原电池及其应用、新型化学电源（解析版）-2025年高考化学一轮复习讲义（新教材新高考）

备战2025年高考化学【一轮-考点精讲精练】复习讲义

考点36原电池及其应用、新型化学电源

疆本讲•讲义概要

—.原电池的工作原理

二.原电池原理的应用

知识精讲

三.常见的化学电源

四.新型化学电源

选择题：20题建议时长：60分钟

课后精练

实际时长：

非选择题：5题分钟

吆夯基•知识精讲________________________________________________________

一.原电池的工作原理

1.原电池的概念：把化学能转化为电能的装置，其本质是发生了氧化还原反应。

2.原电池的构成条件

(1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨，燃料电池的两个电极可以相同)。

(2)将电极插入电解质溶液或熔融电解质或离子导体中。

(3)两电极间构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接

或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。

(4)能发生自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

3.原电池的工作原理——以铜锌原电池为例

（1）电极

①负极：失去电子，发生氧化反应

e~沿导线传递，有电流产生②正极：得到电子，发生还原反应

还原反应（2）电子定向移动方向和电流方向

2H++2e-=IIt

2①电子从负极流出经外电路流入正极

②电流从正极流出经外电路流入负极

+2+

总反应离子方程式：Zn+2H^=Zn+H2t（3）离子移动方向

阴离子向负极移动，阳离子向正极移动

（电子不下水，离子不上岸）

4.单液原电池（无盐桥）和双液原电池（有盐桥）对比——以铜锌原电池为例

（1）工作原理

名称单液原电池双液原电池

电极名称负极（锌片）正极（铜片）

电极反应Zn—2e-=Zn2+（氧化反应）Cu2++2e-=Cu（还原反应）

相

同总反应Zn-|-Cu2+=Zn2++Cu

点

电子流向电子由负极经导线流向正极：由Zn沿导线流向Cu

电流流向电流由正极经导线流向负极：由Cu沿导线流向Zn

电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移

不离子迁移

同方向Cu2+移向正极，SCV一移向负极盐桥含饱和KC1溶液，K+移向正极，C「移向负极

点

能量转化还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，Zn与氧化剂CM+不直接接触，仅有化学能转化为

效率既有化学能转化为电能，又有化学电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长。

能转化为热能，造成能量损耗。

盐桥的组成和作用

①盐桥中装有饱和的KC1、KNC>3等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；

b.平衡电荷，使原电池能持续提供电流；

C.可以提高能量转化效率。

5.原电池正、负极的判断方法

(1)根据原电池的两电极材料来判断

两种金属(或金属与非金属)组成的电极，若它们都与(或都不与)电解质溶液单独能反应，则较活泼的金

属作负极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极。

(2)根据外电路中电子流向或电流方向来判断

电子流出或电流流入的一极负极；电子流入或电流流出的一极正极。

(3)根据电极反应或总反应方程式来判断

作还原剂、失电子、化合价升高、发生氧化反应的电极是负极；

作氧化剂、得电子、化合价降低、发生还原反应的电极是正极；

(4)根据电极现象来判断

工作后，电极质量减少，说明该电极金属溶解，失去电子变成金属离子，该电极为负极；电极质量增

加或不变，说明溶液中的阳离子在该电极放电生成金属单质或溶液中的阳离子得电子，该电极为正极。

（5）根据内电路（电解质溶液中）中离子的迁移方向来判断

阳离子向正极移动；阴离子向负极移动。

【注意】

①活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，A1作负极,

Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成思维定式——活

泼金属一定是负极，但负极一定发生氧化反应。

总反应Cu+4H++2NO3=Cu2++2NO2T+2H2。

A1——Cu（浓硝酸）负极反应Cu_2e-=Cu2+

正极反应

4H++2NO3+2e-=2NO2t+2H2O

总反应2A1+2H2O+2OH=2A1O2-+3H2T

A1------Mg（NaOH溶液）负极反应2A1—6e-+8OH-=2A1O2~+4氏0

正极反应6H2O+6b=3H2T+6OH

②电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥和导线（即电子不下水，离子不上岸）。

③自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可以是电极与溶解的。2等发生反应,

如将铁与石墨相连插入食盐水中。

二.原电池原理的应用

1、设计制作化学电源

例：①根据Cu+2Ag+^=Cu2++2Ag设计电池:

C（Ag等）

或

AgNCS溶液AgNOs溶液CuSO」溶液

2、加快化学反应速率

一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量

CuSCU溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。

3、比较金属的活动性强弱

原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属（或非金属导体）作正极。电极质量减少，作

负极，较活泼；有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼。

如：有两种金属A和B,用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，

而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A>Bo

4、用于金属的防护

使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可

用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。（被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极）

e-

三.常见的化学电源

1.电池优劣的标准

一是看电池单位质量或体积输出的电能多少(比能量)或输出功率多少(比功率);

二是电池储存的时间长短。

2.一次电池——干电池

只能使用一次，放电后不能再充电复原继续使用。随着使用，一次电池中能发生氧化还原反应的物质

被消耗，当这些物质消耗到一定程度时，电池就不能继续使用了。一次电池中电解质溶液制成胶状，不流

动，也叫做干电池。

(1)碱性锌镒电池

碱性锌锦电池的负极是Zn,正极是MnC)2，电解质是KOH,其电极反应如下：

十

总反应：。

1Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2

5_锌粉和KOH

的混合物

__

负极：Zn—2e+2OH^=Zn(OH)2；

-MnO2

-金属外壳

正极：2MnC)2+2e-+2H2O==2MnO(OH)+2OH；

图1

特点：比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。

⑵银锌电池

银锌电池的负极是Zn,正极是Ag2。，电解质是KOH,其电极反应如下:

总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(0H)2+2Ag»

负极：Zn-2e+2OH=Zn(OH)2；

浸有KOH溶液

的隔板

正极：AgO+2e-+HO=2Ag+2OH-；

图222

特点：比能量大、电压稳定、储存时间长。

(3)锂电池

结构Li—SOCb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LiAlCL-SOCb

负极(Li)4Li-4e-=4Li+

电极反应正极(C)2SOCl2+4e-=SO2T+S+4Cl-

总反应4Li+2SOCl2=4LiCl+SO2T+S

3.二次电池——充电电池或蓄电池

放电后可以再充电而反复使用的电池，又称为可充电电池或蓄电池。充电电池在放电时所进行的氧化

还原反应，在充电时又可以逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时期内循环进行。

充电电池中能量的转化关系是：化学能放赣电电能，常见的二次电池有铅蓄电池、镉锲电池、锂离子电池等

蓄电池等。

⑴铅酸蓄电池

铅酸蓄电池是最常见的二次电池，由两组栅状极板交替排列而成，负极材料是Pb,正极材料是PbC>2,

电解质溶液为稀H2sO4,常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。

放电、

铅酸蓄电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO4'^^2PbSO4+2H2O

①放电时的反应(原电池)

负极：Pb+sor-2e-=PbSO；

14

+

正极：PbO2+4H+SOr+2e-=PbSO4+2H2Oo

PbOz(正极)4^②充电时的反应(电解池)

P1b(负极)分

阴极：PbSO4+2e-=Pb+SOr：

阳极：PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H++SO/。

(2)锂离子电池

一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨（Lixg）,正极材料为LiCoC»2（钻酸锂），电解质溶液为LiPF6（六

氟磷酸锂）的碳酸酯溶液（无水）。放电时，Li+从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钻酸锂晶体中，充电时，Li+从钻

酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极

之间完成化学能与电能的相互转化。

其其放电时电极反应式为

放电、

总反应为LixCy+Li]_xCoC）2'充电LiCoOz+Cp

①放电时的反应（原电池）

负极：LiC—xe~=xLi++Cy；

/.、xy

Li£,[、，'LiCoO2

-

正极：Li1rCoC）2+%Li++xe=LiCoO2。

~—

含LiPFo的碳酸酯溶液（无水）②充电时的反应（电解池）

+

阴极：xLi+Cy+xc~=LixCy；

阳极：LiCoC^—疣-=LiirCoC）2+xLi+。

⑶其他常见二次电池

放电

总反应Zn+2K,Fe0+8Ho0^^3Zn(OH)+2Fe(OH)+4KOH

4充电23

IJ铁电池

W负极反应

正极反应

放电

总反应Cd+2NiOOH+2HQ:=^Cd(OH),+2Ni(OH),

充电

银镉电池

负极反应

正极反应

放电

总反应NiO(OH)+MH^^Ni(OH),+M

充电

氢保电池

负极反应

正极反应

总反应Fe+NiO+2HO、Fe(OH)+Ni(OH)

22充电22

铁银电池

负极反应

正极反应

【易错提醒】分析可充电电池问题“三注意”

(1)放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

(2)充电电池需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。

(3)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电

时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。故二次电池充电时，可充电电池的正极连接外接电源的正极，

可充电电池的负极连接外接电源的负极。简单记为“正接正、负接负”。

(4)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断

分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。

①首先应分清电池是放电还是充电。

②再判断出正、负极或阴、阳极。

放电：阳离子一正极，阴离子一负极；

充电：阳离子一阴极，阴离子一阳极；

总之：阳离子一发生还原反应的电极；阴离子一发生氧化反应的电极。

(5)书写化学电源的电极反应式和总反应方程式时，关键是抓住氧化产物和还原产物的存在形式。

4.“高效、环境友好”的燃料电池

①特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能，电能转化

率超过80%,由燃料电池组合成的发电站被誉为“绿色发电站”。燃料电池

的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由处部供给。通入负极的物

质为燃料，通入正极的物质一般为氧气。

②燃料电池常用的燃料：理论上来说，所有的燃烧反应均可设计成燃

料电池，所以燃料电池的燃料包括H2、CO、水煤气(CO和H2)、煌(如

CH4>C2H6)、醇(如CH3OH)、月井(N2H4)、醛类(如CH30cH3)、氨(NH3)等。

如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。

③燃料电池常用的电解质：

a.酸性电解质溶液，如H2s。4溶液，。2-在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H+,生成HzO；

b.碱性电解质溶液，如NaOH溶液，。2-在水溶液中不存在，在碱性环境结合H2O,生成OH-；

c.中性电解质溶液，如NaCl溶液，02一在水溶液中不存在，在中性环境结合H2O,生成OJT；

d.熔融氧化物：存在02-。

e.熔融碳酸盐，如K2c。3等，一般利用电解质的阴离子配平电荷。

(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，其中电解质溶液可以是酸性的、中性的，也可以是碱性的。

种类酸性碱性中性

++

负极反应式2H2-4e-=4H2H2+4OH--4e-=4H2O2H2-4e-=4H

正极反应式O2+4e-+4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-O2+2H2O+4e-=4OH-

电池总反应式2H2+O2=2H2O

备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用

(2)燃料电池电极反应式书写的常用方法

第一步：写出电池总反应式。

燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。如甲

烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下:

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②

①+②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4+202+2NaOH=Na2CO3+3H2O,其离子方程式为CH4+

2O2+2OH-=COF+3H2O=

第二步：写出电池的正极反应式。

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。2,因电解质溶液不同，故其电极反应

也会有所不同：

燃料电池电解质正极反应式

+

酸性电解质O2+4H+4e-=2H2O

碱性电解质

02+2H2。+4e==4OH-

2

固体电解质(高温下能传导。2-)O2+4e-==2O-

熔融碳酸盐(如熔融K2c。3)02+2CO2+4e-=2COr

第三步：电池的总反应式一电池的正极反应式=电池的负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要

约去正极的反应物。2。

(3)举例：写出下列介质中的电极反应式。

电池类型导电介质反应式

总反应

CH4+2O2=CO2+2H2O

酸性介质

甲烷(CH。燃料电池负极反应CH-2H2O=8H++C02

(H+)

+

正极反应2O2+8H+8e-=4H2O

总反应2C2H6+7O2+8OH-==4COr+10H2O

乙烷(C2H6)燃料电池碱性介质

负极反应2c2H6—28e-+36OH=4COr+24H2O

(0H-)

