol电子，同时a极区生成0.5molFe2＋，b极区生成1molFe2＋，故理论上Fe3＋每减少1mol，Fe2＋总量相应增加1.5mol，D项错误。7．(2025·八省联考四川卷)我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电池，其工作示意图如右。下列说法错误的是(

)A．放电时，K＋从负极向正极迁移B．放电时，[Zn(OH)4]2－的生成说明Zn(OH)2具有两性“四步法”突破新型二次电池及分析类题8．(2025·河北衡水高三检测)一种氢氧燃料电池的结构及工作原理示意图如图所示，电解质溶液为KCl溶液，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于该电池的叙述错误的是(

)A．a电极为负极，b电极为正极B．当消耗22.4LH2时，外电路中转移2NA个电子C．b电极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．电池工作一段时间后，KCl溶液的浓度降低微考点3燃料电池及分析[答案]

B[解析]

氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，a电极通入H2，a电极为负极，b电极通入O2，b电极为正极，A正确；未指明气体所处的状况，不能确定转移电子的数目，B错误；b电极上O2得电子生成OH－，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；电池工作时有水生成，一段时间后KCl溶液的浓度降低，D正确。(1)放电时，负极反应为_________________________________。(2)充电时，Li1－xFePO4/LiFePO4电极发生Li＋________(填“脱嵌”或“嵌入”，后同)，放电时发生Li＋________。(3)充电时，当转移0.2mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻________g。[答案]

(1)Ca－2e－===Ca2＋(2)脱嵌嵌入(3)2.6[解析]

(1)由总反应式可知，放电时为原电池反应，Ca化合价升高被氧化，为负极，电极反应式为Ca－2e－===Ca2＋。(2)正极反应为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，电极发生Li＋嵌入，充电时，阳极发生：LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4，电极发生Li＋脱嵌。(3)充电时，阴极发生：Ca2＋＋2e－===Ca，转移0.2mol电子时，有0.2molLi＋从右室通过锂离子导体膜移入左室，左室电解质中有0.1molCa2＋得电子生成Ca沉积在钙电极上，故左室中电解质的质量减轻40×0.1g－7×0.2g＝2.6g。1．原电池中的能量转化及本质(1)能量转化：化学能转化为电能。(2)反应本质：自发进行的氧化还原反应。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→正极。(2)外电路中电流方向：正极→负极。(3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。(4)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋→正极，Cl－→负极。3．原电池中正、负极的确定方法注：原电池正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，即活泼电极不一定作负极。例：Mg-Al、NaOH溶液形成的原电池中，铝作负极。4．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；②O2－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

OH－；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。提能训练练案[31]1．(2025·浙江1月选考卷)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1molO2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是(

)A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率B．充放电时，Li＋优先于K＋通过固态电解质膜D．充电时，锂电极接电源负极[答案]

C2．几位同学用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如表所示，下列说法不正确的是(

)实验编号水果种类电极间距离/cm电流大小/μA①西红柿198.7②西红柿272.5③苹果27.2A．该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响B．能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是②和③C．上述装置中，锌片作负极，电极反应为Zn＋2e－===Zn2＋D．其他条件相同时，改变电极插入水果的深度可能影响水果电池电流大小[答案]

C[解析]

实验①和②都是西红柿，电极间距离不同，电流大小不同，实验②和③电极间距离相同，水果种类不同，电流大小也不同，所以该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响，A项正确；实验②和③电极间距离相同，水果种类不同，电流大小不同，表明水果种类对电流大小有影响，B项正确；锌比铜活泼，锌作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误；其他条件相同时，改变电极插入水果的深度，改变了电极和电解质溶液的接触面积，可能影响水果电池电流的大小，D项正确。3．少量铁粉与100mL0.01mol·L－1的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的(

)①加水②升高温度(不考虑盐酸挥发)

③滴入几滴浓盐酸④改用10mL0.1mol·L－1硝酸⑤滴加几滴硫酸铜溶液A．②③ B．①②③⑤C．②③④ D．②③⑤[答案]

A[解析]

产生氢气的量不变，则保证铁完全与盐酸反应；加快反应速率，应增大盐酸的浓度或升高温度。①加水，稀释了盐酸的浓度，故反应速率变慢，故不符合；②升高温度(不考虑盐酸挥发)，反应速率加快，故符合；③加浓盐酸，盐酸的浓度增大，反应速率加快，故符合；④改用10mL0.1mol·L－1硝酸，硝酸与铁粉生成NO，不生成氢气，故不符合；⑤滴加几滴硫酸铜溶液，铁把铜置换出来，形成原电池，故反应速率加快，但与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量，故不符合；综上分析，②③符合题意。4．(2024·湖南卷)近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是(

)A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置[答案]

D[解析]

理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，A正确；氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确；脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确；太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，D错误。5．(2026·湖南怀化期末)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，下图为不同电池的构造示意图，有关说法正确的是(

)[答案]

C6．下列与甲、乙两套装置有关的说法正确的是(

)A．甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应B．甲中锌棒直接与稀硫酸接触，故甲生成气泡的速率更快C．甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向石墨棒定向迁移D．乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率[答案]

D[解析]

甲装置不是原电池，故A错误；甲中锌棒直接与稀硫酸接触，发生化学腐蚀，乙中构成了原电池，负极失去电子速率加快，因此正极放出氢气的速率增大，故B错误；甲装置中阳离子不会发生定向移动，C错误。7．某原电池装置如图所示，当该电池形成闭合回路时，盐桥中的

