2025年高中化學(xué)選擇性必修第一冊(cè) 提升課 第1課時(shí) 新型化學(xué)電源工作原理的分析

第一、二節(jié)提升課

第1課時(shí)新型化學(xué)電源工作原理的分析

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.掌握二次電池充放電過(guò)程的分析思路。2.了解常見(jiàn)新型化學(xué)電源的種

類(lèi)。

一、二次電池的充放電原理

1.（2023?遼寧，11）某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

d電源或負(fù)載）

Pb/PbSO4多孔碳

Fe3+/Fe2+

H2SO4(aq)

H2SO4(aq)

質(zhì)子交換膜

A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小

B.儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

C.放電時(shí)右側(cè)H-通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)

3+2+

D.充電總反應(yīng)：Pb+SOF+2Fe=PbSO4+2Fe

答案B

解析放電時(shí)，負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSCU附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，

A錯(cuò)誤；儲(chǔ)能過(guò)程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；放電時(shí)，右側(cè)為正

極，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，左側(cè)的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯(cuò)誤；充電

時(shí)，總反應(yīng)為PbS€）4+2Fe2+=Pb+SO『+2Fe3+,D錯(cuò)誤。

2.（2021?浙江6月選考，22）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(shí)Li+得電子成為L(zhǎng)i嵌入該薄膜材料中；電極B為L(zhǎng)iCoCh薄膜；集流體起導(dǎo)電

作用。下列說(shuō)法不正確的是（）

缶、太極B、東0N薄膜電解劇’集流體A

集流體

|基體|

A.充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí)，外電路通過(guò)。mol電子時(shí)，LiPON薄膜電解質(zhì)損失〃molLi*

C.放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為L(zhǎng)i］—%CoC）2+xLi++xe-=LiCoC）2

D.電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)iS+LiirCoCh本由Si+LiCoO

允電2

答案B

解析由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時(shí)電極A作陰極，故充電時(shí)集流體A與外

接電源的負(fù)極相連，A說(shuō)法正確；放電時(shí)，外電路通過(guò)。mol電子時(shí)，內(nèi)電路中有。molLi,

通過(guò)LiPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒(méi)有損失Li+,B說(shuō)法不

正確；放電時(shí)，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為L(zhǎng)iirCoO2+xLi++xe-=LiCoO2,

C說(shuō)法正確；電池放電時(shí)，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i+,正極上Lii-xCoCh

得到電子和Li+轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iCoCh,故電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)ixSi+Lii-CoCh“Si+

LiCoO2,D說(shuō)法正確。

-歸納總結(jié)

二次電池題目的解答思路

___,足/----------------------------------、

裝置類(lèi)型—放電----原電池；充電一■一電解池I

“二判"薪電正版另克電原向陽(yáng)薪,獲M

電極名稱(chēng):［時(shí)的負(fù)極為充電時(shí)的陰極

“二可，由］:我］曲的正版反應(yīng)而向良第有兔電露

的陽(yáng)極反應(yīng)；放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)顛倒

、極反應(yīng)式）1過(guò)來(lái)為充電時(shí)的陰極反應(yīng)

：由生成一極向消耗一極移動(dòng)；區(qū)域pH

“四看”

H變化：OH-生成區(qū)、H*消耗區(qū)，pH增大;

、離子移動(dòng),

：OH-消耗區(qū)、H*生成區(qū)，pH減小

二、常考新型化學(xué)電源

類(lèi)型一濃差電池

1.（2022?浙江1月選考，21）pH計(jì)是一種采用原電池原理測(cè)量溶液pH的儀器。如圖所示，

以玻璃電極（在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HC1溶液，并插入Ag-AgCl電極）和另一

斤_常數(shù)

Ag-AgCl電極插入待測(cè)溶液中組成電池，pH與電池的電動(dòng)勢(shì)E存在關(guān)系：pH=0/產(chǎn)。下

列說(shuō)法正確的是（）

Ag-AgCl電極

^Ag-AgCl電極

(0.1mol-L-1HC1)

(3.0mol-L-'KC1)

