化学电池（原卷版）-2024-2025学年人教版高二化学易错题专项复习（选择性必修1）

易错专题13化学电池

聚焦易错点：

A易错点一化学电池

A易错点二电极反应式的书写

典例精讲

易错点一化学电池

【易错典例】

例1（2023上•安徽芜湖・高二安徽师范大学附属中学校考阶段练习）金属（M）-空气电池（如图）具有原料易得、

能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+«O2

+2nH2O=4M（OH）„»己知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下

列说法不正理的是（）

A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

B.比较Mg、AhZn三种金属-空气电池，A1-空气电池的理论比能量最高

,i+-

C.M-空气电池放电过程的正极反应式：4M+«02+2nH2O+4/7e=4M（OH）„

D.在Mg-空气电池中，为防止负极区沉积Mg（OH）2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

【解题必备】

1.化学电池

（1）定义：化学电池是将化学能变成电能的装置。

（2）分类：化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源，分为一次电池、二次电池（充电电池）、燃料电

池（连续电池）。

种类特点（分类依据）实例

一次电池放完电以后不能再使用普通锌镐电池、碱性锌锦电池

二次电池充电、放电可循环进行铅蓄电池、银氢电池

燃料电池可通过不断充入燃料、氧化剂，连续使用氢氧燃料电池、CH4燃料电池

（3）化学电池的优点有：能量转换效率高，供能稳定可靠；可以制成各种形状和大小，不同容量和电压的

电池和电池组，使用方便；易维护，可在各种环境下工作。

2.常见的化学电池

(1)一次电池：

①碱性锌镐电池是一种常用的一次电池，其负极是Zn,正极是MnCh，电解质溶液是KOH溶液。负极反应

-

式：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,正极反应式：2MnO2+2H2O+2e--2MnOOH+2OH，总反应式：Zn

+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。

②锌银电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点。试根据总反应式Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+

2Ag判断：负极是Zn,其依据是在总反应式中锌元素化合价升高，失去电子，锌为负极。正极反应式是Ag2。

-

+H20+2e-=2Ag+20H,反应类型是还原反应。

(2)二次电池：铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是Pb,正极是PbCh,电解质溶液是硫酸溶液。放电

过程中，电解质溶液的pH变化是变大，理由是H2SO4不断被消耗，使。(H+)减小，pH增大。

总反应方程式

磐

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

放电电极反应式负极：Pb(s)+SO4(aq)—21^=PbSC)4(s)

+

正极：PbO2(s)+4H(aq)+SOF(aq)+2屋=PbSC)4⑸+2H2O(1)

充电电极反应式阴极：PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SOF(aq)

+

PbSO4(s)+2H2O(1)-2e-=PbO2(s)+4H(aq)+SOr(aq)

(3)燃料电池

①氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(02),分别在两极发生氧化反应和还原反应，电池

总反应式是2H2+O2=2H2。。氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应：

介质负极反应式正极反应式

++-

酸性2H2-4e-=4HO2+4H+4e=2H2O

+--

中性2H2-4e~=4HO2+2H2O+4e=4OH

-

碱性2H2-41+4OH-=4H2O02+2H2O+4e~=4OH

②燃料电池的燃料除氢气外，还有烧、月井、甲醇、氨、煤气等气体或液体。若用导线相连的两个箱电极插

入KOH溶液中，然后向两极分别通入甲醇(CEOH)和氧气，发生原电池反应。在负极发生氧化反应的是

CH3OH,其产物最终是H2O、COM，负极反应式是2cH3OH一

121+16OJT=2COr+I2H2O；正极反应式是3O2+6H2O+12e--12OfT；总反应式是2cH3OH+3O2

+4OH=2COf+6H2。o

【变式突破】

1.(2023・贵州・清华中学高二阶段练习)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图所示。下列有关该电池的

说法正确的是()

催化剂

A.反应CH4+H2O△3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子

B.电极A上比参与的电极反应为H2+2OH-2e=2H2O

C.电池工作时,CO会向电极B移动

D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-=2C0/

易错点二电极反应式书写

【易错典例】

例2(2023•福建・上杭县才溪中学高二阶段练习)甲醛超标会危害人体健康，因此需对甲醛进行含量检测及

污染处理。某甲醛气体传感器的工作原理如图所示。下列反应式中能正确表示正极的电极反应式的是

+

A.HCHO-4e+H2O=CO2+4H

+

B.O2+4H+4e=2H2O

C.2H++2e=H2T

D.O2+2H2O+4e=4OH

【解题必备】化学电池中的电极反应式书写

(1)正确判断出化学电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。

(2)确认电极得失电子后的产物是否能与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电

极反应式。

(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，无论该离子是强电解质提供的，还是弱电解质提供的，

一律写离子符号。

(4)书写二次电池的电极反应时，要注意判断充电方向与放电方向。放电时的电极反应式倒过来即为充电时

的电极反应式（注意电子的得失）。

【变式突破】

2.（2023・山东枣庄•高二期中）执法交警最常用的一种酒精检测仪的工作原理示意图如图所示，其反应原理

为CH3cH20H+02=CH3coOH+H2O,被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流,

