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【升级版】微专题33 四步敲定高考新情景电池电极反应式的书写-备战2024年高考化学考点微专题
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1．（2023·全国·统考高考真题）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是
A．放电时为正极
B．放电时由负极向正极迁移
C．充电总反应：
D．充电阳极反应：
【答案】C
【解析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、为正极，电池的总反应为。
A．由题信息可知，放电时，可插入层间形成，发生了还原反应，则放电时为正极，A说法正确；
B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为，阳离子向正极迁移，则放电时由负极向正极迁移，B说法正确；
C．电池在放电时的总反应为，则其在充电时的总反应为，C说法不正确；
D．充电阳极上被氧化为，则阳极的电极反应为，D说法正确；
综上所述，本题选C。
2．（2023·辽宁·统考高考真题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
【答案】B
【解析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。
A．放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；
B．储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；
C．放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；
D．充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb++2Fe3+，D错误；
故答案选B。
3．（2023·全国·统考高考真题）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唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉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：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
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-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
【答案】A
【解析】A．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；
B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；
C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确；
D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；
故答案选A。
1．原电池电极反应书写时的注意事项
(1)负失氧、正得还。
(2)注意溶液的酸碱性,视情况在电极反应方程式两边添加H+、OH-、H2O等,使其符合电荷守恒和质量守恒。
(3)注意电极反应产物是否与电解质溶液反应。
(4)活泼金属不一定为负极,如镁、铝和氢氧化钠溶液组成的电池中,铝为负极。
1．“四步法”书写电极反应式的步骤如下：
第一步：书写负极（阳极），还原性微粒—ne-→氧化性产物；正极（阴极）：氧化性微粒+ne-→还原性产物。
第二步：标变价算n值，n=（高价—低价）×变价原子个数。
第三步：根据电池情景用H+、OH-、O2-、CO32-等阴、阳离子配平电荷。
第四步：用H2O等小分子配平原子。
2．用总反应式书写电极反应式
(1)书写三步骤
步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。
步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。
步骤三：写电极反应式。
负极反应：还原剂－ne－===氧化产物
正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物
(2)书写技巧
若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
3．燃料电池中电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋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是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：
O2＋4e－===2O2－。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：
O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式
电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。
(5)常见介质
1．（2022·辽宁·统考高考真题）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：
B．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移
C．放电时每转移电子，理论上吸收
D．充电过程中，溶液浓度增大
【答案】A
【解析】放电时负极反应：，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2。
A． 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：，故A正确；
B． 放电时，阴离子移向负极，放电时透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；
C． 放电时每转移电子，正极：Cl2+2e-=2Cl-，理论上释放，故C错误；
D． 充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯离子，溶液浓度减小，故D错误；
故选A。
2．（2022·湖南·高考真题）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：
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+H2↑， 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-+H2↑，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-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，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。
3．（2022·全国·统考高考真题）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电池(如图所示)。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(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
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
【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+O2，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。