K＋向右做定向移动，下列说法错误的是(

)A．反应过程中Ni电极的质量会减小B．Cr电极的电极反应式为Cr－3e－===Cr3＋C．反应3Ni2＋＋2Cr===2Cr3＋＋3Ni能够自发进行D．Cr、Ni两种金属的还原性强弱顺序为Cr>Ni[答案]

A[解析]

盐桥中的K＋向右定向移动，则表明右侧烧杯内的阳离子减少，即Ni2＋在Ni电极上得电子生成Ni，附着在Ni表面，从而得出Cr电极为负极，Ni电极为正极。在右侧烧杯内，Ni2＋在Ni电极上得电子生成Ni，附着在Ni表面，所以反应过程中Ni电极的质量将增大，选项A错误；Cr电极为负极，Cr失电子生成Cr3＋进入溶液，电极反应式为Cr－3e－===Cr3＋，选项B正确；因为在原电池中，Cr失电子生成Cr3＋，

Ni2＋得电子生成Ni，总反应为3Ni2＋＋2Cr===2Cr3＋＋3Ni，所以反应3Ni2＋＋2Cr===2Cr3＋＋3Ni能够自发进行，选项C正确；从电池总反应3Ni2＋＋2Cr===2Cr3＋＋3Ni可以看出，Cr、Ni两种金属的还原性强弱顺序为Cr>Ni，选项D正确。8．根据图示判断下列说法错误的是(

)A．盐桥中的阳离子会移向a池B．Fe为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．电池总反应为2Zn＋O2＋2H2O===2Zn2＋＋4OH－D．该装置中通入的N2可用氩气来代替[答案]

B[解析]

在原电池中，阳离子移向正极，所以盐桥中的阳离子移向a池，A项正确；Fe电极为正极，氧气在正极放电生成OH－，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B项错误；Zn电极为负极，发生氧化反应，其电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，由正、负电极反应式可得电池总反应为2Zn＋O2＋2H2O===2Zn2＋＋4OH－，C项正确；氩气为不活泼气体，故可同N2一样用作该装置的保护气，D项正确。9．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质。以CH4为燃料时，该电池的工作原理如图。下列说法正确的是(

)[答案]

D10．工业废气(含H2S)经资源化利用后可获得能量并得到单质硫，反应原理为2H2S＋O2===S2＋2H2O。H2S燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是(

)A．X为O2B．电池工作时，电流由电极a经负载流向电极bC．电池工作一段时间后，质子固体电解质膜中H＋的量不变D．若外电路中通过2mol电子，则可得到64gS2[答案]

C[解析]

H2O在电极b上产生，结合题给电池中用到质子固体电解质膜可知，电极b的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，电极b为正极，则电极a为负极，电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋。由分析可知，X为H2S，A错误；电极a为负极，电极b为正极，电池工作时，电流由电极b经负载流向电极a，B错误；电极a的电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋，电极b的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，当转移电子数相同时，电极a生成的氢离子数等于电极b消耗的氢离子数，因此电池工作一段时间后，质子固体电解质膜中H＋的量不变，C正确；根据电极a的电极反应式：2H2S－4e－===S2＋4H＋，可知外电路中每通过2mol电子，可得到0.5molS2，其质量为32g，D错误。11．(2026·湖南长沙二模)如图是一种能将有机物通过电化学转化为电能的微生物燃料电池，可以大大提高能量转化效率。下列说法错误的是(

)A．理论上，每消耗1molO2，就有4molH＋通过质子交换膜B．两种微生物的存在保证了硫元素循环[答案]

D12．有机双盐锂镁是为解决现代智能电网对储能电池应用的需求而被研发出来的，具有较高的电池效率，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(

)A．放电时，Mg电极为负极B．向电解质溶液中加入稀硫酸能提高电池效率C．充电时，阳极电极反应式为Fe＋Li2S－2e－===FeS＋2Li＋D．充电时，每转移1mol电子，电解质溶液的质量减少5g[答案]

B[解析]

由题图可知，放电时，Mg失去电子发生氧化反应生成

Mg2＋，故Mg电极为负极，A正确；Mg、FeS均会和H2SO4反应，故不能加入稀硫酸，B错误；充电时，FeS为阳极，铁发生氧化反应生成FeS，阳极电极反应式为Fe＋Li2S－2e－===FeS＋2Li＋，C正确；充电时，阳极电极反应式为Fe＋Li2S－2e－===FeS＋2Li＋，阴极电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg，则每转移1mol电子，生成1mol锂离子、消耗0.5mol镁离子，电解质溶液的质量减少12g－7g＝5g，D正确。13．(2026·江苏南通期中)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化血糖反应，控制血糖浓度。下列有关说法正确的是(

)A．电池工作时，化学能全部转化为电能B．电池工作时，电子由a电极沿导线流向b电极C．a电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．反应中每生成1molC6H12O7，转移电子数为2×6.02×1023[答案]

D[解析]

电池工作时，会有一部分化学能转化为热能，因此化学能不能全部转化为电能，A错误；在题述原电池反应中，左边a电极上O2得到电子，转化为OH－，所以a电极为原电池的正极，b电极为原电池的负极，电池工作时，电子由负极b电极沿导线流向正极a电极，B错误；根据图示可知，在a电极上O2得到电子被还原为OH－，故a电极的反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C错误；在发生反应时，葡萄糖(C6H12O6)被氧