该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法不正确的

液晶显示屏

B.b为正极，电极反应式为O?+4H++4e-=2凡0

C.呼出气体中酒精含量越低，微处理器中通过的电流越大

+

D.a极上的电极反应式为CH3cH20H+H2O-4e-=CH3coOH+4H

习题精练

1.（2023上•福建福州•高二福建省福州高级中学校考期中）以Fe[Fe（CN）6]为代表的新型可充电钠离子电池,

其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是

2+

[Mg2Cl2]

4

离Mg

子

交

换

膜

含Na+的有机电解质

A.外电路通过0.2mol电子时，负极质量变化为1.2g

B.充电时，Mo箔接电源的正极

C.充电时，Na+通过离子交换膜从左室移向右室

D.放电时，正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]

2.(2023上•江苏苏州•高二江苏省苏州第一中学校阶段练习)新华网报道，我国高温固体氧化物燃料电池技

术研发取得新突破。科学家利用该技术实现了废气资源回收能量，并得到单质硫原理如图所示，下列说法

正确的是

S2+2H2O

电极a

氧离子固体

电解质膜

电极b。21

A.电极b为电池负极

B.电极a上的电极反应为：2H2S+2O2ye-=S2+2H2。

C.该电池消耗ImolH2s转化成的电能理论上等于其燃烧热值

D.电路中每通过4moi电子，正极消耗448LH2s

3.(2023上•浙江杭州•高二杭十四中校考期中)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储

系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪噗膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉

111X

末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应。yS8+e-^-S^,-S；-+e-^S^,2Na++-St

x

+2(l--)e-=Na2S,下列叙述错误的是

钠电极

A.放电时Na+从硫电极向钠电极迁移

B.放电时外电路电子流动的方向是a—b

C.放电时正极反应为：2Na++?S8+2e--Na2s

o

D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

4.(2023上•湖南•高二嘉禾县第一中学校联考期中)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化成电

能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是

A.Pt2电极的电势高于Ptl电极的电势

B.燃料电池总反应为4NO+3O2+2H?O=4HNO3

+

C.Pti电极附近发生的反应为NO+2H2O+3e=NO-+4H

D.该电池放电时H+从Pti电极通过质子交换膜向Pt2电极移动

5.（2023上•河南郑州•高二河南省实验中学校考期中）热激活电池（又称热电池）可用作火箭、导弹的工作电

源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl—KC1混合物一旦受热熔融，电池

瞬间即可输出电能，该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCh+Li2SO4+Pb,关于该电池的下列说法

中正确的是

硫酸铅电极

无水LiCl-KCl

钙电极

电池壳

A.负极为钙电极，发生还原反应

B.放电过程中，Li+向钙电极移动

C.常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转

D.正极反应物为LiCl

6.（2023上•河北保定•高二统考期中）银铝电池具有能量密度高的优点，其工作原理如图所示，电池放电时

的反应为2A1+3Ag2O+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]+3Ag„

-_

Al>I®KAg2O

NaOHffil液《整非耳、J,NaOH溶液

下列说法错误的是

A.AI为电源负极B.正极反应为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-

C.放电时负极区pH增大D.放电时Na+通过交换膜向右侧移动

7.(2023上•山东•高二校联考期中)青岛大学化学化工学院的刘晓敏、唐啸团队通过合理的设计，使得体系

中的“碘”和“澳”发生反应，构建了高性能的锌-双卤素电池如图所示。下列叙述错误的是

KBr溶液

,—IBr2&

'、充放

'电电

<2Br+r--

'KI溶液

A.放电时，卤素离子向b极迁移

B.放电时，130gZn完全反应时转移0.4mol电子

C.充电时，a极反应式为IBr]+2e-=2Br-+「

D.充电时，电能转化成化学能

8.(2023上•江苏苏州・高二苏州中学阶段练习)有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是

n铅-硫酸蓄电池in氢氧燃料电池IV锌银纽扣电池

A.图I所示电池中，MnO?的作用是做催化剂

+

B.图II所示电池放电过程中，正极电极反应式：PbO2-2e-+SOt+4H=PbSO4+2H2O

+

C.图III所示装置工作过程中，其正极电池反应式：O2+4e+4H=2H2O

D.图IV所示电池中，Ag?。是还原剂，电池工作过程中被氧化为Ag

9.(2023上•江苏苏州•高二苏州中学阶段练习)氨气是一种重要的化工原料，工业合成氨反应为：

N2(g)+3H2(g).-2NH3(g)AH=-92kJ.moL,将上述合成氨反应设计成燃料电池，工作原理如图所示,

其中用电器HC1的稀的A溶液为电解质溶液，下列说法错送的是

浓的Aiff液

A.a电极为正极，发生还原反应

B.A溶液中所含溶质为NH£1,可用蒸发结晶的方法分离出A

+

C.a电极发生的反应为：N2+8H+6e-=2NH：

D.导线中电流方向为a—b

10.（2023上•福建福州•高二福州高新区第一中学（闽侯县第三中学）校联考期中）火星大气中含有大量C。”

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。该电池以金属钠和碳纳米管作为两极（如图

所示），放电的总反应为4Na+3co2=2Na2cO3+C,下列说法不正确的是

□------

A.该电池的介质可以选择Na2cO3溶液

B.金属Na作负极，发生氧化反应

C.正极反应式：3CO2+4e=2CO^+C

D.工作时电子从Na电极经导线流向碳纳米管电极

11.（2023上•江苏苏州•高二统考期中）下列有关原电池的说法不正砸的是

-石墨棒

二氧化镒、二氧

什炭黑、氯化化铅

钱、氯化锌

L锌筒

ZnSO4溶液CuSO4溶液钮扣式银锌电池锌镒干电池铅蓄电池

甲乙丙丁

A.图甲所示装置中，盐桥中的K+向盛有ZnSC>4溶液的烧杯中移动

B.图乙所示装置中，正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2O^^

C.图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变薄

D.图丁所示装置中，使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降

12.（2023上•江苏苏州•高二统考期中）微生物燃料电池可用于净化含铝废水，其工作原理如图所示，该电

池工作时，下列说法不无聊的是

阳离子交换膜

A.M极是电池的负极

B.CH30H在电极上发生氧化反应

C.N电极附近溶液的pH增大

D.若0.1molCr?（中参加反应，则有0.8molH+从交换膜右侧向左侧迁移

13.（2023上•辽宁铁岭•高二铁岭市清河高级中学校考阶段练习）某钠离子电池结构如图所示，充电时Na+

得电子成为Na嵌入硬碳中，下列说法错误的是

化物（Na,TMC>2）

A.电池放电时，电子由电极B经电解质溶液流入电极A

B.放电时，外电路通过O.lmol电子时，电极B损失2.3gNa+

C.理论上，该电池在充、放电过程中，溶液中的钠离子浓度不变

D.放电时，电极A上发生的电极反应为Nai—xTMCh+xNa++xe-=NaTMCh

14.（2023上•辽宁沈阳•高二沈阳市第一二。中学校考阶段练习）某高温熔融盐“热电池”，采用LiAl、LiSi

等合金作电极，具有比纯锂电池更高的安全性，其工作原理如图所示。放电时，ImolFeS?完全反应转移4moi

电子。下列说法错误的是

---（mB）---

rtFeS2LiAl

JLiF-LiCl-LiBr（l）[]

A.若ImolLiogAl转化为LioogAl,则消耗FeS?24.6g

B.负极质量减少27g时理论上有3moi阴离子向负极迁移

C.正极的电极反应式为FeS?+4Li+4e-=Fe+2Li2s

D.该电池工作时电流方向为：FeS2极->用电器-LiAl极

15.（2023上•山东济南•高二山东师范大学附中校考阶段练习）Hg-Hg2sO’标准电极常用于测定其他电极

的电势，测知Hg-HgzSO,电极的电势高于Cu电极的电势。以下说法正确的是（）

B.Hg-Hg2SO4电极反应为Hg2SO4-2e-=2Hg+SO：

C.微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用

D.若把Cu-CuSCM本系换作Zn-ZnSC>4体系，电压表的示数变大

16.（2023上•山东泰安・高二泰安一中校考阶段练习）一种以液态股（N2HD为燃料的电池装置如图所示，该

电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是

A.b电极是正极

B.a电极的电极反应式：N2H4+4OH-+4e-=N2T+4H2O

C.放电时，电子从a电极经过负载流向b电极

D.电池工作时，K+从正极移向负极

17.（2023上•山东泰安・高二泰安一中校考阶段练习）下图是“海水河水”浓差电池装置示意图（不考虑溶解氧

的影响），其中a、b均为Ag/AgCl复合电极，b的电极反应式为AgCl+e-=Ag+CT。下列说法正确的是

A.a的电极反应式为Ag-e=Ag+

B.内电路中，Na+由b极区向a极区迁移

C.工作一段时间后，两极NaCl溶液的浓度差减小

D.电路中转移Imole-时，理论上a极区模拟海水的质量减少58.5g

18.（2023上•河南开封•高二统考期中）原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中。

（1）一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置工作示意图如下。

①在空气中，微生物将垃圾渗透液硝化，该反应的离子方程式为

②Y电极的电极反应式为.

③盐桥中cr移向.（填“X或Y”）极;当转移0.15mol电子时，生成标准状况下N2的体积为Lo

（2）用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪工作原理如图所示。

质子交

换膜

（含乙醇蒸气）

①电极X是该电池的..（填“正”或"负”）极，电池总反应式为

②电池工作时，质子通过交换膜（填“从左向右”或“从右向左”）迁移。

19.（2022上•辽宁葫芦岛•高二校联考期中）现代生活离不开化学电源，各种各样的化学电源都是依据原电

池的原理制造的，学会设计原电池有重要的意义。请回答下列问题:

I.某化学兴趣小组根据反应2FeC13+Cu=2FeCL+CuC12设计原电池，装置如图所示。

（1）负极的电极材料为,正极的电极材料可采用。

（2）X溶液为