原电池 -冲刺2023年高考化学二轮复习核心考点逐项突破（解析版）

专题八原电池

核心考点1、原电池的基本原理

1.构建原电池模型，掌握原电池工作原理

e-沿导线传递.有电流产生

氧化反应］

阴

移

离

向

子

2.原电池正、负极判断的“五个角度”

3.两种原电池装置的比较

名称单液原电池双液原电池

-®------a

CuSO4

彳溶液

装ZnCu

置公第

------E二产二一

，溶R

图rZnSO交CuSCV^容液

单液原电池

双*质原电池

两类还原剂Zn与氧化剂Cu?+直接Zn与氧化剂C/+不直接接触，

装置接触，既有化学能转化为电能，仅有化学能转化为电能，避免

的不又有化学能转化为热能，造成了能量损耗，故电流稳定，持

同点能量损耗续时间长

盐桥中装有饱和的KC1、KNCh等溶液和琼胶制成的胶冻，有导

备注

电和平衡电荷作用。

4.原电池的设计和制作方法

(1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。

(2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电

极反应。

还原剂一〃「==氧化产物(负极电极反应)；

氧化剂+〃1==还原产物(正极电极反应)。

(3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般

选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。

(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。

如：根据反应2FeCb+Cu=2FeCb+CuC12

设计的原电池为：

Cu-2c==Cu：f

2Fe3++2e=2Fe2+

1.【2022年1月浙江卷】pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以

玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置己知浓度的HC1溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一

Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常

数)/0059。下列说法正确的是

Ag・AgCl电极

(O.lmoFL"Ag・AgCl电极

G.OmorLqKCl)

细孔陶谎

玻璃薄膜球

A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：

AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol-L-1)

B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化

C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH

D.pH计工作时，电能转化为化学能

【答案】C

【解析】A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极、负极发生氧化反应而不是

还原反应，A错误：B.已知：pH与电池的电动势E存在关系：pH=（E-常数）/0059,则玻

璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B错误；C.pH与电池的电动势E存在

关系：pH=（E-常数）/0059,则分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，

可得出未知溶液的pH,C正确；D.pH计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电

能，D错误；答案选C。

2.（2021.广东真题）火星大气中含有大量CO?,一种有CO?参加反应的新型全固态电池有

望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时

A.负极上发生还原反应B.CO?在正极上得电子

C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能

【答案】B

【解析】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3co2=2Na2co3+C。A.放电时负极上

Na发生氧化反应失去电子生成Na+,故A错误；B.放电时正极为CO?得到电子生成C,

故B正确；C.放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；D.放

电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D错误；综上所述，

符合题意的为B项，故答案为B。

3.（2019•全国卷I,12）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2'/MV卜

在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是（）

交换膜

A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应HZ+2MV2+=2H++2MV+

C.正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH：；

D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

答案B

解析由题图和题意知，电池总反应是3HZ+N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并

形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极

发生氧化反应MV+—e=MV2\为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用

下发生还原反应生成NFh，C项正确；电池工作时，H-通过交换膜，由左侧（负极区）向右侧

（正极区）迁移，D项正确。

1.（2022秋.广东广州•高三统考阶段练习）Li-O?电池比能量高，可用于汽车、航天等领

域。电池反应式为：2Li+O2^||=-Li,O,,放电时，下列说法不正确的是

A.Li在负极失去电子B.在正极发生还原反应

C.阳离子由正极移向负极D.化学能转化成电能

【答案】C

【详解】A.放电时，锂失去电子发生氧化反应，为负极，A正确；

B.O?得到电子，在正极发生还原反应，B正确；

C.原电池中阳离子向正极移动，C错误；

D.原电池是将化学能转化为电能的装置，D正确；

2.（2022秋・辽宁盘锦•高三辽河油田第二高级中学校考期末）习近平总书记提出我国要在

2030年实现“碳达峰”，2060年前实现''碳中和"。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO

实现再利用，转化的基本原理如图所示。下列说法不正确的是

—Eg—

紫外光

稀腐酸交祗膜稀证酸

A.该装置能将化学能转化为电能

B.M上的电极反应方程式为2H2O-4e=O2T+4H+

C.工作一段时间后，N电极室中的溶液pH减小

D.当转化2moicCh时，有4moiH+从左室穿过交换膜到达右室

【答案】C

【分析】由图可知，该装置为原电池，右侧二氧化碳中的+4价碳得到电子变为+2价碳，为

正极，则左侧为负极，以此解题。

【详解】A.由图可知，该装置为原电池，能将化学能转化为电能，A正确；

B.M为电池的负极，在紫外光的作用下，水失去电子发生氧化反应生成02,电极反应方

程式为2H2O-4e=O2T+4H+,B正确；

C.N为电池正极，电极反应式为CO2+2H++2e=CO+H2O,当外电路转移4moi电子时，有

4moiH+从左室穿过交换膜到达右室，然后被C02消耗，但溶液中水的量增加，因此N电极

室的溶液pH增大，C错误；

D.电极反应式为CO2+2H++2e=CO+H2O,当转化2moic02时，外电路转移4moi电子，有

4moiH+从左室穿过交换膜到达右室，D正确；

3.（2021秋•福建厦门•高三校考期中）控制适当的条件，将反应2Fe3++2I.-2Fe2++l2

设计成如图所示的原电池。下列判断正确的是

A.反应开始时，乙中电极反应式为2「+2e-=L

B.反应开始时，甲中石墨电极上发生氧化反应

C.电流表指针为零时，两池溶液颜色相同

D.平衡时甲中溶入FeCb固体后，乙中的石墨电极为负极

【答案】C

【分析】根据电池总反应可知，甲中为三价铁离子在石墨电极得电子，发生还原反应，作正

极，乙中碘离子在石墨电极失去电子，发生氧化反应作负极，据此分析。

【详解】A.由电池总反应式可知，反应开始时，乙中I发生氧化反应生成12，则电极反应

式为：21-2e=L，A错误；

B.反应开始时，甲中Fe3+在石墨电极上发生还原反应生成Fe2+,B错误；

C.电流表指针为零时，反应达到平衡，此时乙中生成L，溶液呈黄色，甲中含有Fe3+,

溶液呈黄色，故两池溶液颜色相同，C正确；

D.甲中溶入FeCb固体后，电池总反应平衡逆向移动，则Fe2+失电子生成Fe3+,此时甲中

石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，D错误；

4.（2022秋.河南驻马店.高三统考期中）锂一海水电池在海洋能源领域备受关注。下列说

法错误的是

A.海水起电解质溶液的作用

B.锂为负极，发生的电极反应：Li-e=Li+

C.锂电极应与海水直接接触

D.正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-

【答案】C

【详解】A.海水中含有多种盐，起电解质溶液的作用，故A正确；

B.Li是活泼金属易失电子发生氧化反应，锂为负极，发生的电极反应：Li-e-=Li+,故B

正确；

C.锂活泼金属能与水反应，锂电极不应与海水直接接触，故C错误；

D.正极得电子发生还原反应，正极反应式：O,+2H2O+4e=4OH,故D正确；

5.(2021.全国•高三专题练习)锂/氟化碳电池稳定性很高。电解质溶液为LiClO,的乙二醇

二甲醛(CHQC&CHqCH?)溶液，总反应为xLi+CF、-xLiF+C,放电产物LiF沉积在正极，

工作原理如图所示：

Ia1离子交换膜1bI

氟

化

碳

石

棒

墨

UCIO4的乙二醇二甲醛溶液

下列说法正确的是

A.外电路电子由b流向a

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.电解质溶液可用口004的乙醇溶液代替

D.正极的电极反应式为CF'+xe+xlT-xLiF+C

【答案】D

【分析】电解质为LiClOq的乙二醇二甲醛溶液，总反应为xLi+CFx=xLiF+C,负极为Li,

负极上Li失电子生成Li+,正极为CFx，正极反应为CFx+xe-+xLi』xLiF+C,据此分析解答。

【详解】A.由上述分析可知，负极为Li,电子由负极流向正极，即a流向b,故A错误;

B.Li+通过离子交换膜在正极上形成LiF,所以交换膜为阳离子交换膜，故B错误；

C.Li是活泼金属能与乙醇反应，所以不能乙醇溶液代替，故C错误；

D.由分析可知，正极的电极反应为：CF+xe+xLi+—xLiF+C,故D正确。

核心考点2、化学电源

1.锌铳干电池

(1)酸性锌镭干电池[4]

