原电池 -2025年高考化学考向分析(共61张PPT)

(共61张PPT)
2025年高考化学考向分析
原电池
原电池的原理及应用
1.（2023海南）利用金属 、海水及其中的溶解氧可组成电
池，如图所示。下列说法正确的是( )
A
A. 电极为电池正极
B.电池工作时，海水中的向 电极移动
C.电池工作时，紧邻 电极区域的海水呈强碱性
D.每消耗，电池最多向外提供 电子的电量
【解析】 .
由分析可知， 电极为电池正极。
由分析可知，电池工作时，海水中的向 电极移动。
由分析可知，电极的电极反应为 ，
水解使溶液显酸性。
的物质的量为，根据 极的电极反应可
知，电池最多向外提供 电子的电量。
2.（2021山东）以溶液为离子导体，分别组成、 、
清洁燃料电池，下列说法正确的是( )
C
A.放电过程中， 均向负极移动
B.放电过程中， 物质的量均减小
C.消耗等质量燃料， 燃料电池的理论放电量最大
D.消耗时，理论上燃料电池气体产物的体积在标准状况下为
【解析】 燃料电池工作时，阳离子向正极移动（口诀：正正负负），则 向正极
移动。
燃料电池的总反应为，因此放电过程中，
的物质的量不变。
根据失，失，失 ，
知消耗燃料时，转移电子的物质的量分别为、、 ，
显然 转移电子最多，放电量最大。
根据，知消耗，理论上 燃料电池气体
产物为，其在标准状况下的体积为 。
3.（2021河北）电池结构如图，和 为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该
电池，下列说法错误的是( )
D
A.隔膜允许通过，不允许 通过
B.放电时,电流由电极沿导线流向电极；充电时， 电
极为阳极
C.产生电量时，生成的质量与消耗 的质量比
值约为2.22
D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗 钾时，铅酸蓄
电池消耗 水
【解析】 .
由上述分析知，A项、B项正确。
由氧原子守恒可知，生成的和消耗的 的质量
比为 。
铅酸蓄电池充电时的总反应为
，消耗
水，转移电子，而 电池中，消耗
，转移 电子，由转移电子数相等
可知，铅酸蓄电池消耗的水为，即消耗 水。
4.（前沿科技）（2023山东，双选）利用热再生氨电池可实现 电镀废液的浓缩再
生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的 电镀废液,向甲室加入足量氨水
后电池开始工作。下列说法正确的是( )
CD
A.甲室 电极为正极
B.隔膜为阳离子膜
C.电池总反应为
D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【解析】
.
由分析可知，甲室 电极为负极。
由分析可知，隔膜为阴离子膜。
上述分析中正、负极反应式得失电子数相等，相加消去 ，得到总反应为
。
若扩散到乙室会与铜离子反应生成 ，使铜离子浓度降低，铜离子
得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响。
5.（2020全国Ⅰ）为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
（1） 电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质
发生化学反应，并且电迁移率 应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择
____作为电解质。
阳离子 阴离子
4.07 4.61
5.19 7.40
6.59 7.91
7.62 8.27
（2） 电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥
中的阳离子进入______电极溶液中。
石墨
（3） 电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中增加了 。石墨电
极上未见析出。可知，石墨电极溶液中 ______________。
（4） 根据（2）、（3）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为__________________，
铁电极的电极反应式为_________________。因此，验证了 氧化性小于______，还
原性小于____。
【解析】 （1）会与溶液中的 发生相互促进的水解反应
，会与溶液中的形成微溶物 ，
在酸性的溶液中会氧化 ，由于盐桥中阴、阳离子不能与溶液中的物质发
生化学反应，因此、、 是不能选的。最后根据阴、阳离子的电迁移率应
尽可能地接近，选择 作盐桥中电解质较合适。（2）原电池放电时电子由负极流向正
极，结合电子由铁电极流向石墨电极，可知铁电极为负极，石墨电极为正极。根据原电
池放电时离子移动规律（口诀：正正负负），知盐桥中的阳离子流向正极（石墨电极）
溶液中。（3）由题意知负极反应式为 ，正极反应式为
，则铁电极溶液中增加 时，石墨电极溶液中
增加 ，故此时石墨电极溶液中
。（4）石墨电极的电极反应式为
，铁电极的电极反应式为 ，根据氧化还原反应原理，
可以验证氧化性，还原性 。
二次电池
6.（2022全国乙） 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。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
对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