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+O2，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+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确；
答案选C。
1．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）一种新型AC/LiMn2O4电池体系，在快速启动、电动车等领域具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn2O4作正极(可由Li2CO3和MnO2按物质的量比1：2反应合成)，高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示：
下列说法正确的是
A．合成LiMn2O4的过程中可能有H2产生
B．放电时正极的电极反应式为：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+
C．充电时AC极应与电源负极相连
D．可以用Li2SO4水溶液做电解液
【答案】C
【解析】A．和按物质的量比反应合成，Mn元素化合价降低，根据得失电子守恒，氧元素化合价升高，可能有产生，故A错误；
B．放电时，锂离子向正极移动，正极的得到电子发生还原反应，电极反应式为，故B错误；
C．放电时AC作负极，则充电时AC极应与电源负极相连，故C正确；
D．锂会和水反应，该电池体系应该采用有机溶剂，故D错误；
故选C。
2．（2023·河南·校联考模拟预测）我国科学家最近合成的ZnO@SnO2微米花作为负极材料提高锌镍二次电池的循环性能，工作原理如图所示。已知：正极材料为NiOOH/Ni(OH)2。
下列叙述错误的是
A．放电时，上述装置主要将化学能转化成电能
B．放电时，负极表面副反应可能是Zn+2OH-=+H2↑
C．充电时，阴极附近电解质溶液pH降低
D．充电时，1mlOH-向阳极迁移时理论上转移1ml电子
【答案】C
【解析】A．放电时为原电池装置，上述装置主要将化学能转化成电能，A正确；
B．放电时，负极的锌失去电子发生氧化反应，在碱性条件下可能生成，表面副反应可能是Zn+2OH-=+H2↑，B正确；
C．充电时，阴极的氧化锌得到电子发生还原反应，反应为，则附近电解质溶液pH升高，C错误；
D．充电时，阳极的NiOOH失去电子发生氧化反应，反应为，则1mlOH-向阳极迁移时理论上转移1ml电子，D正确；
故选C。
3．（2023春·河北沧州·高三泊头市第一中学校联考阶段练习）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错误的是
A．a极为负极，可选择导电性高、易于附着微生物的石墨
B．b极的电极反应式为
C．在b极涂覆的催化剂有利于氧气的还原
D．该电池在任何温度下均可发电
【答案】D
【解析】由电子的移动方向可知，电极a为微生物电池的负极，M—离子在负极失去电子发生还原反应生成M+离子，微生物作用下放电生成的M+离子与有机物生成二氧化碳和水，同时微生物作用下有机物也在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，则负极应选择导电性高、易于附着微生物的石墨可选择导电性高、易于附着微生物的石墨；电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水。
A．由分析可知，电极a为微生物电池的负极，负极应选择导电性高、易于附着微生物的石墨可选择导电性高、易于附着微生物的石墨，有利于微生物作用下有机物也在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，故A正确；
B．由分析可知，电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故B正确；
C．在b极涂覆催化剂的目的是加快酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水的反应速率，故C正确；
D．微生物的主要成分是蛋白质，若温度过高，蛋白质会发生变性，降低微生物的催化能力，不利于原电池的工作，故D错误；
故选D。
4．（2023·陕西西安·统考一模）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)
B．充电时，电路中转移2mle-，中性电解质NaCl的物质的量增多2ml
C．放电时，1mlFQ转化为FQH2转移2ml电子
D．充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极
【答案】B
【解析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：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2FQ+2e-+2H+═FQH2，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，因此充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极。
A．放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为，选项A正确；
B．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，选项B错误；
C．充电时电解池，阳极反应为FQH2-2e-=2FQ+2e-+2H+，则1mlFQH2转化为FQ时转移2ml电子，选项C正确；
D．根据上述分析可知，充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极，选项D正确；
故答案选B。
5．（2023·甘肃·统考三模）以硝酸盐为离子导体的Na－O2电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A．镍电极上发生氧化反应
B．NO是该电池的氧化剂
C．固体电解质只起到离子导体的作用
D．M的电极反应为2Na++O2+2e-=Na2O2
【答案】D
【解析】A．金属钠为活泼金属，作负极，镍电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，故A错误；
B．根据反应机理可知，为该电池的催化剂，故B错误；
C．固体电解质还能防止钠直接与氧气反应，能起到隔绝空气的作用，故C错误；
D．根据原理图可知，M电极的电极反应为，然后又发生2+O2=2Na2O2和2+ O2=2 ，总反应为2Na++O2+2e-=Na2O2，故D正确；
答案为D。
6．（2023·辽宁·校联考模拟预测）未来的某一天，我们开着一辆电动汽车，当电池能量即将耗尽时，只需将汽车开到附近的加氨站，5分钟内就能加满一桶液态氨，电池表便显示满格，加满后汽车能开1000公里以上，且加氨价格低廉。随着“氨—氢”燃料电池的推出，这样的场景很快就要变成现实。我国某大学设计的间接氨燃料固体氧化物燃料电池的工作原理如图所示，氨首先经过重整装置在催化剂(未标出)表面分解生成与。下列说法错误的是
A．电池工作时，a极的电极反应式为
B．电池工作时，b极发生还原反应
C．的键角小于的键角
D．大面积推广“氨—氢”燃料电池，有利于减少碳的排放量
【答案】C
【解析】A．电池工作时，氨首先经过重整装置在催化剂表面分解生成与，氢气在a极上发生氧化反应生成水，电极反应式为，A正确；
B． 电池工作时，b极上氧气得电子发生还原反应，B正确；
C．与的价层电子对数均为4，有1对孤电子对、有2对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大键角越小，则的键角大于的键角，C不正确；
D． 大面积推广“氨—氢”燃料电池，有利于减少碳的排放量，D正确；
答案选C。
7．（2023春·山东烟台·高三统考期中）电催化NO合成氨技术凭借其低能耗、绿色环保等优势成为化工行业关注的热点。某科研团队设计的Zn-NO电池装置及在不同电压下的单位时间产量如下图所示，已知：①双极膜中电离出的和在电场作用下可以向两极迁移；②法拉第效率。下列说法错误的是