密封膠一型細(xì)孔陶瓷

待測(cè)溶液一2玻璃薄膜球

A.如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢(shì)低,則該電極反應(yīng)式為:AgCl（s）+e—=Ag（s）+C「（0.1mol-L

1)

B.玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的變化

C.分別測(cè)定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢(shì)，可得出未知溶液的pH

D.pH計(jì)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

答案C

解析如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢(shì)低，則該電極為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而不是還原反

E一常數(shù)

應(yīng)，A錯(cuò)誤；pH與電池的電動(dòng)勢(shì)￡存在關(guān)系：pH=0059，則玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差

F一常興攵

異會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的變化，B錯(cuò)誤；pH與電池的電動(dòng)勢(shì)E存在關(guān)系：pH=-0059"則分別測(cè)

定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢(shì)，可得出未知溶液的pH,C正確；pH

計(jì)工作時(shí)，利用原電池原理，則化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤。

2.某化學(xué)興趣小組將兩個(gè)完全相同的銅片分別放入體積相同、濃度不同的CuSO4溶液中形

成濃差電池(如圖所示)，當(dāng)兩極附近電解質(zhì)溶液濃度相等時(shí)停止放電。下列說(shuō)法正確的是

()

Cu(l)極陰離子交換膜Cu(2)極

1mol-L-1>1mol?L1)0.1mol-L-1I

CuSO(aq)CuSO(aq)CuSO(aq)

1444

膜1膜2

A.Cu(2)極發(fā)生還原反應(yīng)

B.Cu(l)極附近Ci?+通過(guò)膜1向右遷移

C.放電過(guò)程中，兩膜之間的c(CuS04)理論上保持不變

D.當(dāng)Cu(2)極附近c(diǎn)(CuSC)4)變?yōu)?mol-L^1時(shí)，該電池停止放電

答案C

解析Cu(l)極附近硫酸銅溶液濃度大于Cu⑵極,故Cu(l)極的電解質(zhì)溶液濃度降低，即Cu(l)

極為正極，Cu(2)極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu—2e-==Cu2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu(l)

極的電極反應(yīng)式為CU2++21==CU,為了維持電荷平衡，SOE通過(guò)膜1向右遷移，B項(xiàng)錯(cuò)

誤；理論上兩膜之間的硫酸銅溶液濃度保持不變，C項(xiàng)正確；理論上正、負(fù)兩極硫酸銅溶液

濃度均為0.55moLlT?時(shí)，該電池停止放電，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

類(lèi)型二電催化劑(電子傳遞體)電池

3.(2019?全國(guó)卷I,12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2+/MV

+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

氫化酶固氮酶

交盅膜

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能

B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+=2H++2MV+

C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3

D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)

答案B

解析由題圖和題意知，電池總反應(yīng)是3H?+N2^=2NH3。該合成氨反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，并

形成原電池產(chǎn)生電能，反應(yīng)不需要高溫、高壓，A項(xiàng)正確；觀察題圖知，左邊電極發(fā)生氧化

反應(yīng)MV+-e一=MV2+,為負(fù)極，不是陰極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；正極區(qū)N2在固氮酶作用下發(fā)生還

原反應(yīng)生成NH3,C項(xiàng)正確；電池工作時(shí)，H+通過(guò)交換膜，由左側(cè)（負(fù)極區(qū)）向右側(cè)（正極區(qū)）

遷移，D項(xiàng)正確。

4.近年來(lái)AIST報(bào)告正在研制一種“高容量、低成本”鋰-銅空氣燃料電池，該電池通過(guò)一種

復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過(guò)程為2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH,

如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（）

有證錯(cuò)威癡SI水謁液

電解質(zhì)體電解質(zhì)電解質(zhì)

A.放電時(shí)，Li+透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)

B.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OJT

C.通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生CU2。

D.整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，銅相當(dāng)于催化劑

答案B

解析由題中裝置圖和放電時(shí)總反應(yīng)可知，放電時(shí)Li為負(fù)極，Cu為正極，陽(yáng)離子向正極移

動(dòng)，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，負(fù)極Li失電子轉(zhuǎn)化成Li+,B項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合題中裝置圖可知，通入

