2025高考化学热点-化学电源

0第一部分小题各个击破题题十九

化学电源题型分析01题型专练02目录CONTENTS题型分析【题型分析】新型可充电电池是高考热点必考题型，而有机物电池为高考命题新动向，主要考查能量转换，正、负极及其电极反应式判断，电子/电流流向及离子移动方向的判断，盐桥(隔膜)应用，充、放电原理及电子转移相关计算、有机物转化与生成等，综合性较强。例1

(2024·新课标卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时，下列叙述错误的是(

)A．电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a1解析由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；b电极为电池负极，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O－2e－＋2OH－===2CuO＋H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7；根据反应2C6H12O6＋O2===2C6H12O7可知，1molC6H12O6参加反应时转移2mol电子，18mgC6H12O6的物质的量为0.1mmol，则消耗18mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2mmol电子流入，C错误。1．原电池工作原理2．原电池正、负极判断的“五个角度”3．电极反应式的书写方法(1)一般电极反应式的书写4．二次电池充放电过程二次电池充电时，“正接正、负接负”；放电时的正极为充电时的阳极；放电时的负极为充电时的阴极。如图所示：1．(2024·大庆市高三第一次教学质量检测)一种电化学催化制甲酸盐的装置如图。下列说法错误的是(

)A．充电时，Zn电极作阴极B．充电时，阳极放出氧气C．放电时，OH－向Zn电极移动D．放电时，正极的电极反应式为CO2＋e－＋H2O===HCOO－＋OH－解析：由题图中电子流向可知，充电时Zn电极为阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，阳极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，放电时，锌失电子生成[Zn(OH)4]2－，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，正极上CO2得电子生成HCOO－，正极反应为CO2＋2e－＋H2O===HCOO－＋OH－，A、B正确，D错误；放电时，Zn电极为负极，原电池中阴离子向负极移动，则OH－向Zn电极移动，故C正确。2.(2024·南宁市高三第一次摸底测试)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是(

)A．该装置是原电池，b极是负极B．该电池工作时，应选用质子交换膜C．该电池工作时，电子从a极经电流表流向b极，离子从右经交换膜向左迁移D．电极a发生反应：(C6H10O5)n－24e－＋7H2O===6CO2↑＋24H＋解析：根据图示，右侧O2转化为H2O，发生还原反应，则b极为正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，a极为负极，发生氧化反应，有机物转化为CO2，其电极反应式为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋。由分析知，该装置为原电池，b极为正极，A、D错误；该电池工作时，负极区产生的H＋需转移至正极区，故交换膜应选用质子交换膜，B正确；该电池工作时，电子从a极经电流表流向b极，H＋从左经交换膜向右迁移，C错误。3．(2024·陕西省西安市长安区高三一模)高电压水系锌－有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是(

)A．放电时，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－B．充电时，电路中转移2mole－，中性电解质NaCl的物质的量增多2molC．放电时，1molFQ转化为FQH2转移2mol电子D．充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极解析：高电压水系锌－有机混合液流电池工作原理：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2＋，为负极，则FQ所在电极为正极，正极反应式为FQ＋2e－＋2H＋===FQH2，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－；充电时为电解池，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极。充电时装置为电解池，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动，即电解质NaCl的浓度减小，B错误。题型专练解析：酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，负极发生失电子的氧化反应Zn－2e－===Zn2＋，A错误，D正确；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。2．(2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，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1molMnOOH，转移电子数为2×6.02×1023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===MnOOH＋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===MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为6.02×1023，D错误。3．(2024·全国甲卷)科学家使用δ­MnO2研制了一种MnO2­Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是(

)A．充电时，Zn2＋向阳极方向迁移B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2===ZnMn2O4C．放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－D．放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH解析：充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2＋向阴极方向迁移，A不正确；放电时，负极的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，则充电时阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；放电时，Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol)，电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D不正确。解析：由题图中信息可知，该新型水系锌电池放电时的负极是锌，正极是超分子材料；负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，被还原的Zn2＋主要来自电解质溶液，C错误。5．(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg­CO2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解析：充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2＋向阴极迁移，C错误。电极过程电极反应式Mg电极放电Mg－2e－===Mg2＋充电Mg2＋＋2e－===Mg多孔碳纳米管电极放电Mg2＋＋2CO2＋2e－===MgC2O4充电MgC2O4－2e－===Mg2＋＋2CO2↑解析：由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A错误。7．(2023·新课标卷)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是(

)A．放电时V2O5为正极B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2OD．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O解析：由题中信息可知，放电时，该电池中Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O。充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C不正确。8．(2022·辽宁高考)某储能电池原理如图。下列说法正确的是(

)A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收0.5molCl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大解析：放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯气，故A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；放电时每转移1mol电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5molCl2，故C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，故D错误。9．(2022·全国乙卷)Li­O2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Li­O2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(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(

)A．充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2B．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O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2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＋O2，A正确；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；由分析可知，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；放电时总反应为2Li＋O2===Li2O2，正极反应为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D正确。1．(2024·河北保定二模)我国科学家借助于氨氧化反应和析氢反应的双功能催化剂Mo2C/NiCu@C，制备了可充电的Zn­NH3电池，实现高效、连续的由NH3到H2的转化，装置如图所示。下列叙述错误的是(

)A．放电时，电极电势：a＞bB．充电时，a极反应式为2NH3＋6OH－－6e－===N2＋6H2OC．放电时，收集11.2L(标准状况)H2有2molOH－向b极迁移D．充电时，b极净增重39g时a极上有0.4mol氨气发生氧化反应2．(2024·湖南省株洲市高三一模)一种以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。下列说法正确的是(

)A．放电时，Na＋通过离子交换膜从左室移向右室B．充电时，电源的正极应与Mg箔连接C