A．双极膜中的移向X极
B．Y极电极反应式为
C．当外电路通过时，双极膜中有发生解离
D．0.5V电压下连续放电10小时，外电路通过，法拉第效率为93.5%
【答案】D
【解析】A．双极膜中的移向负极即X极，A正确；
B．Y极NO得电子变成氨气，且氢离子移向正极即Y极，电极反应式为，B正确；
C．由B可知，当外电路通过时消耗1mlH+，故双极膜中有发生解离得到1mlH+，C正确；
D．由图可知当电压为0.5V时，氨气产量为，则10h产生氨气为，由可知，当电路中通过时，理论上氨气的质量为，法拉第效率为，D错误。
故选D。
8．（2022·全国·高考真题）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
【答案】A
【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成Zn(OH)，Ⅱ区的SO向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。
A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；
B．根据分析，Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，B正确；
C．MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确；
D．电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正确；
故答案选A。
9．（2021·全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A．在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为：+2H++2e-=+H2O
C．制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子
D．双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移
【答案】D
【解析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。
A．KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；
B．阳极上为Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；
C．电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1ml乙二酸生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，1ml乙二醛生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，根据转移电子守恒可知每生成1ml乙醛酸转移电子为1ml，因此制得2ml乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2ml电子，故C错误；
D．由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D正确；
综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。
10．（2021·湖南卷）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：
下列说法错误的是
A．放电时，N极为正极
B．放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小
C．充电时，M极的电极反应式为
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
【答案】B
【解析】由图可知，放电时，N电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极反应式为Br2+2e-=2Br-，M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e-=Zn2+，溴离子进入左侧，左侧溴化锌溶液的浓度增加；充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，N电极与直流电源的正极相连，做阳极。
A．由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；
B．由分析可知，放电时，溶液中有Zn2+与Br-生成，通过循环回路，左侧储液器中溴化锌的浓度增大，故B错误；
C．由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2++2e-=Zn，故C正确；
D．由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确；
故选B。
1．（2023·陕西咸阳·统考三模）最近科学家研发了“全氢电池”，工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．吸附层a发生的电极反应为：
B．NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应
C．电解质溶液中Na+向左移动，ClO向右移动
D．全氢电池的总反应为：2H2+O2=2H2O
【答案】A
【解析】电子由吸附层a流向b以及吸附层a上氢气失去电子与氢氧根结合生成水；吸附层b上氢离子得到电子生成氢气可知，吸附层a为负极，吸附层b为正极。
A．电子由吸附层a流出且氢气在吸附层a上与氢氧根结合生成水，则吸附层a发生的电极反应为：，故A正确；
B．的作用是离子的定向移动而形成电流，，但不参与电极反应，故B错误；
C．由分析可知，吸附层a为负极、吸附层b为正极；阳离子（）向正极移动（向右移）；阴离子（）移向负极（即向左移动），故C错误；
D．吸附层a上氢气失去电子与氢氧根结合生成水；吸附层b上氢离子得到电子生成氢气可知，“全氢电池”工作时，将酸与碱反应的化学能转化为电能，则其总反应为：，故D错误；
答案选A。
2．（2023·浙江·校联考模拟预测）直接燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是
A．电池工作时，电极I电势低
B．电极Ⅱ的反应式为：
C．电池总反应为：
D．当电路中转移0.1ml电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g
【答案】C
【解析】电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I为负极，电极Ⅱ为正极，负极：H2O2-2e-+2OH-=O2+2H2O，正极: 。
A．电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I电势低，A正确；
B．电极Ⅱ为正极，电极反应式为：，B正确；
C．该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 来自H2SO4，K+通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应为：，C错误；
D．当电路中转移0.1ml电子时，通过阳离子交换膜的为0.1ml，即3.9g，D正确；
故选C。
3．（2023·广西·统考三模）高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，已经用于某些飞机，其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，化学能转化为电能
B．碳添加剂是为了增强电极的导电性
C．充电时，阳极的总的电极反应式是8Li2S－16e－ = S8+ 16Li+
D．放电时，1 ml Li2S8转化为Li2S6得到2 ml电子
【答案】D
【解析】A．放电时，该电池是化学能转化为电能，故A正确；
B．碳有很强的导电性，因此碳添加剂是为了增强电极的导电性，故B正确；
C．充电时，阳极Li2S中−2价硫变为0价S8，其总的电极反应式是8Li2S－16e－= S8+ 16Li+，故C正确；
D．放电时，3Li2S8+2e－+ 2Li+ = 4Li2S6，则3 ml Li2S8转化为Li2S6得到2 ml电子，故D错误。
综上所述，答案为D。
4．（2023秋·内蒙古赤峰·高三校联考期末）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(图1)，一种镁——海水电池装置示意图(如图2)。下列说法错误的是
A．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
B．N极发生的电极反应：O2+4e－+2H2O=4OH－
C．X为正极，可用铜、石墨等做电极材料
D．如图2外电路中每通过2ml电子，溶液中2mlH+由阳离子交换膜左侧向右侧迁移
【答案】D
【解析】A．根据图中信息得到玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能，故A正确；
B．根据锂−海水电池构造，M极为Li电极，作负极，N极为正极，则N极发生的电极反应：O2+4e－+2H2O=4OH－，故B正确；
C．根据图2分析Mg为负极，X极为正极，可用铜、石墨等做电极材料，故C正确；
D．如图2外电路中每通过2ml电子，根据“同性相吸”，则溶液中1ml Mg2+由阳离子交换膜右侧向左侧迁移，故D错误。
综上所述，答案为D。
5．（2023春·河北沧州·高三校考阶段练习）某课题组提出了一种基于自循环的生物杂化光电化学池，通过在单室内协同耦合光电化学生成和生物电化学消耗，实现了直接和可持续的“太阳能—燃料—电能”转化。实验装置如图，下列说法错误的是
A．电极：是电池负极，有电子流出
B．消耗“燃料”的电极反应式为
C．两电极附近变化情况相同
D．该光电化学池无需外加燃料，简单、安全且经济高效
【答案】C
【解析】A．电极表面有失电子生成和，发生氧化反应，是电池负极，有电子流出，A正确；
B．消耗的电极反应为，B正确；
C．正极发生电极反应和，负极发生电极反应和，即正极附近增大，负极附近减小，C错误；
D．该电池无需外加试剂，安全高效，D正确；
故选C。
6．（2023·江西·校联考二模）水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势而备受关注。一种 新型无隔膜Zn/MnO2液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体，ZnSO4和MnSO4的混合液作电解质溶液，下列叙述正确的是
A．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极的电极反应为MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2O
B．放电时，当外电路转移2mle-时，两电极质量变化的差值为22g
C．过程I为锌沉积过程，B连电源的正极，电极附近pH增大
D．将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液都可延长电池的使用寿命
【答案】B
【解析】A．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极为原电池的正极，得电子，选项A错误；
B．放电时，负极发生反应Zn-2e-=Zn2+，转移2ml电子，质量减少65g；正极发生反应MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2O，转移2ml电子，质量减少87g，故转移2ml电子，两极质量变化的差值为22g，选项B正确；
C．锌沉积过程发生Zn2+转化为Zn的还原反应，A极连电源的负极，选项C错误；
D．将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液均容易与锌直接反应放热，电池的使用寿命降低，选项D错误；
答案选B。
7．（2023·安徽芜湖·统考二模）下图为合成偶氮化合物 的电化学装置，有关说法正确的是
A．OH-向CP极移动
B．合成1ml该偶氮化合物，要消耗4mlRCH2NH2
C．Ni2P电极反应式为：RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O
D．该偶氮化合物分子中C和N原子的杂化方式不同
【答案】C
【解析】A．左侧为电解池的阳极，右侧为电解质的阴极，阴离子向阳极移动，所以OH-向Ni2P极移动，故A错误；
B．阴极电极反应为：2C6H5−NO2＋8e−＋2H2O＝ ＋8OH−，故合成1ml该偶氮化合物，需要转移8ml电子，故B错误；
C．Ni2P电极为阳极，其电极反应式为：RCH2NH2−4e−＋4OH−＝RCN＋4H2O，故C正确；
D．中N原子为sp杂化，C原子为sp2杂化，故D错误；
故答案选C。
8．（2023·全国·高三统考专题练习）西北工业大学推出一种新型电池。该电池能有效地捕获，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是
A．d电极为电解池的阳极
B．电池总反应式为：
C．c极区溶液的pH升高
D．电路中转移时，理论上能得到
【答案】D
【解析】A．由分析可知，d电极为电解池的阳极，A正确；
B．电池总反应为锌和二氧化氮反应生成亚硝酸锌：，B正确；
C．c极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原生成，溶液碱性增强，故溶液的pH升高，C正确；
D．c极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原生成，电子转移为，则电路中转移时，理论上能得到，D错误；
故选D。
9．（2023·四川成都·统考三模）协同转化的微生物电池(下图左池)可同时实现净化有机废水、含铬()废水和淡化盐水三重功能，并且驱动电化学合成装置(下图右池)制备1，2-二氯乙烷。
图中离子交换膜仅允许Na+或Cl-通过。下列说法错误的是
A．A室中充入有机废水，C室中充入含铬废水
B．a、c膜为Cl-离子交换膜，b、d膜为Na+离子交换膜
C．理论上1ml还原为Cr(III)，两装置共可脱除6mlNaCl
D．D室电极上发生的反应为CH2=CH2-2e-+2Cl-=ClCH2CH2Cl
【答案】C
【解析】A．根据分析，A为负极，C为正极，发生还原反应将还原为Cr3+，故C室充入含铬的废水，A是有机废水，A正确；
B．原电池中，阳离子移向正极C，阴离子移向负极A，在电解池中，阴离子移向阳极D，阳离子移向阴极F，则a、c膜是阴离子交换膜，b、d膜是阳离子交换膜，B正确；
C．C电极室发生的电极反应为，根据电荷守恒，1ml反应，会有6mlNa+转移到C室，脱去6mlNaCl，D室内发生的反应，转移6mle-，消耗6mlCl-，会有6mlCl-转移到D室，脱去6mlNaCl，共脱去12mlNaCl，C错误；
D．D为阳极，发生氧化反应，D极发生的反应为，D正确；
故答案为：C。
10．（2021·江苏卷）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是
A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑
D．电解过程中转移4ml电子，理论上可获得22.4LO2
【答案】B
【解析】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误；
B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正确；
C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误；
D．电解过程中转移4ml电子，生成4mlNiOOH，根据，生成1ml氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误；
选B。
常见介质
注意事项
中性溶液
反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离