空氣時(shí)，銅被腐蝕，生成CU2。，C項(xiàng)正確；銅被腐蝕生成CU2。，放電時(shí)C112O又被還原成

Cu,所以整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中Cu相當(dāng)于催化劑，D項(xiàng)正確。

類(lèi)型三太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電池

5.（2022?全國(guó)乙卷，12）Li-Ch電池比能量高，在汽車(chē)、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近

年來(lái)，科學(xué)家研究了一種光照充電Li-02電池（如圖所示）。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子（5）

和空穴(h+),驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-=Li)和陽(yáng)極反應(yīng)(U2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充

電。下列敘述錯(cuò)誤的是()

光

充

催

金

化

屬

電

電

鋰

極

.J

A.充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2

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(shí)，Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移

D.放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)：O2+2Li++2e-=Li2C)2

答案C

解析充電時(shí)為電解池，由題目信息知，光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反

應(yīng)(Li++e-^=Li)和陽(yáng)極反應(yīng)(LijOo+2h+^=2Li++O2),則充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為

Li2O2=2Li+O2,因此，充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，A、B正確；放電時(shí)，

金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過(guò)離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；

放電時(shí)，電池總反應(yīng)為2口+。2=/2。2,則正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2,D正確。

6.(2018?全國(guó)卷I,13)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CCh+H2s協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣

中CO?和H2s的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的

ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：

①EDTA-Fe2+—e-=EDTA-Fe3+

②2EDTA-Fe3++H2s=2H++S+2EDTA-Fe2+

光伏電池

該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()

+

A.陰極的電極反應(yīng)：CO2+2H+2e=CO+H2O

B.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：C02+H2S=CO+H20+S

C.石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性

答案C

解析由題中信息可知，石墨烯電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽(yáng)極，則ZnO@石墨烯電極

為陰極。陽(yáng)極接電源正極，電勢(shì)高，陰極接電源負(fù)極，電勢(shì)低，故石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@

石墨烯上的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，電解時(shí)陰極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-=CO+H2O,

A項(xiàng)正確；將陰、陽(yáng)兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2+H2S=CO+H2O+S,B項(xiàng)正確；

Fe3+>Fe2+只能存在于酸性溶液中，D項(xiàng)正確。

類(lèi)型四液流儲(chǔ)能電池

7.（2022.遼寧，14）某儲(chǔ)能電池原理如圖。下列說(shuō)法正確的是（）

—C12/CC14

、多孔活性炭電極

NaCl/H2O

-+

A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2（PO4）3-2e=NaTi2（PO4）3+2Na

B.放電時(shí)C「透過(guò)多孔活性炭電極向CC14中遷移

C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上CC14吸收0.5molCl2

D.充電過(guò)程中，NaCl溶液濃度增大

答案A

解析放電時(shí)負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)：Na3Ti2（PO4）3—2e-=NaTi2（PC）4）3+2Na

+,故A正確；放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，則放電時(shí)C「透過(guò)多孔活性炭電極向NaCl中遷移，

故B錯(cuò)誤；正極電極反應(yīng)：CL+2e—^=2C「，放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上CCL釋放

0.5molCl2,故C錯(cuò)誤；充電過(guò)程中，陽(yáng)極電極反應(yīng)：2CF—2e-=Cbt,消耗氯離子，NaCl

溶液濃度減小，故D錯(cuò)誤。

類(lèi)型五金屬二次電池

8.銀鎘電池是一種新型的封閉式體積小的可充電電池。其工作原理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤

的是（）

e

CdNiO(OH)

1KOH

溶液

Cd(OH)2Ni(OH)2

ab

A.放電時(shí)b極為正極

-

B.放電時(shí)a極的反應(yīng)：Cd+2e+2OH-=Cd(OH)2

C.充電時(shí)電流的方向：外電源正極/b極f電解質(zhì)溶液一a極一外電源負(fù)極

D.用該電池提供的電能電解飽和食鹽水，當(dāng)電路中通過(guò)0.2mole，陰極生成0.2gH2

答案B

解析根據(jù)圖中信息及電子從a極轉(zhuǎn)移到b極，因此放電時(shí)a極為負(fù)極，b極為正極，故A

正確；根據(jù)圖中負(fù)極Cd變?yōu)镃d(OH)2,則放電時(shí)a極的反應(yīng)：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,

故B錯(cuò)誤；充電時(shí)電流的方向：外電源正極一陽(yáng)極(b極)一電解質(zhì)溶液一陰極(a極)一外電源

負(fù)極，故C正確；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-=H2t

+2OH",電路中通過(guò)0.2mole,則陰極生成氫氣物質(zhì)的量為0.1mol,質(zhì)量為0.2g,故D

正確。

-歸納總結(jié),

原電池工作原理的新認(rèn)識(shí)

(1)相同的金屬插入相同的電解質(zhì)溶液中，由于電解質(zhì)濃度不同，導(dǎo)致兩極上氧化反應(yīng)或還原

反應(yīng)的程度不同，可形成原電池，如濃差電池。

(2)惰性電極材料也可能是原電池的正、負(fù)極，只要在電極表面能發(fā)生電子的交換就能構(gòu)成原

電池，能向外輸出電子的電極為負(fù)極，能從電極上獲取電子的為正極反應(yīng)物，該電極為正極。

(3)能源物質(zhì)(燃料)不一定將電子直接傳給負(fù)極，可能與電催化劑(電子傳遞體)進(jìn)行電子交換，

因而要特別關(guān)注催化循環(huán)中物質(zhì)的變化、電子的轉(zhuǎn)移方向及反應(yīng)類(lèi)型。

(4)儲(chǔ)能(充電)過(guò)程，不一定是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也可能是光能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

課時(shí)對(duì)點(diǎn)練

(選擇題1?6題，每小題3分，7?14題，每小題4分，共50分)

1.新型LiFePC)4可充電鋰離子動(dòng)力電池以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為綠色能源的新寵。已知該電池放

1-+

電時(shí)的電極反應(yīng)式為正極：FePC>4+Li+^^=LiFePC)4，負(fù)極：Li—e^=Li0下列說(shuō)法

正確的是()

+

A.充電時(shí)陽(yáng)極電極反應(yīng)為FePO4+Li+e-=LiFePO4

B.放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動(dòng)

C.充電時(shí)動(dòng)力電池的陽(yáng)極應(yīng)與外接電源的正極相連

D.放電時(shí)，在正極上Li+得電子被還原

答案C

解析根據(jù)原電池的正極反應(yīng)：FePCU+Li++e-=LiFePC)4可判斷放電時(shí)電池內(nèi)部Li卡向正

極移動(dòng)，Li元素的化合價(jià)未變，鐵元素得到電子被還原，化合價(jià)發(fā)生變化，B、D錯(cuò)誤。

2.鹽水小汽車(chē)是一款神奇的玩具，只要在小汽車(chē)尾部動(dòng)力部位加幾滴NaCl溶液，小汽車(chē)就可

以跑動(dòng)起來(lái)，其電池結(jié)構(gòu)如圖。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是（）

A.該電池工作時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.鋅為電池的負(fù)極，石墨為電池的正極

C.正極的電極反應(yīng)為。2+4屋+2H2O=4OH-

D.電解質(zhì)溶液中Na+向鋅片方向移動(dòng)

答案D

解析該電池工作時(shí)，構(gòu)成原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；鋅失去電子發(fā)生氧化反

應(yīng)，為電池的負(fù)極，則石墨為電池的正極，B正確；空氣中氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反

應(yīng)，電極反應(yīng)為。2+4屋+2H2O=4OH，C正確；原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故電解質(zhì)

溶液中Na+向石墨片方向移動(dòng)，D錯(cuò)誤。

3.我國(guó)科學(xué)家在太陽(yáng)能光電催化一化學(xué)耦合分解H2s研究中獲得新進(jìn)展，相關(guān)裝置如圖所

示。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.該裝置的總反應(yīng)為H2s而端上+S

催化劑

B.能量轉(zhuǎn)化方式主要為“光能一電能一化學(xué)能”