正极反应7O2+14H2O+28e-==28OH-

丙烷(C3H8)燃料电池熔融碳酸盐总反应C3H8+5O2=3CO2+4H2O

(cor)负极反应C3H8-20e-+10COF=13CO2+4H2O

正极反应5O2+10C02+20e-=10COr

总反应2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O

甲醇(CH3OH)燃料电固态氧化物

2

负极反应2CH3OH-12e-+6O-=2CO2+4H2O

池(02-)

2

正极反应3O2+12e-=6O-

总反应C2H5OH+3O2+4OH-=2COr+5H2O

乙醇(C2H50H)燃料碱性介质

负极反应C2H5OH-12e-+l6OH==2COF+11H2O

电池(OH)

正极反应3O2+6H2O+12e-=120H-

总反应2co+02=282

固态氧化物

2

co燃料电池负极反应2C0-4e-+2O-=2CO2

(。2-)

2

正极反应O2+4e-=2O-

总反应N2H4+O2=N2+2H2O

朋＜N2H4)燃料电池碱性介质

负极反应

N2H4-4e-+4OH-==4H2O+N2

(生成氮气和水)(0H)

正极反应O2+4e-+2H2O=4OH-

总反应4NH3+3O2=2N2+6H2O

氨气燃料电池碱性介质

负极反应

4NH3-12e-+12OH-=12H2O+2N2

(生成无污染的气体)(OH)

正极反应3O2+12e-+6H2O=120H

四.新型化学电源

解答新型化学电源问题：

(1)根据总反应方程式分析元素化合价的变化，确定正、负极反应物。

(2)注意溶液酸碱性环境，书写正、负极反应式。

(3)依据原电池原理或正、负极反应式分析判断电子、离子的移向，电解质溶液的酸碱性变化。

(4)灵活应用守恒法、关系式法进行计算。

1.锂电池与锂离子电池

(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Li—e-=Li+,负极生成的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；在两极形成的电压

降的驱动下，Li+可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。

+_

②锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6+xLi+xe^=LivC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的

逆过程：LIC6—xb=C6+xLi+。

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LiFePCU、LiCoO?、

LiMmCU等。

放电

总反应Lii-CoO,+UC^=^LiCoO,+C(x<l)

x6充电6

钻酸锂电池

+

负极反应LixC6-xe~^=xLi+C6

正极反应-+

Li1_xCoO2+xe+xLi^=LiCoO2

放申

总反应FePO+Li^=^LiFePO

4充电4

磷酸铁锂电

+

池负极反应Li-e-=Li

正极反应FePC)4+Li++e-=LiFePC)4

放申

总反应LiC6+Li3-NiCoMnO6C6+Li3NiCoMnO6

xx充电

锯酸锂电池

负极反应Li^Cg_xe_^=xLi++

正极反应Li3-xNiCoMnO6+xe_+xLi+^=Li3NiCoMnO6

总反应xLi+LiV3O8=Li1+xV3O8

锂钮氧化物

负极反应xLi-xe-=xLi+

电池

正极反应

xLi++LiV3O8+xb==Lii+万3。8

锂一铜总反应2Li+Cu2O+H2O=2CU+2Li++2OH-

电池负极反应Li-e-=Li+

正极反应CU2O+比0+2e-==2Cu+20H-

2.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。

3.物质循环转化型电池

根据物质转化中，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。

4.浓差电池

（1）在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及到“离子交换膜”。

①常见的离子交换膜

阳离子交换膜只允许阳离子（包括H+）通过

阴离子交换膜只允许阴离子通过

质子交换膜只允许H+通过

②离子交换膜的作用

a.能将两极区隔离，阻止两极物质发生化学反应。

b.能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

③离子交换膜的选择依据：离子的定向移动。

（2）“浓差电池”的分析方法

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有浓度差，离子均是由“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、负极，这是解题的关键。