负极材料：Zn正极材料：碳棒

电解质溶液：ZnCh、NH』C1和淀粉糊作电解质

电极反应为：负极Zn-2e=Zn2+

正极2NHj+2e-=2NHJ+H2

2+2+

正极产生的NHs又和ZnCh作用：Zn+4NH3=[Zn(NH3)4]

(2)碱性锌镒干电池

碱性锌钵干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应

面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。

锌粉和

KOH的

混合物

,—MnO；,

负极材料：Zn正极材料：碳棒

电极反应：Zn+20H-2e==ZnO+H2O

电极反应：MnO2+2H2O+2e=Mn(OH)2+2OH

总反应：Zn+M11O2+2H2O=ZnO+Mn(OH)2

2.铅蓄电池

铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，用含睇5%~

8%的铅睇合金铸成格板，在正极格板上附着一层PbCh,负极格板上附着海绵状金属铅，两极均浸在一定

浓度的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。

放电时电极反应为：

负极：Pb+SO4-2e=PbSOU

正极：Pb(h+4H++SO4+2e=PbSO4+2H2O

充电时电极反应为：

阳极：PbSOa+2H2O-2e=PbCh+4H++SOf

阴极：PbSO』+2e=Pb+SO4

蓄电池放电和充电的总反应式：

放u

Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电2PbSO4(s)+2H2O(l)

目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，性能良好,

价格低廉，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中，缺点是比较笨重。

3.氢氧燃料电池

/T基本组成卜电极、电解质、燃料和氧化剂

燃料电池具有能量利用效率高、可连续使用和污染轻

等优点

电极材料本身不参与氧化还原反应

特点工作时，燃料和氧化剂(储存在电池之外的

容器中)由外部连续供给，分别在电极上不

\断地进行反应，生成物不断地排出

通入燃料气体的一极为在负极发生氧化反

\应，通入氧气的一极为正极发生还原反应

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

1

负极反应式2H2—4e=4H2H2+4OH-4e=4H2O

+---

正极反应式O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH

电池反应式

2H2+O2=2H2O

【拓展1】化学电源中电极反应式书写的思维模板

1.书写电极反应式的原则

电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极

反应式相加得电池总化学（或离子）方程式。

2.书写电极反应式的基本类型

（1）类型一题目给定原电池的装置图，未给总反应式

①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。

②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。

③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则，写出电极反应式。（注意：电极产物能否与电解

质溶液共存，如铅蓄电池的负极铅失电子变为Pb2+,但Pb2+与硫酸溶液中的sor不共存，

因而负极电极反应式为Pb—2e+SO4=PbSO4）

④将两电极反应式相加（注意两极得失电子数相等）可得电池总反应式。

（2）类型二题目中给出原电池的总反应式

①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当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应考虑电解质是否参与了

反应。

③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易写出的电极反应式，然后再用总反应式减去

该电极反应式即得到另一电极反应式。

注意①H'在碱性环境中不存在；②。2-在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H”,生成

H20,在中性或碱性环境中结合H2O,生成OFT；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，即得较难写出的另一极的电极反应式。

【拓展2】燃料电池中氧气得电子的思维模型

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是02,。2得到电子后化合

价降低，首先变成能否稳定存在要看电解质环境。由于电解质溶液（酸、碱、盐）

的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后-的存在

形式：

电解质环境从电极反应式判断氧元素的存在形式

+

酸性电解质溶液O2+4H+4e^=2H2O

碱性电解质溶液O2+2H2O+4e-=4OH-

固体电解质(高温下能传导。2一)O2+4e-=2O2-

-

熔融碳酸盐(如熔融K2co3)O2+2CO2+4e：=2COJ

【练习】按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式

(1)酸性介质，如H2SO4溶液：

负极：CH3OH-6e+H2O=CO2+6HO

3

正极：5°2+6e+6H=3H2OO

(2)碱性介质，如KOH溶液：

负极：CHjOH-6e+8OH-=COr+6H2O»

3

正极：gC)2+6e+3H2O^=6OH。

⑶熔融盐介质，如K2c。3：

负极：CH3OH-6e+3COf=4CO2+2H2O.»