C.a極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe?*——=F2+

D.a極區(qū)需不斷補(bǔ)充含F(xiàn)e3+和Fe?+的溶液

答案D

解析該裝置發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)為H2s+2Fe3+=2H++S+2Fe?+（a極區(qū)）、Fe2+-e-=Fe3+（a

極）、2H++21=H2（b極），結(jié)合反應(yīng)條件得到總反應(yīng)HS==H+S,A正確；該過(guò)程中

2惟化刑2

光能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；a極區(qū)涉及兩步反應(yīng)，第一步利用氧化性強(qiáng)

的Fe3+高效捕獲H2s得到硫和還原性的Fe2+,第二步是還原性的Fe?+在a極表面失去電子生

成氧化性強(qiáng)的Fe3+,這兩步反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行，所以a極區(qū)無(wú)需補(bǔ)充含F(xiàn)e3+和Fe2+的溶液，D錯(cuò)

'X3

0

4.溶質(zhì)由高濃度向低濃度擴(kuò)散而引發(fā)的一類(lèi)電池稱(chēng)為濃差電池。如圖是由Ag電極和硝酸銀

溶液組成的電池（Cl<C2），工作時(shí)，A電極的質(zhì)量不斷減輕，下列說(shuō)法正確的是（）

AB

Ag一■二二一Ag

_|_,

<?!mol?L二圭走_(dá)c2mol?L

AgNC)3溶液要邛AgNO.s溶液

離子交換膜

A.此處應(yīng)該用陽(yáng)離子交換膜

B.B極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.若外電路通過(guò)0.1mol電子，則右側(cè)溶液質(zhì)量減輕10.8g

D.原電池的總反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)

答案D

解析由題意知，A電極質(zhì)量不斷減輕，故發(fā)生反應(yīng)：Ag—e-^=Ag+,則A極為負(fù)極，B

極為正極，負(fù)極區(qū)Ag+濃度增大，正極區(qū)Ag.得電子生成Ag,電極反應(yīng)為Ag++el^=Ag,

正極區(qū)Ag+濃度減小，濃差電池中溶質(zhì)由高濃度向低濃度擴(kuò)散，故正極區(qū)NO5經(jīng)過(guò)離子交換

膜移向負(fù)極，此處離子交換膜為陰離子交換膜，A、B錯(cuò)誤；正極發(fā)生反應(yīng)：Ag++e-=Ag,

當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，溶液中減少0.1molAg+,同時(shí)正極有0.1molNO］移向負(fù)極區(qū)，故右

側(cè)溶液減少的質(zhì)量為0.1molX108g?moir+O」molX62g-mol-i=17g,C錯(cuò)誤；負(fù)極的電極

反應(yīng)式為Ag—^=Ag+,正極的電極反應(yīng)式為Ag++e-^=Ag,總反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，

D正確。

5.鉀離子電池由于其低成本、電解液中離子傳導(dǎo)性快以及工作電壓高等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)引起了

科研工作者極大的關(guān)注。某課題組基于鉀離子電池特性，設(shè)計(jì)并合成了一種VN-NPs/N-CNFs

復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于鉀離子電池的電極，放電時(shí)該電極反應(yīng)為VN+3K++3e-=V+

K3N,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)，在A1電極區(qū)發(fā)生的是氧化反應(yīng)

B.該電池的溶劑不能為水溶液

C.放電時(shí)，電解質(zhì)中的K+向Cu電極區(qū)移動(dòng)

D.放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mole,Cu電極區(qū)質(zhì)量減少39g