魏提能•课后精练

1.下列实验操作正确且能达到实验目的的是

溶液

④

A.装置①可用于制备NH3并测量其体积

B.装置②可用于制作简单燃料电池

C.装置③可用于探究苯酚和碳酸的酸性强弱

D.装置④盐桥中的阳离子向右池迁移起形成闭合回路的作用

【答案】B

【详解】A.氨气极易溶于水，不能用装有水的量气管测量氨气的体积，A错误；

B.闭合Ki，形成电解池，右侧石墨为阴极，H+放电产生氢气，左侧石墨为阳极，0H-放电生成氧气，然后

断开Ki、闭合K2,形成简单燃料电池，右侧石墨为负极，左侧石墨为正极，故B正确；

C.盐酸易挥发，可能HC1也进入到苯酚钠溶液中，使之生成苯酚，没有排除HC1的干扰，C错误；

D.Zn电极应插入硫酸锌溶液中，Cu电极应插入硫酸铜溶液中，构造错误，D错误；

答案选B。

2.普通锌铺干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。

在石墨碳棒周围填满二氧化锦和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯

化锌、氯化铉和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn+2NH；

2+

+2MnO2=Zn[(NH3)4]+Mn2O3+H2O0下列关于锌锦干电池的说法中正确的是

A.当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原

B.原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极

C.电池负极反应式为2MnO2+2NH；+2e-=Mn2O3+2NH3+H2。

D.外电路中每通过O.lmol电子，锌的质量理论上减小6.5g

【答案】B

【详解】A.一次电池不能重复使用，二次电池能重复使用，干电池是一次电池，所以当该电池电压逐渐下

降后，不能利用电解原理能重新充电复原，故A错误；

B.原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极，故B正确；

2+

C.根据原电池工作原理，负极应是失电子的，Zn+2NH：-2e-=[Zn(NH3)2]+2H+,故C错误；

D.根据选项C的电极反应式，每通过(Mmol电子消耗锌的质量是65x与g=3.25g,故D错误。

答案选B。

3.下列有关离子方程式错误的是

A.碱性锌锦电池的正极反应：MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OR

B.Ca(OH)2溶液中加入少量的Nfe(HCO3)2溶液：

2+2+

Ca+2OH+Mg+2HCO；=CaCO3J+2H2O+MgCO3J

+2+3

C.K31Fe(CN)6]溶液滴入FeJ溶液中：K+Fe+[Fe(CN)6]--KFe[Fe(CN)6]

+

D.TiCL加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2-xH,0+4H+4CP

【答案】B

【详解】A.碱性锌铳电池中MnO2在正极得到电子生成MnO(OH),根据得失电子守恒和电荷守恒配平正

极反应：MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-,A正确；

B.Mg(OH)2的溶解度小于MgCO-Ca(OH)z溶液中加入少量的Mg(HCO3%溶液，应该先沉淀Mg(OH)2,

2+2+

离子方程式为：2Ca+4OH-+Mg+2HCO；=2CaCO3+2H2O+Mg(OH)2,B错误；

C.K31Fe(CN)6]溶液滴入FeCH溶液中生成KFe[Fe(CN%]蓝色沉淀，离子方程式为：

+

K+Fe"+[Fe(CN)6广=KFe[Fe(CN)6]；,C正确；

D.TiCl”加入水中，会发生水解反应生成TiC^xH?。，离子方程式为：

+

TiCl4+(x+2)H2O=TiO2-xH2OJ+4H+4C「，D正确；

故选B。

4.在工业中电化学处理有机废水是一种高效绿色的氧化技术，可用于海水的淡化，其原理示意图如下。下

列说法正确的是

A.X为阳离子交换膜

B.一段时间后，b极附近pH降低

C.a极反应式为CH3coO-8e+70H=CO2T+5H2O

D.当电路通过0.2mol电子时，正极区质量增加6.2g

【答案】D

【详解】A.原电池中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，为了实现海水淡化，模拟海水中的氯离子需要

移向负极（即a电极），则X膜为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极（即b电极），则Y膜为阳离子交换膜，