C
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， 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
【解析】 由图可知该装置为二次电池，放电时、 ；充电时
、 ，由此写出的电极反应式如下：
电极 电极反应式
光照充电 阳极（光催化电极）
阴极（金属锂）
原电池放电 正极（光催化电极）
负极（金属锂）
充电时为电解池，由题目信息知，光照时，光催
化电极产生电子和空穴 ，电子通过外电路转移到
锂电极发生反应 ，光催化电极上发生反应
，总反应为 ，
因此充电效率与光照产生的电子和空穴量有关。
放电时，阳离子移向正极，因此放电时， 从负极
穿过离子交换膜向正极迁移。
放电时，正极发生还原反应，其电极反应式为
。
7.（2021辽宁）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物 。下列说法正
确的是( )
B
A.放电时，电极反应为
B.放电时，由电极向 电极移动
C.充电时， 电极的质量减小
D.充电时，电极反应为
【解析】 根据示意图中的原电池电极材料是活泼金属以及放电后产生化合物 ，
可推知极为负极、 极为正极，电池放电时与充电时的电极反应式如下：
电极反应式
放 电 电极（负极）
电极（正极）
充 电 电极（阴极）
电极（阳极）
由上述分析可知，A项错误。
放电时，由负极往正极 移动（口诀：正正负负）。
充电时电极为阴极，电极反应为 ，电极质量将增加。
充电时电极为阳极，发生失电子的氧化反应，是“”而不是“ ”。
8.（前沿科技）（2023全国乙）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：
,,
下列叙述错误的是( )
A
A.充电时 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
C.放电时正极反应为
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
【解析】 根据在硫电极发生的反应可知，放电时硫电极为正极、
钠电极为负极，充电时硫电极为阳极、钠电极为阴极。
充电时从电解池角度分析， 从阳极（硫电极）移向阴
极（钠电极）（口诀：阴阳相吸）。
放电时从原电池角度分析，外电路电子由负极（钠电极）流向正极（硫电极）
（【杰哥补充】溶液导电的原因是离子的定向移动，没有电子参与，即“离子不上岸，
电子不下水”），即由 。
根据题目信息知，放电时在正极得电子并与
结合生成，可先令化学计量数为1，根据
元素守恒与电荷守恒，先写出：
，再配平 元素，即可确定正
极电极反应式为 （【杰哥支招】也可以利用题目给的硫电极
发生的三步反应，将中间产物、 消掉后得到上述电极反应式）。
炭化纤维素纸中含具有良好导电性的炭，可以增强硫电极的导电性能。
9.（2022广东）科学家基于易溶于 的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯
流电池，可作储能设备（如图）。充电时电极 的反应为
。
下列说法正确的是( )
C
A.充电时电极 是阴极
B.放电时溶液的 减小
C.放电时 溶液的浓度增大
D.每生成，电极质量理论上增加
【解析】 电池放电时与充电时的电极反应式如下：
电极反应式
放 电 电极（负极）
电极（正极）
充 电 电极（阴极）
电极（阳极）
由充电时电极的反应式可知，电极 发生还原反应，则
充电时电极为阴极，电极 为阳极。
放电时，电极反应生成、电极反应生成 ，
溶液的浓度增大,但溶液一直为中性,故放电时 溶液的
不变。
充电时，每生成，转移电子，由题干电极 的反应式可知，有
参与反应，则电极质量理论上增加 。
10.钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，工作示意图如图所示，该电池的总反应
为 ，下列说法不正确的是( )
D
A.放电时，电子从铜箔电极流入铝箔电极，将过渡金属
还原到低价
B.放电时， 从负极材料中脱出，经过电解质嵌回正
极材料
C.充电时，铝箔电极与外接电源的正极相连
D.充电时，阳极反应式为
【解析】 根据示意图以及题给的总反应可知，放电时
铜箔电极为负极，铝箔电极为正极。放电时，嵌在硬碳
中的失去电子形成 移向正极（原电池放电，离子
移动口诀：正正负负），正极上过渡金属得电子发生还
原反应，同时结合从负极过来的 。放电时与充电时
的电极反应式如下：
铜箔（放电负极、充电阴极） 铝箔（放电正极、充电阳极）
放 电
充 电
放电时铜箔电极为负极，铝箔电极为正极，电子由
负极流向正极，则电子从铜箔电极流入铝箔电极，正极
上过渡金属得电子，被还原到低价。
从正极反应式
可以看出， 从负极硬碳中脱出，经过电解质嵌回正
极材料。（【杰哥支招】原电池放电时离子移动口诀为
“正正负负”，也可确定 从负极移向正极）
充电时，外接电源的正极接被充电电池的正极
（口诀：正接正、负接负），铝箔电极为正极，充电时
与外接电源的正极相连。
充电时，铝箔电极为阳极，电极反应式为
。
新型电池
11.（生态环保）（2024四川凉山州模拟）沉积物微生物燃料电池 可以将沉积物
中的化学能直接转化为电能，同时加速沉积物中污染物的去除，用 处理含硫废水
的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
C
A.外电路的电流方向是从碳棒到碳棒
B.碳棒 附近溶液的酸性增强
C.碳棒 存在电极反应：
D.升高温度可提高电池的能量转化效率
.