答案D

解析鉀離子電池放電時(shí)銅電極反應(yīng)為VN+3K++3-=V+K3N,故放電時(shí)Cu電極為正

極，電極區(qū)質(zhì)量增加，A1電極為負(fù)極，在A1電極區(qū)發(fā)生的是氧化反應(yīng)，A正確，D錯(cuò)誤；

電池中含有鉀，鉀能與水反應(yīng)，電池的溶劑不能為水溶液，B正確；放電時(shí)，A1電極為負(fù)極，

鉀離子向正極移動(dòng)，即放電時(shí)，電解質(zhì)中的K+向Cu電極區(qū)移動(dòng)，C正確。

6.(2024?安徽1月適應(yīng)性測(cè)試)我國(guó)學(xué)者研制了一種鋅基電極，與涂覆氫氧化保的銀基電極組

成可充電電池，其示意圖如圖。放電時(shí),Zn轉(zhuǎn)化為2ZnCO3-3Zn(OH)2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

--

A.放電時(shí)，正極反應(yīng)為：Ni(OH)2+2e=Ni+2OH

B.放電時(shí)，若外電路有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則有0.1molZ1?+向正極遷移

C.充電時(shí)，a為外接電源負(fù)極

D.充電時(shí)，陰極反應(yīng)為：2ZnCO3-3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2co「+60JT

答案B

解析放電時(shí)，鋅基電極為負(fù)極，Zn轉(zhuǎn)化為2ZnCC)3?3Zn(OH)2,電極反應(yīng)式為5Zn+2COF+

-_

6OH-10e=2ZnCO3-3Zn(OH)2,銀基電極為正極，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2+2e-=Ni+

2OH,充電時(shí),a接電源負(fù)極，鋅基電極為陰極，電極反應(yīng)式為2ZnCO3-3Zn(OH)2+10e-=5Zn

-

+2COF+6OIT,b接電源正極，鎮(zhèn)基電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Ni+2OH-2e-=Ni(OH)2□

7.(2020?全國(guó)卷III,12)一種高性能的堿性硼化機(jī)(VB2)-空氣電池如圖所示，其中在VB?電極

發(fā)生反應(yīng)：VB2+16OJT—11廣=V0廠(chǎng)+2B(OH)4+4H2。。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤

的是()

負(fù)載

KOH溶液離子選擇性膜

A.負(fù)載通過(guò)0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。2參與反應(yīng)

B.正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高

C.電池總反應(yīng)為4VB2+llO2+20OH"+6H2O=8B(OH)；+4VOF

D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極

答案B

解析根據(jù)VB?電極發(fā)生的反應(yīng)：VB2+16OH--lle--VOj-+2B(OH)I+4H2O,判斷得

出VB?電極為負(fù)極，復(fù)合碳電極為正極，電極反應(yīng)式為。2+4屋+2H2O=4OH，所以電池

-

總反應(yīng)為4VB2+1102+20OH+6H2O=8B（OH）；+4VOF,C正確；負(fù)載通過(guò)0.04mol電

子時(shí)，有0.01mol氧氣參與反應(yīng)，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下有0.224L氧氣參與反應(yīng)，A正確；負(fù)極區(qū)

消耗OH,溶液的pH降低，正極區(qū)生成OH,溶液的pH升高，B錯(cuò)誤。

8.科學(xué)家報(bào)道了一種新型可充電Na/Fe二次電池，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確

的是（）

——0—

（一Na+

Na有機(jī)電解液

X極Y極

A.放電時(shí)，電子由X極經(jīng)有機(jī)電解液流向Y極

B.充電時(shí)，Y極的電極反應(yīng)式為CaFeO2_5+TNa2O-e-=CaFeO3+Na+

C.充電時(shí)，可用乙醇代替有機(jī)電解液

D.電極材料的比能量：Na>Li

答案B

解析根據(jù)原電池工作原理圖可知，負(fù)極X上Na發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為Na

—e-^=Na+,正極Y上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為CaFeOs+Na++e^^=CaFeO2.5

+^Na2O,充電時(shí)為電解池，陰、陽(yáng)極的電極反應(yīng)和放電時(shí)的負(fù)、正極反應(yīng)相反，據(jù)此分析

解答。充電時(shí)，Y極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為CaFeChs+lNa?。-e-=CaFeO3+Na+,B正確;