正极：^Oz+6e+3CO2=3COF"■

(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导CP-：

2

负极：CH3OH-6e+3O=CO2+2H2Oo

2-

正极：^O2+6e=3O»

【归纳提升】

1.银镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某银镉电池的电解质溶液为

放电一

KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2。亨萨Cd(OH)2+2Ni(OH)2。

负极：Cd-2e+2OH=Cd(OH)2=

阳极：2Ni(OH)2+2OH--2e-=2NiOOH+2丛0。

2.如将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作

用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和02的原理示意图。

质子交换膜

负极：2H2O-4e-=O2+4H'

正极：2CO2+4H+4e=2HC00H»

3.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肺(N2HQ为燃料的电

池装置如图所示。

负极：N2H4-4e+40H=N2+4H2O»

正极：O2+4e+2H2O=4OH„

4.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li".\CoO2+

Li.vC6=LiCoO2+C6（x<l）o贝I：

负极：Li.Q,—^=xLi++C6

正极：LiirCoC）2+xe-+xLi=LiCoO?

1.【2022年全国乙卷】Li-O?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"02电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子

(e)和空穴(h*),驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2Ch+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

I极

目

A.充电时，电池的总反应Li?。？=2Li

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C)2+2Li++2e=LiQ,

【答案】c

【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应

++

(Li2O2+2h=2Li+O2)，则充电时总反应为Li2O2=2Li+Ch,结合图示，充电时金属Li电极

为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。

A.光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合

阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+C>2,A正确；B.充电时，光照光

催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照

产生的电子和空穴量有关，B正确；C.放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，

Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；D.放电时总反应为2Li+Ch=Li2O2,正极反

应为O2+2Li++2e=Li2O2,D正确；答案选C。

2.【2022年山东卷】设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解

乙酸盐生成CO。，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoOJs)转化为Ct?*,工作时保持厌氧环

境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列

溶液溶液溶液

A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

C.乙室电极反应式为LiCoO2+2Hq+e=Li++Co2++4OH

D.若甲室Ct?+减少2(X)mg,乙室Co?+增加300mg,则此时已进行过溶液转移

【答案】BD

【解析】由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后

根据原电池、电解池反应原理分析解答。A.电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失

+

去电子被氧化为CO2气体，同时生成H+,电极反应式为CH3co0-8e-+2H2O=2CO2T+7H,

H+通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co2++2e=Co,因此，甲室溶液pH逐渐减小，

A错误；B.对于乙室，正极上LiCoCh得到电子，被还原为C。2+,同时得至l」Li+,其中的

-与溶液中的H+结合HzO,电极反应式为2LiCoCh+2e+8H+=2Li++2co2++4H2O,负极发生

的反应为CH3coeT8e—2H2。=282T+7H+,负极产生的H+通过阳膜进入正极室，但是乙

室的H+浓度仍然是减小的，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；C.电解质溶

液为酸性，不可能大量存在OH一,乙室电极反应式为：LiCoO2+4H+=Li++Co2++2H2O,C错

02g

误；D.若甲室Co?+减少200mg,则电子转移物质的量为〃(e-)=kyx2=0.0068mol；若

59g/mol

03。

乙室Co2+增力口300mg,则转移电子的物质的量为〃©)=/■—xl=0.0051mol,[|]于电子转

59g/mol

移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确；

故合理选项是BD。

3.(2020•全国卷HI,12)一种高性能的碱性硼化钿(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB?

电极发生反应：

VB2+16OH-11e=VOF+2B(OH)；+4H2O

该电池工作时，下列说法错误的是()

A.负载通过0.04mol电子时，有0.224L(标准状况)。2参与反应

B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

C.电池总反应为4VB2+UO2+2OOH+6H2O=8B(OH)4+4VO^

D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极

答案B

解析根据VB?电极发生的反应VB2+I6OH-Ue=VO[+2B(OH)4+4H3O,判断得出

VB2电极为负极，复合碳电极为正极，电极反应式为。2+4广+2H2O=4OH,所以电池总

反应为4VB2+UO2+2OOH+6H2O=8B(OH)4+4VOW，C正确；负载通过0.04mol电子

时，有0.01mol氧气参与反应，即标准状况下有0.224L氧气参与反应，A正确；负极区消

耗OH,溶液的pH降低，正极区生成OH,溶液的pH升高，B错误。

4.[2020•全国卷I,12]科学家近年发明了一种新型Zn-C02水介质电池。电池示意图如下,

电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解

决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是(

A.放电时，负极反应为Zn-2e+40H-=Zn(OH)i-

B.放电时，1molCCh转化为HCOOH,转移的电子数为2moi

C.充电时，电池总反应为2Zn(0H及-=2Zn+O2T+4OH-+2H2。

D.充电时，正极溶液中OH浓度升高

【答案】D

【解析】A项，放电时Zn极为负极，负极反应式为Zn—2e-+4OH-=Zn(0H)/，正确;

+

B项，放电时，正极反应为CO2+2e+2H=HC00H,每转化1molCO2，转移2mol电

子，正确；C项，充电时，阳极反应式为2H2。-4底=4H++ChT，阴极反应式为2Zn(0H)r

+4e=2Zn+8OH\将两极电极反应式相加得总反应，正确；D项，充电时，正极溶液

中OPT浓度降低，错误。

5.【2022年湖南卷】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如

下。下列说法错误的是

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H2O+2e=2OH+H2T

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D.该锂-海水电池属于一次电池

【答案】B

【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2T，M极上Li失去电子发生氧化反

应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-Li+,N极为正极，电极反应为2H2O+2e-2OH+H2T,

同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。A.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，故A正确；B.由上述分析可知，N为正