酸性溶液
反应物或生成物中均没有OH－
碱性溶液
反应物或生成物中均没有H＋
水溶液
不能出现O2－
1．（2023·全国·统考高考真题）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是
A．放电时为正极
B．放电时由负极向正极迁移
C．充电总反应：
D．充电阳极反应：
【答案】C
【解析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、为正极，电池的总反应为。
A．由题信息可知，放电时，可插入层间形成，发生了还原反应，则放电时为正极，A说法正确；
B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为，阳离子向正极迁移，则放电时由负极向正极迁移，B说法正确；
C．电池在放电时的总反应为，则其在充电时的总反应为，C说法不正确；
D．充电阳极上被氧化为，则阳极的电极反应为，D说法正确；
综上所述，本题选C。
2．（2023·辽宁·统考高考真题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
【答案】B
【解析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。
A．放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；
B．储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；
C．放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；
D．充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb++2Fe3+，D错误；
故答案选B。
3．（2023·全国·统考高考真题）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唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉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：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
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-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
【答案】A
【解析】A．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；
B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；
C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确；
D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；
故答案选A。
1．原电池电极反应书写时的注意事项
(1)负失氧、正得还。
(2)注意溶液的酸碱性,视情况在电极反应方程式两边添加H+、OH-、H2O等,使其符合电荷守恒和质量守恒。
(3)注意电极反应产物是否与电解质溶液反应。
(4)活泼金属不一定为负极,如镁、铝和氢氧化钠溶液组成的电池中,铝为负极。
1．“四步法”书写电极反应式的步骤如下：
第一步：书写负极（阳极），还原性微粒—ne-→氧化性产物；正极（阴极）：氧化性微粒+ne-→还原性产物。
第二步：标变价算n值，n=（高价—低价）×变价原子个数。
第三步：根据电池情景用H+、OH-、O2-、CO32-等阴、阳离子配平电荷。
第四步：用H2O等小分子配平原子。
2．用总反应式书写电极反应式
(1)书写三步骤
步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。
步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。
步骤三：写电极反应式。
负极反应：还原剂－ne－===氧化产物
正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物
(2)书写技巧
若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
3．燃料电池中电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋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是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：
O2＋4e－===2O2－。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：
O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式
电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。
(5)常见介质
1．（2022·辽宁·统考高考真题）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：
B．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移
C．放电时每转移电子，理论上吸收
D．充电过程中，溶液浓度增大
【答案】A
【解析】放电时负极反应：，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2。
A． 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：，故A正确；
B． 放电时，阴离子移向负极，放电时透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；
C． 放电时每转移电子，正极：Cl2+2e-=2Cl-，理论上释放，故C错误；
D． 充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯离子，溶液浓度减小，故D错误；
故选A。
2．（2022·湖南·高考真题）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：
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+H2↑， 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-+H2↑，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-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，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。
3．（2022·全国·统考高考真题）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电池(如图所示)。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(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
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
【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+O2，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。
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+O2，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+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确；
答案选C。
1．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）一种新型AC/LiMn2O4电池体系，在快速启动、电动车等领域具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn2O4作正极(可由Li2CO3和MnO2按物质的量比1：2反应合成)，高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示：
下列说法正确的是
A．合成LiMn2O4的过程中可能有H2产生
B．放电时正极的电极反应式为：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+
C．充电时AC极应与电源负极相连
D．可以用Li2SO4水溶液做电解液
【答案】C
【解析】A．和按物质的量比反应合成，Mn元素化合价降低，根据得失电子守恒，氧元素化合价升高，可能有产生，故A错误；
B．放电时，锂离子向正极移动，正极的得到电子发生还原反应，电极反应式为，故B错误；
C．放电时AC作负极，则充电时AC极应与电源负极相连，故C正确；
D．锂会和水反应，该电池体系应该采用有机溶剂，故D错误；
故选C。
2．（2023·河南·校联考模拟预测）我国科学家最近合成的ZnO@SnO2微米花作为负极材料提高锌镍二次电池的循环性能，工作原理如图所示。已知：正极材料为NiOOH/Ni(OH)2。
下列叙述错误的是
A．放电时，上述装置主要将化学能转化成电能
B．放电时，负极表面副反应可能是Zn+2OH-=+H2↑
C．充电时，阴极附近电解质溶液pH降低
D．充电时，1mlOH-向阳极迁移时理论上转移1ml电子
【答案】C
【解析】A．放电时为原电池装置，上述装置主要将化学能转化成电能，A正确；
B．放电时，负极的锌失去电子发生氧化反应，在碱性条件下可能生成，表面副反应可能是Zn+2OH-=+H2↑，B正确；
C．充电时，阴极的氧化锌得到电子发生还原反应，反应为，则附近电解质溶液pH升高，C错误；
D．充电时，阳极的NiOOH失去电子发生氧化反应，反应为，则1mlOH-向阳极迁移时理论上转移1ml电子，D正确；
故选C。
3．（2023春·河北沧州·高三泊头市第一中学校联考阶段练习）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错误的是
A．a极为负极，可选择导电性高、易于附着微生物的石墨
B．b极的电极反应式为
C．在b极涂覆的催化剂有利于氧气的还原
D．该电池在任何温度下均可发电
【答案】D
【解析】由电子的移动方向可知，电极a为微生物电池的负极，M—离子在负极失去电子发生还原反应生成M+离子，微生物作用下放电生成的M+离子与有机物生成二氧化碳和水，同时微生物作用下有机物也在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，则负极应选择导电性高、易于附着微生物的石墨可选择导电性高、易于附着微生物的石墨；电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水。
A．由分析可知，电极a为微生物电池的负极，负极应选择导电性高、易于附着微生物的石墨可选择导电性高、易于附着微生物的石墨，有利于微生物作用下有机物也在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，故A正确；
B．由分析可知，电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故B正确；
C．在b极涂覆催化剂的目的是加快酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水的反应速率，故C正确；
D．微生物的主要成分是蛋白质，若温度过高，蛋白质会发生变性，降低微生物的催化能力，不利于原电池的工作，故D错误；
故选D。
4．（2023·陕西西安·统考一模）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)
B．充电时，电路中转移2mle-，中性电解质NaCl的物质的量增多2ml
C．放电时，1mlFQ转化为FQH2转移2ml电子
D．充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极
【答案】B
【解析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：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2FQ+2e-+2H+═FQH2，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，因此充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极。
A．放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为，选项A正确；
B．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，选项B错误；
C．充电时电解池，阳极反应为FQH2-2e-=2FQ+2e-+2H+，则1mlFQH2转化为FQ时转移2ml电子，选项C正确；
D．根据上述分析可知，充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极，选项D正确；
故答案选B。
5．（2023·甘肃·统考三模）以硝酸盐为离子导体的Na－O2电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A．镍电极上发生氧化反应
B．NO是该电池的氧化剂
C．固体电解质只起到离子导体的作用
D．M的电极反应为2Na++O2+2e-=Na2O2
【答案】D
【解析】A．金属钠为活泼金属，作负极，镍电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，故A错误；
B．根据反应机理可知，为该电池的催化剂，故B错误；
C．固体电解质还能防止钠直接与氧气反应，能起到隔绝空气的作用，故C错误；
D．根据原理图可知，M电极的电极反应为，然后又发生2+O2=2Na2O2和2+ O2=2 ，总反应为2Na++O2+2e-=Na2O2，故D正确；
答案为D。
6．（2023·辽宁·校联考模拟预测）未来的某一天，我们开着一辆电动汽车，当电池能量即将耗尽时，只需将汽车开到附近的加氨站，5分钟内就能加满一桶液态氨，电池表便显示满格，加满后汽车能开1000公里以上，且加氨价格低廉。随着“氨—氢”燃料电池的推出，这样的场景很快就要变成现实。我国某大学设计的间接氨燃料固体氧化物燃料电池的工作原理如图所示，氨首先经过重整装置在催化剂(未标出)表面分解生成与。下列说法错误的是
A．电池工作时，a极的电极反应式为
B．电池工作时，b极发生还原反应
C．的键角小于的键角
D．大面积推广“氨—氢”燃料电池，有利于减少碳的排放量
【答案】C
【解析】A．电池工作时，氨首先经过重整装置在催化剂表面分解生成与，氢气在a极上发生氧化反应生成水，电极反应式为，A正确；
B． 电池工作时，b极上氧气得电子发生还原反应，B正确；
C．与的价层电子对数均为4，有1对孤电子对、有2对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大键角越小，则的键角大于的键角，C不正确；
D． 大面积推广“氨—氢”燃料电池，有利于减少碳的排放量，D正确；
答案选C。
7．（2023春·山东烟台·高三统考期中）电催化NO合成氨技术凭借其低能耗、绿色环保等优势成为化工行业关注的热点。某科研团队设计的Zn-NO电池装置及在不同电压下的单位时间产量如下图所示，已知：①双极膜中电离出的和在电场作用下可以向两极迁移；②法拉第效率。下列说法错误的是
A．双极膜中的移向X极
B．Y极电极反应式为
C．当外电路通过时，双极膜中有发生解离
D．0.5V电压下连续放电10小时，外电路通过，法拉第效率为93.5%