故A错误；

B.b极为正极，b电极上发生反应：O2+2H2O+4e=4OH-,b极附近pH升高，故B错误；

+

C.a极电解质呈弱酸性，电极方程式为：CH3COO-8e+2H2O=2CO2T+7H,故C错误；

D.当电路通过0.2mol电子时，正极消耗0.05mol氧气，增加质量1.6g,同时流入0.2mol钠离子，增加质量

4.6g,正极区质量共增加1.6+4.6=6.2g,故D正确；

故选：D。

5.现有失去标签的NaNC>2溶液和NaCl溶液，设计实验进行鉴别。已知①HNO?为弱酸：AgNO2为白色固

e3+2+

体，微溶于水②标准电极电势；£（I2/r）=0.54V,（NO；/NO）=0.96V,（Fe/Fe）=0.77V,

e

£（Cl2/Cl-）=1.36V,标准电极电势（E。）越高，氧化剂的氧化性越强。分别取少量溶液进行实验，方案不

可行的是

A.分别滴入几滴酚献

B.分别滴加稀AgNOz溶液，再滴加稀硝酸

C.分别滴加H2s酸化的KI溶液，再加入淀粉溶液

D.分别滴加少许NH,FegOj溶液，加入H2sO,酸化，再加入KSCN溶液

【答案】D

【详解】A.NaNC>2水解使溶液显碱性；NaCl不水解，溶液显中性，因此，向两种溶液中分别滴入酚酥溶

液，变红的是NaNC>2溶液，无变化的是NaCl溶液，故A可行；

B.分别滴加稀AgNC>2溶液，再滴加稀硝酸，有白色沉淀的是NaCl溶液，无现象的是NaNO2溶液，故B

可行；

C.分别滴加HAO」酸化的KI溶液，再加入淀粉溶液，溶液变蓝的是NaNC»2溶液，无现象的是NaCl溶液,

故C可行；

D.分别滴加少许NH4Fe(SC)4)2溶液，加入H2so4酸化，再加入KSCN溶液，均生成Fe3+,溶液均变红，

故D不可行。

答案选D。

6.一种“氯介导电化学pH变化”系统可通过调节海水的pH去除海水中的CO?,工作原理：

+

Bi+3AgCl+H20^=1^BiOCl+3Ag+2H+2Cro该装置由甲、乙两系统串联而成，可实现充放电的交替

运行。甲系统放电时的原理如图所示，下列说法错误的是

A.

+

B.甲系统放电时,a电极的电极反应式为Bi+H2O+Cl-3e-=BiOCl+2H

C.乙系统放电时，海水中的Na+从n电极移向m电极

D.乙系统充电时，若电路中通过3moi电子，理论上可产生标准状况下44.8LC。？

【答案】D

【分析】由图知，甲系统放电时，a为负极，电极反应式为81+1120+。--3片=82。1+211+,b极为正极,

电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cr，乙系统放电时，m极为正极，电极反应式为Ag+C「-e'AgCl,n为负极,

电极反应式为BiOCl+2H++3e=Bi+H2O+Cr,据此回答。

【详解】A.甲系统充电时，m极的电极反应式为Ag+C「-e'AgCl,电路中每通过2moi电子，m电极质

量增加71g,A正确；

B.由分析知，甲系统放电时，a电极的电极反应式为Bi+H2O+Cr-3e-=BiOCl+2H+,B正确；

C.乙系统放电时，海水中的Na卡从负移向正极移动，故由从n电极移向m电极，C正确；

+

D.乙系统充电时，若电路中通过3moi电子，由电极反应式，Bi+H20+Cr-3e-=BiOCl+2H,

++

H+HCO；=H2O+CO2,2H+CO^=H2O+CO2,理论上可产生标准状况下CO2小于44.8L,D错误；

故选D。

7.糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下

列分析正确的是

A.脱氧过程是吸热反应

B.脱氧过程中铁电极反应为：Fe-3e-=Fe3+

C.脱氧过程中碳电极上发生还原反应

D.含有l12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气224mL（标准状况）

【答案】C

【分析】Fe、C和NaCl溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，Fe易失电子作负极，C作正极，负极反应式为