.
.
【解析】
12.（前沿科技）（2024吉林长春二中月考）纤维电池的发
明为可穿戴电子设备的发展奠定了基础。一种纤维状钠离子
电池放电的总反应式为
，其结构如图所示：
下列说法错误的是( )
A
A.放电时， 向乙极移动
B.该电池充电时甲极应该与电源的负极相连
C.放电时乙极反应式为
D.工作一段时间后溶液中 浓度几乎不变
【解析】 电池放电的总反应式为
，
， 元素失电子化合价升
高，因此甲极为负极，乙极为正极。
电极反应式
放 电 负极（甲极）
正极（乙极）
充 电 阳极（甲极）
阳极（乙极）
放电时从原电池角度分析， 向负极（甲极）移动
（口诀：正正负负）。
甲极为负极，该电池充电时甲极应该与电源的负极相
连。
根据分析知，放电时乙极反应式为
。
根据分析知，电池工作一段时间后，负极产生 的
量与正极消耗的量相同，因此溶液中 浓度几乎不变。
13.我国科技工作者首次提出一种新型的电池，该电池正极为含有、 的水溶液，
负极为固态有机聚合物，电解质溶液为 溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态
正极和固态负极隔开，其工作原理如图所示。已知 在水溶液中呈黄色，下列有关判断
正确的是( )
D
A.甲是电池放电原理图，乙是电池充电原理图
B.放电时，液态电解质溶液的颜色加深
C.充电时， 穿过隔膜从右侧移向左侧
D.放电时，负极反应式为
【解析】 根据题目信息“负极为固态有机聚合物”，
可知固态有机聚合物在负极失去电子，用 调平电荷，因
此负极电极反应式为 ，故乙
是电池放电原理图。
放电时，正极反应式为， 被还原为
， 浓度减小，液态电解质溶液颜色变浅。
充电时，从“电解池”角度分析，甲图中左侧电极为阳极、右侧电极为阴极，阳离子
从阳极移向阴极（口诀：阴阳相吸），所以甲中 从左侧移向右侧。
1.（2023福建福州质检） 热激活电池常用作智能化弹药
的弹载电源，在接收到启动信号后，点火头点燃引燃条，加热片
迅速反应放热使 熔化，从而激活电池。下列有关
热激活电池的说法正确的是( )
B
A.该电池不能在常温下使用
B.放电时电池中电解质的质量将增加
C.电极作正极，电极反应为
D.放电时电池内部向 电极移动
【解析】 根据题干信息可知该电池能在常温下使用。
放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为
，正极发生还原反应，电极反应式为
，电池总反应为
，因此电池中电解质的质量将增
加。
电极作正极，电极反应为 。
原电池工作时，阳离子向正极移动，即放电时，向正极电极 移动。
2.（方式创新·模块融合）（2024福建南平一中检测）盐酸羟胺 是一种常见的
还原剂和显像剂，其化学性质类似 。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电
池装置中含 的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的
是( )
A.电池工作时， 电极是正极
B.图2中，A为和，B为
C.电池工作时，每消耗（标准状况下），左室溶液质量增加
D.电池工作一段时间后，正、负极区溶液的 均下降
√
【解析】 .