【答案】D
【解析】A．双极膜中的移向负极即X极，A正确；
B．Y极NO得电子变成氨气，且氢离子移向正极即Y极，电极反应式为，B正确；
C．由B可知，当外电路通过时消耗1mlH+，故双极膜中有发生解离得到1mlH+，C正确；
D．由图可知当电压为0.5V时，氨气产量为，则10h产生氨气为，由可知，当电路中通过时，理论上氨气的质量为，法拉第效率为，D错误。
故选D。
8．（2022·全国·高考真题）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
【答案】A
【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成Zn(OH)，Ⅱ区的SO向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。
A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；
B．根据分析，Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，B正确；
C．MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确；
D．电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正确；
故答案选A。
9．（2021·全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A．在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为：+2H++2e-=+H2O
C．制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子
D．双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移
【答案】D
【解析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。
A．KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；
B．阳极上为Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；
C．电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1ml乙二酸生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，1ml乙二醛生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，根据转移电子守恒可知每生成1ml乙醛酸转移电子为1ml，因此制得2ml乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2ml电子，故C错误；
D．由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D正确；
综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。
10．（2021·湖南卷）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：
下列说法错误的是
A．放电时，N极为正极
B．放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小
C．充电时，M极的电极反应式为
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
【答案】B
【解析】由图可知，放电时，N电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极反应式为Br2+2e-=2Br-，M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e-=Zn2+，溴离子进入左侧，左侧溴化锌溶液的浓度增加；充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，N电极与直流电源的正极相连，做阳极。
A．由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；
B．由分析可知，放电时，溶液中有Zn2+与Br-生成，通过循环回路，左侧储液器中溴化锌的浓度增大，故B错误；
C．由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2++2e-=Zn，故C正确；
D．由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确；
故选B。
1．（2023·陕西咸阳·统考三模）最近科学家研发了“全氢电池”，工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．吸附层a发生的电极反应为：
B．NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应
C．电解质溶液中Na+向左移动，ClO向右移动
D．全氢电池的总反应为：2H2+O2=2H2O
【答案】A
【解析】电子由吸附层a流向b以及吸附层a上氢气失去电子与氢氧根结合生成水；吸附层b上氢离子得到电子生成氢气可知，吸附层a为负极，吸附层b为正极。
A．电子由吸附层a流出且氢气在吸附层a上与氢氧根结合生成水，则吸附层a发生的电极反应为：，故A正确；
B．的作用是离子的定向移动而形成电流，，但不参与电极反应，故B错误；
C．由分析可知，吸附层a为负极、吸附层b为正极；阳离子（）向正极移动（向右移）；阴离子（）移向负极（即向左移动），故C错误；
D．吸附层a上氢气失去电子与氢氧根结合生成水；吸附层b上氢离子得到电子生成氢气可知，“全氢电池”工作时，将酸与碱反应的化学能转化为电能，则其总反应为：，故D错误；
答案选A。
2．（2023·浙江·校联考模拟预测）直接燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是
A．电池工作时，电极I电势低
B．电极Ⅱ的反应式为：
C．电池总反应为：
D．当电路中转移0.1ml电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g
【答案】C
【解析】电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I为负极，电极Ⅱ为正极，负极：H2O2-2e-+2OH-=O2+2H2O，正极: 。
A．电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I电势低，A正确；
B．电极Ⅱ为正极，电极反应式为：，B正确；
C．该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 来自H2SO4，K+通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应为：，C错误；
D．当电路中转移0.1ml电子时，通过阳离子交换膜的为0.1ml，即3.9g，D正确；
故选C。
3．（2023·广西·统考三模）高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，已经用于某些飞机，其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，化学能转化为电能
B．碳添加剂是为了增强电极的导电性
C．充电时，阳极的总的电极反应式是8Li2S－16e－ = S8+ 16Li+
D．放电时，1 ml Li2S8转化为Li2S6得到2 ml电子
【答案】D
【解析】A．放电时，该电池是化学能转化为电能，故A正确；
B．碳有很强的导电性，因此碳添加剂是为了增强电极的导电性，故B正确；
C．充电时，阳极Li2S中−2价硫变为0价S8，其总的电极反应式是8Li2S－16e－= S8+ 16Li+，故C正确；
D．放电时，3Li2S8+2e－+ 2Li+ = 4Li2S6，则3 ml Li2S8转化为Li2S6得到2 ml电子，故D错误。
综上所述，答案为D。
4．（2023秋·内蒙古赤峰·高三校联考期末）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(图1)，一种镁——海水电池装置示意图(如图2)。下列说法错误的是
A．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
B．N极发生的电极反应：O2+4e－+2H2O=4OH－
C．X为正极，可用铜、石墨等做电极材料
D．如图2外电路中每通过2ml电子，溶液中2mlH+由阳离子交换膜左侧向右侧迁移
【答案】D
【解析】A．根据图中信息得到玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能，故A正确；
B．根据锂−海水电池构造，M极为Li电极，作负极，N极为正极，则N极发生的电极反应：O2+4e－+2H2O=4OH－，故B正确；
C．根据图2分析Mg为负极，X极为正极，可用铜、石墨等做电极材料，故C正确；
D．如图2外电路中每通过2ml电子，根据“同性相吸”，则溶液中1ml Mg2+由阳离子交换膜右侧向左侧迁移，故D错误。
综上所述，答案为D。
5．（2023春·河北沧州·高三校考阶段练习）某课题组提出了一种基于自循环的生物杂化光电化学池，通过在单室内协同耦合光电化学生成和生物电化学消耗，实现了直接和可持续的“太阳能—燃料—电能”转化。实验装置如图，下列说法错误的是
A．电极：是电池负极，有电子流出
B．消耗“燃料”的电极反应式为
C．两电极附近变化情况相同
D．该光电化学池无需外加燃料，简单、安全且经济高效
【答案】C
【解析】A．电极表面有失电子生成和，发生氧化反应，是电池负极，有电子流出，A正确；
B．消耗的电极反应为，B正确；
C．正极发生电极反应和，负极发生电极反应和，即正极附近增大，负极附近减小，C错误；
D．该电池无需外加试剂，安全高效，D正确；
故选C。
6．（2023·江西·校联考二模）水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势而备受关注。一种 新型无隔膜Zn/MnO2液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体，ZnSO4和MnSO4的混合液作电解质溶液，下列叙述正确的是
A．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极的电极反应为MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2O
B．放电时，当外电路转移2mle-时，两电极质量变化的差值为22g
C．过程I为锌沉积过程，B连电源的正极，电极附近pH增大
D．将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液都可延长电池的使用寿命
【答案】B
【解析】A．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极为原电池的正极，得电子，选项A错误；
B．放电时，负极发生反应Zn-2e-=Zn2+，转移2ml电子，质量减少65g；正极发生反应MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2O，转移2ml电子，质量减少87g，故转移2ml电子，两极质量变化的差值为22g，选项B正确；
C．锌沉积过程发生Zn2+转化为Zn的还原反应，A极连电源的负极，选项C错误；
D．将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液均容易与锌直接反应放热，电池的使用寿命降低，选项D错误；
答案选B。
7．（2023·安徽芜湖·统考二模）下图为合成偶氮化合物 的电化学装置，有关说法正确的是
A．OH-向CP极移动
B．合成1ml该偶氮化合物，要消耗4mlRCH2NH2
C．Ni2P电极反应式为：RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O
D．该偶氮化合物分子中C和N原子的杂化方式不同
【答案】C
【解析】A．左侧为电解池的阳极，右侧为电解质的阴极，阴离子向阳极移动，所以OH-向Ni2P极移动，故A错误；
B．阴极电极反应为：2C6H5−NO2＋8e−＋2H2O＝ ＋8OH−，故合成1ml该偶氮化合物，需要转移8ml电子，故B错误；
C．Ni2P电极为阳极，其电极反应式为：RCH2NH2−4e−＋4OH−＝RCN＋4H2O，故C正确；
D．中N原子为sp杂化，C原子为sp2杂化，故D错误；
故答案选C。
8．（2023·全国·高三统考专题练习）西北工业大学推出一种新型电池。该电池能有效地捕获，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是
A．d电极为电解池的阳极
B．电池总反应式为：
C．c极区溶液的pH升高
D．电路中转移时，理论上能得到
【答案】D
【解析】A．由分析可知，d电极为电解池的阳极，A正确；
B．电池总反应为锌和二氧化氮反应生成亚硝酸锌：，B正确；
C．c极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原生成，溶液碱性增强，故溶液的pH升高，C正确；
D．c极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原生成，电子转移为，则电路中转移时，理论上能得到，D错误；
故选D。
9．（2023·四川成都·统考三模）协同转化的微生物电池(下图左池)可同时实现净化有机废水、含铬()废水和淡化盐水三重功能，并且驱动电化学合成装置(下图右池)制备1，2-二氯乙烷。
图中离子交换膜仅允许Na+或Cl-通过。下列说法错误的是
A．A室中充入有机废水，C室中充入含铬废水
B．a、c膜为Cl-离子交换膜，b、d膜为Na+离子交换膜
C．理论上1ml还原为Cr(III)，两装置共可脱除6mlNaCl
D．D室电极上发生的反应为CH2=CH2-2e-+2Cl-=ClCH2CH2Cl
【答案】C
【解析】A．根据分析，A为负极，C为正极，发生还原反应将还原为Cr3+，故C室充入含铬的废水，A是有机废水，A正确；
B．原电池中，阳离子移向正极C，阴离子移向负极A，在电解池中，阴离子移向阳极D，阳离子移向阴极F，则a、c膜是阴离子交换膜，b、d膜是阳离子交换膜，B正确；
C．C电极室发生的电极反应为，根据电荷守恒，1ml反应，会有6mlNa+转移到C室，脱去6mlNaCl，D室内发生的反应，转移6mle-，消耗6mlCl-，会有6mlCl-转移到D室，脱去6mlNaCl，共脱去12mlNaCl，C错误；
D．D为阳极，发生氧化反应，D极发生的反应为，D正确；
故答案为：C。
10．（2021·江苏卷）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是
A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑
D．电解过程中转移4ml电子，理论上可获得22.4LO2
【答案】B
【解析】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误；
B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正确；
C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误；
D．电解过程中转移4ml电子，生成4mlNiOOH，根据，生成1ml氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误；
选B。
常见介质
注意事项
中性溶液
反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离
酸性溶液
反应物或生成物中均没有OH－
碱性溶液
反应物或生成物中均没有H＋
水溶液
不能出现O2－
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