Fe-2e-=Fe2\正极反应式为2H2O+O2+4e=4OH,生成的亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧

化亚铁被氧化生成氢氧化铁，根据电极反应以及电子守恒进行计算即可；

【详解】A.该装置构成原电池，原电池反应为放热反应，所以去脱氧过程为放热反应，故A错误；

B.脱氧过程中铁作原电池负极，电极反应为：Fe-2e=Fe2+,故B错误；

C.C作正极，正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,发生的是还原反应，故C正确；

D.负极反应式为Fe-2e=Fe2+、正极反应式为2H2O+O2+4e=4OH-,l」2g铁粉最终失去的电子为0.06mol,

吸收的氧气的物质的量0.015mol,为336mL,故D错误。

答案选C。

8.我国在光电催化一化学耦合烟气脱硫并进行能量转化的研究中取得重大突破，其工作原理如图所示。下

列说法正确的是

------------—®-----------

多孔电极.।质子交换膜।,光催化电极

1

V-?33++t-------

^FeyS02H2^|

52+人SO；-If，］

Fe2(SOJ溶液H2sO4溶液

A.负极的电极反应为SG>2+2H2O-2e-=SOj+4H+

B.右室中H2sO4溶液的浓度基本保持不变

C.每吸收ItnolSCh，理论上装置的总质量增加64g

D.电子由光催化电极通过导线流向多孔电极

【答案】B

【分析】由题干装置图示信息可知，多孔电极上发生Fe2+-e=Fe3+,发生氧化反应，故该电极为负极，然后

再发生2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++SO；-,光催化电极上发生2H++26-=氏?，发生还原反应，则该电极为正

极，负极室产生的H+经质子交换膜移向正极室，据此分析解题。

【详解】A.由分析可知，负极的电极反应为Fe2+-e=Fe3+,而不是SO?+2凡0-2片=SOj+4H+,A错误；

B.由分析可知，右室中即光催化电极上发生2H++2e=H2f,根据电荷守恒可知，每消耗2moiH+则有2moiH+

从左室经质子交换膜进入右室，故右室中H2s。4溶液的浓度基本保持不变，B正确；

C.由分析可知，根据电荷守恒可知，每吸收lmolSC>2,将产生2gH2，即理论上装置的总质量增加64-2=62

g,C错误；

D.由分析可知，多孔电极为负极，光催化电极为正，故电子由负极即多孔电极通过导线流向正极即光催化

电极，D错误；

故答案为：Bo

9.某蓄电池放电、充电时反应为：Fe+Ni2O3+3H2O^^Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列推断不正确的是

A.放电时，负极上的电极反应式是：Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2

B.放电时，每转移2moi电子，正极上有ImolNiQs被氧化

C.充电时，阳极上的电极反应式是：2Ni(OH)2-2e-+2OH=Ni2O3+3H2O

D.该蓄电池的电极必须是浸在某种碱性电解质溶液中

【答案】B

【分析】该原电池放电时，负极反应式为Fe+20IT-2e—=Fe(OH)2,正极反应式为

Ni2O,+2e-+3H2O=2Ni(OH),+20H-,充电时，阳极反应：2Ni(OH)2-2e-+20H-=Ni2O3+3H2O,阴极

反应式Fe(OH)2+2e-=Fe+2OJT,据此分析解答。

【详解】A.根据电池反应式知，放电时，Fe作负极，电极反应式为Fe+2OH-—2e.=Fe(OH)2,故A正确；

B.放电时，每转移2moi电子，正极上有ImolNiQs被还原，故B错误；

C.充电时，阳极上NizOs失电子发生氧化反应，所以阳极的电极反应式是：

2Ni(OH)2-2d+20T=Ni2O3+3H2O,故C正确；

D.Fe(OHk、Ni(OHh能溶于酸性溶液，要生成Fe(OH)2、Ni(OH)2,电解质溶液必须是碱性溶液，故D

正确；

故选B；

10.我国科学家研究出一种新型水系Zn-C2H2电池，其结构如下图，该电池既能实现乙焕加氢又能提供电

能，下列说法正确