Na能與乙醇反應(yīng)，不能用乙醇代替有機(jī)電解液，C錯(cuò)誤；若Na和Li都失去1mol電子，則

電極材料中消耗Na的質(zhì)量為23g、Li的質(zhì)量為7g,單位質(zhì)量金屬放出的電能：Li>Na,D

錯(cuò)誤。

9.鎂-鎮(zhèn)液態(tài)金屬電池是新型二次電池，白天利用太陽(yáng)能給電池充電，夜晚電池可以給外電

路供電。該電池利用液體密度不同，在重力作用下分為三層，工作時(shí)中間層熔融鹽的組成及

濃度不變，工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

電

流

方

向

A.放電時(shí)，Mg2+通過(guò)中間層向下層移動(dòng)

B.放電時(shí)，Mg（液）層的質(zhì)量減小

C.充電時(shí)，Mg-Sb（液）層作陰極

D.充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為Mg2++2e-^=Mg

答案C

解析根據(jù)電流方向可知，放電時(shí)Mg（液）作負(fù)極、Mg-Sb（液）作正極，則充電時(shí)Mg（液）為陰

極，Mg-Sb（液）為陽(yáng)極。放電時(shí)Mg（液）層為負(fù)極，電極反應(yīng)：Mg-2e-=Mg2+,產(chǎn)生的Mg2

+通過(guò)中間層向下層移動(dòng)，質(zhì)量減小，A、B正確；放電時(shí)Mg（液）作負(fù)極，發(fā)生電極反應(yīng)：

Mg—2e-=Mg2+,則充電時(shí)為陰極，電極反應(yīng)式為Mg2++2e~^=Mg,D正確。

10.（2023?杭州調(diào)研）水系鋅離子電池是一種新型二次電池，工作原理如圖。該電池以粉末多孔

鋅電極（鋅粉、活性炭及黏結(jié)劑等）和V2O5為電極，三氟甲磺酸鋅［Zn（CF3so3）2］為電解液，總

反應(yīng)為xZn+V2O5^=Zn.\V2O5（s）。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

d負(fù)載或電源h

粉末多孔鋅電極VA/Zn^Os

A.充電時(shí)，粉末多孔鋅電極連接電源的負(fù)極

B.放電時(shí)，V2O5電極上發(fā)生的反應(yīng)為V2O5+21+xZn2+-Zn,V2O5

C.充電時(shí)，Zn2+通過(guò)陽(yáng)膜由右池移向左池

D.理論上，充放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液的質(zhì)量均未改變

答案B

解析由放電時(shí)的總反應(yīng)：xZn+V2O5^=Zn*V2O5（s）可知，Zn失電子，作負(fù)極，V2O5發(fā)生還

原反應(yīng)，作正極。充電時(shí)，粉末多孔鋅電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，連接電源的負(fù)極，A正

確；放電時(shí)，V2O5電極上發(fā)生的反應(yīng)為V2O5+2xe-+xZn2+=Z&V2O5,B錯(cuò)誤；充電時(shí)，

陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，所以Zn?+通過(guò)陽(yáng)膜由右池移向左池，C正確；由放電總反應(yīng)：xZn+

V2O5=Zn*V2O5（s）可知，電解質(zhì)溶液中的成分沒(méi)有參加總反應(yīng)，故充放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液

的質(zhì)量均未改變，D正確。

11.我國(guó)科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘澳液流二次電池，該電池在使用前要先進(jìn)行

充電，如圖為充電原理示意圖，澳離子與碘離子結(jié)合成為碘濱離子（bBr-）,可以增加電池容

量。下列敘述不正確的是（）

電源

貯貯

液液

器器

d

C

交換膜

陽(yáng)離子

泵

泵

作陽(yáng)極

極，

的正

電源

接外

時(shí)，a

充電

A.

氧化

F被

2mol

有0.0

液中

,溶

.65g

增重0

極每

，b電

電時(shí)

B.充

「

^=2

+21

?Br—

應(yīng)為I

極反

，a電

電時(shí)

C.放

大

持續(xù)增

n2+)

內(nèi)c(Z

器d

貯液

時(shí)，

放電

D.

D

答案

極為

則a

極，

池的陰

電解

，