极，电极反应为2H2O+2e=2OH+H2T，和反应O?+4e+2H2。=40H，故B错误：C.Li为活

泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；D.该

电池不可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。

1.（2022•河北邯郸・邯郸一中校考模拟预测）熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的

储能电池。下图中的电池反应为2Na+S,•Na2sx（尸5~3,难溶于熔融硫），下列说法错误

的是

密封

工杆二不锈钢容器

—,二-----Na-夕-AI2O3固体

--------熔融钠

心”——熔融硫（含碳粉）

A.Na2s4的电子式为Na+[:S:S:S:S『Na*

B.放电时正极反应为xS+2Na++2e-=Nad

C.Na和Na凡分别为电池的负极和正极

D.该电池是以Na-B-Al?O3为隔膜的二次电池

【答案】C

【分析】由总反应可知，钠较活泼，放电时钠失去电子发生氧化反应，故放电时钠为负极、

熔融硫为正极；

【详解】A.Na2s,中硫原子间以共价键相结合且均达到8电子稳定结构，电子式为

Na+[:S:S:S:S:f-Na+,故A正确；

B.放电时钠为负极、熔融硫为正极，正极得到电子发生还原反应，xS+2Na++2e-=Na2S,,

故B正确；

C.由分析可知，Na和熔融硫分别为电池的负极和正极，故C错误；

D.由图可知，该电池是以Na-p-ALC）3为隔膜的二次电池，故D正确；

2.（2023秋•山东潍坊•高三统考期末）我国科研人员设计将脱除SO2的反应与制备H2O2

相结合的协同转化装置如图。在电场作用下，双极膜中间层的H?O解离为OH-和H+,并向

两极迁移。己知：

②单独脱除S02：4OH+2SO2+O2=2SO；-+2H,O,能自发进行。

下列说法正确的是

A.正极的电极反应式：C）2+2e+2H+=Hq2

B.单独脱除SO2的反应为吸热反应

C.反应过程中需补加稀H2s。4

D.协同转化总反应：SO2+O2+2H2O=H2O2+H2SO„

【答案】A

【分析】二氧化硫端：二氧化硫与氢氧化钠反应生成SO：,再失去电子生成SOj,为负极，

其电极反应为：4OH+SO2-2e=SO：+2H2O;氧气端：氧气得电子，与氢离子结合生成过

氧化氢，为正极，其电极反应为5+2e+2H+=Hq2。

【详解】A.根据分析可知氧气端为正极，正极反应为5+2e+2H+=Hq2,A正确：

B.单独脱除S02是一个焙减的过程，因为此反应可自发进行，因此该反应为放热反应，B

错误；

C.反应过程中不需要补加稀硫酸，因为右侧消耗的氢离子数目等于从双极膜中迁移过来的

氢离子数目，c错误；

D.根据正负极反应可知协同转化总反应：SO2+O2+2NaOH=H,O2+Na2SO4,D错误：

3.（2023秋・山东德州•高三统考期末）我国科学家最近发明了--种Zn-PbO?电池，电解质

为K2s0八H?SO"和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三种电解质溶液

区域，结构示意图如下，下列说法正确的是

A.负极的电极反应式为：PbO2+SOi+26+^^=PbSO4+2H,O

B.b膜是阳离子交换膜

C.放电结束后B区的电解质溶液浓度减小

D.每转移Imol电子C区溶液质量减少80克

【答案】D

【详解】A.原电池负极发生氧化反应，根据图示，Zn是负极，负极的电极反应式为

Zn-2e+4OH=Zn(OH)：,故A错误；

B.Zn是负极、PbCh是正极，放电过程中，C中SO；向左移动，SO；通过b膜进入B,A

中K+向右移动，K+通电a膜进入B,B中生成K2so4,所以b是阴离子交换膜、a是阳离子

交换膜，故B错误；

C.放电过程中，C中SO：向左移动通过b膜进入B,A中K+向右移动，通电a膜进入B,

B中生成K2SO4,放电结束后B区的电解质溶液浓度增大，故C错误；

D.C区电极反应为PbC)2+SO；+2e-+4H+=PbSO4+2Hq,每转移hnol电子，正极质量

增大32g,根据电荷守恒，同时有0.5mol硫酸根离子通过b膜进入B,溶液质量减少

(32g+96g/molx0.5moi)=80克，故D正确；

4.(2022秋.广东汕尾.高三统考期末)中国新能源汽车处于世界领先地位，某品牌电动汽

放电

车使用三元锂电池，总反应式为：Li,_NiCoMnO+LiC；LiNiCoMnO+6C。下图

axyz2a6充电xyz2

是工作原理，隔膜只允许X离子通过，汽车加速时，电动机提供推动力，减速时，发电机

将多余能量转化为电能储存。下列说法错误的是

电

A.减速时，电池充电；加速时，电池放电

B.加速时，电子的方向为：甲电极―电动机一乙电极

+

C.减速时，乙电极的反应为：LiNixCoyMnzO2+ae=Li,_aNixCoyMnzO2+aLi

D.加速时，X离子由甲经过隔膜向乙移动

【答案】C

【分析】放电过程中Li~NixCo,Mn,C）2得电子结合a个Li+生成LiNi*Co,MnQ2，电极反应

++

式为LijNi'Co,MnzOz+aLi+ae-=LiNixCoyMnzO2,LiaCe失电子生成6C和aLi,电极反应

式为LiaC6-ae=aLi++6C。充电时LiNi.COyMnz。?失去a个Li生成LijNi'Co,Mna,电极

+

反应式为LiNi'COyMn,O2-ae=LijNixCOyMn,O?+aLi,6C得到ae-生成LiaC6,电极反应式

为6C+ae+aLi+=LiC。

【详解】A.减速时发电机将多余的能量转化为电能储存，减速时电池充电，加速时电动机

提供推动力，电池放电，A正确；

B.加速时LiaC6放电，电子从甲电极经过电动机到乙电极，B正确；

C.减速时，乙电极的反应为LiNi*Co，Mn,O2-ae-=Li|“NixCOyMn,O2+aLi+,C错误；

D.加速时，乙电极为正极，X离子为Li+,Li+由甲经过隔膜向乙移动，D正确；

5.（2022秋•江西赣州•高三统考期末）2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”与2060

年“碳中和”目标，如图是某科研团队设计的光电催化反应器，可由CO?制得异丙醇。其中A、

B均是惰性电极，下列说法正确的是

A.A为负极

B.若A极产生4gH2,则B极产生16go2

C.电子从B极通过合成蛋白质纤维膜到A极

1

D.A极上CO?参与的反应为：3CO2+18H+18e=CH,CH(OH)CH,+5H2O.

【答案】D

【详解】A.B极氧元素价态升高失电子，发生氧化反应，故B极为负极，A错误；

B.A极为正极，二氧化碳和氢离子都在正极放电，根据得失电子数守恒可知，A极反应式：

2H++2e-=H2f,若A极产生4gHN2mol),B极反应式：2H2O-4e=O2T+4H+则B极产生氧气

的质量大于lmol?32g/mol=32g,B错误；

C.原电池工作时:电子从负极(B)经外电路流向正极(A),不经过合成蛋白质纤维膜，C错

误；

D.A极为正极，二氧化碳和氢离子都在正极放电，电极反应式为

+

3CO2+18H+18e-=CH,CH(OH)CH,+5H2O,D正确；

6.(2023・湖南岳阳•统考一模)科学家最近发明了一种Al-PbOz电池，通过x和y两种离

子交换膜隔成M、R、N三个区域(a>b),三个区域的电解质分别为K2s0-H2s0八KOH

中的一种，结构如图所示。下列说法错误的是

%硫酸溶液

A.放电时，R区域的电解质浓度逐渐增大

+2+

B.放电时，Pb(^电极反应为：PbO2+2e+4H=Pb+2H2O

C.M区电解质为KOH,且放电时K+通过x膜移向R区

D.消耗1.8gA1时，N区域电解质溶液减少9.6g

【答案】BD

【分析】该电池为Al-PbO2电池，电解质为K2so八H2so4、KOH,通过x和y两种离子交

换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域(a>b),从图中可知原电池工作

时负极发生反应为：Al-3e+4OH=[A1(OH)J,消耗0H,K+向正极移动；正极反应为：

+

PbO2+2e+4H+SO；=PbSO4+2H2O,正极消耗H*和SO：,阴离子向负极移动；则x是阳离

子交换膜，y是阴离子交换膜，则M区为KOH,R区为K'S。」，N区为H^SO,。

【详解】A.由上述分析可知，放电时R区域K+与SO：不断进入，所以电解质浓度逐渐增

大，A正确；

B.放电时，PbOa电极反应为PbO2+2e+4H'+SOj=PbSO,+2H2。，B错误；

C.根据分析M区电解质为K0H,且放电时K+通过x膜移向R区，C正确；

D.消耗1.8gAl,电子转移0.2mol,N区消耗0.4mol印，0.1molSO^',同时有O.lmolSO：移

向R区，则相当于减少0.2molH2s04,同时生成OZmolFhO,则R区实际减少质量为

0.2molx98g/mol-0.2molx18g/mol=16g,D错误；

核心考点3、金属的腐蚀与防护

1.金属电化学的腐蚀原理

(1)金属腐蚀：是金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

(2)化学腐蚀的类型

两种腐蚀往往同时发生，但电

金属跟接镀到的干燥气体或非电解质液体等

化学腐蚀更普遍，危害更再重

,直接发生化学反应引起的腐独叫做化学腐蚀

]实质：金属失电子被氧化而损耗~~

I无电流产生

不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原

电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化

的腐蚀叫做电化学腐蚀__________________

电化学腐蚀X实质：被腐蚀金属成为原电池的负极而被破

_____________

I有微弱电流产生(形成微小原电池)

(3)电化学腐蚀的比较⑺

腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀

条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性强

负极反应Fe—2e'==Fe2+

正极反应02+4e+2H2O==4OH-2H++2e-=H2t

2+

总反应2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe+2H+==Fe+H2t

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

1

Fe,O3•-一

(铁锈)

联系金属的腐蚀以电化腐蚀为主.

电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主（PH25.6时）

若pH<5.6时则为析氢腐蚀。

腐蚀作用主要腐蚀类型，有广泛性在某些局部区域

2.金属的防护

（1）本质

阻止金属发生化学反应，基本思路是防止金属与化学物质直接接触，防止金属做原电池的负

极。

（2）金属防护的几种重要方法

①改变金属的内部组织结构合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如:不

锈钢。在钢铁中加入一定比例的倍和银（14%~8%Cr,7%〜9%Ni）,改变钢铁内部的组成

和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”（合金）。

②在金属表面覆盖保护层。常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;用化学方法使金

属表面钝化，形成致密氧化膜;在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。

③电化学保护法：

a.外加电流的阴极保护法（阴极电保护法）：接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属

作阴极，利用电解池的原理，如钢闸门接低压直流电源负极，石墨接电源正极做阳极，浸入

水中。

b.牺牲阳极的阴极保护法:外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极，利用原电池

原理，如船壳上镶嵌锌块。

1.【2022年广东卷】为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀

锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没