根据分析知， 电极是负极。
根据分析知，1个得3个，题图2中已经有3个 参与反应，因此A
不可能为和 。
根据分析知，左室中电极反应为，个 中有1
个是左侧溶液中提供的，3个是右侧溶液迁移过来的，标准状况下消耗 的
物质的量为，则左室增加的质量为和 的质量，即增加的质
量为 。
根据C项分析知，正极区消耗，正极区浓度减小， 增大，负极电极反应为
，生成的与向左侧溶液迁移的 的物质的量相等，电池工作一段
时间后， 不变。
3.（前沿科技）（2023辽宁教研联考模拟）《》报道了一种两相无膜锌/
（吩噻嗪）电池，其放电时的工作原理如图所示 在水系/非水系电解液界面上来回
穿梭，维持电荷守恒。已知：的密度为 ，难溶于水。下列说法错误
的是( )
D
A.电池使用时不能倒置
B.充电时，石墨毡上的电极反应式为
C.放电时，由 层移向水层
D.放电时，板质量每减少 ，水层质量
增加
【解析】
.
水和二氯甲烷的不互溶性和密度差能够
将正极与负极分隔开，故不能倒置。
充电时，石墨毡作阳极，电极反应为
。
放电时，从原电池角度分析， 由
层（正极区）移向水层（负极区）。
放电时， 极发生反应
，板质量每减少 ，
转移电子，水层质量增加 ，同时
有由层移向水层
质量增加，故水层质量共增加 。
4.（陌生概念）（2023重庆模拟）液态金属电池在规模储能领域具有重要的应用前景。
某可充电液态金属电池放电时的工作原理如图所示，电池采用了三层液态设计，其三层
液体因密度差和互不混溶而自动分层，隔膜为法拉第选择性膜，该膜既有电子通道，又
有离子通道除外 。下列说法错误的是( )
C
A.放电时，电极 为正极
B.充电时，阴极反应式为
C.放电时，外电路转移电子，得到 的总物质的量为
D.法拉第选择性膜避免了直接接触 而导致充放电性能下降
【解析】 放电时，电子移动方向：电极 电极 ，
则电极为正极，电极反应式为；电极
为负极,电极反应式为 。
放电时负极反应式的“逆反应”为充电时阴极的电极反应式，反应物与生成物对调，
“”改为“”，因此充电时阴极反应式为 。
放电时，外电路转移电子时，电极处生成 ，同时电子又通过法拉第
选择性膜中的电子通道进入含有和的熔融电解质，得到电子生成 ，则
得到的总物质的量大于 。
不能通过法拉第选择性膜,避免了直接接触 而发生反应，导致充放电性
能下降。
5.（方式创新·模块融合）（2023辽宁沈阳二模）上海交通大
学利用光电催化将脱除与制备 相耦合，高效协同转
化过程如图所示，放电时，双极膜中间层的解离为 和
，向两极移动。
已知：
；
。
下列分析正确的是( )
D
A. 电极作负极，电势更高
B.正极区每消耗，转移 电子
C.当生成时，负极区溶液质量增加
D.总反应为
，该过
程为自发过程
【解析】 电极上失电子生成 ，
作负极，负极反应式为
；正极上 得电
子生成 ，正极反应式为
。
作负极，负极电势低于正极电势。
选项中未注明气体是否为标准状况，因此不能根据标准状况下气体摩尔体积来确
定气体的物质的量，无法计算。
根据分析知，，当生成时，转移 电子，负
极吸收，同时从双极膜转移来，因此负极区溶液质量增加 。
根据盖斯定律可知，总反应可由 得到，
总反应的
，
，反应可自发进行。
6.（方式创新·模块融合）（2023山东聊城模拟，双选）水溶液锌电池（图1）的电极材
料是研究热点之一，一种在晶体空位中嵌入 的电极材料充放电过程如图2所示
（除中心空位外，其他空位未画出）。已知：（1）充放电过程中，晶体中 的个数
不变；（2）嵌入的 位于晶胞面上。下列叙述正确的是( )
A.该电极材料在锌电池中作负极
B.①为活化过程，其中 的价态一定发生变化
C.②代表电池放电过程
D.③中晶体转移电子的物质的量为
【解析】 锌电池中电极上失去电子生成，则 电极作负极。
根据题图2的①过程中晶胞中产生空位，该过程为活化过程，
√
√
（【杰哥提醒】化合物中空位的化合价可看作0），根据化合物中各元素化合价的代数
和为0可知， 元素化合价升高。
过程中该电池的电极上嵌入，说明体系中有生成，即 失去电子
生成 ，因此表示放电过程。
根据“均摊法”可知，晶胞中所含的个数为 ，
个数为，因此与个数比为 ，因此当过程③中
晶体转化为 晶体时，转移电子的物质的量为
（【杰哥支招】通过计算晶胞与 晶胞
中 数目变化，得到转移电子的数目）。
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin