(共49张PPT)
章末过关检测（四）
一、选择题：本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题
只有一个选项符合题意。
1.自热盒饭的一种发热原理是利用原电池原理，将食盐颗粒、炭屑、铁屑
装入食品包装的夹层中密封起来，使用时撕开一口子，加入适量水振荡，
就会产生热量加热食品。下列叙述正确的是( )
A.铁为负极，发生氧化反应 B.碳为负极，发生还原反应
C.铁为正极，发生还原反应 D.碳为正极，发生氧化反应
解析：选A。由铁屑、炭屑、食盐、水、空气组成的原电池中，铁为负极，
发生氧化反应，碳为正极，发生还原反应。
√
2.下列过程中，将电能直接转化为化学能的是( )
√
3.电化学原理在日常生活中应用广泛。下列说法正确的是( )
√
√
5.某学习小组按下图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的
是( )
√
6.某固体电解池工作原理如下图所示。下列说法错误的是( )
√
7.下图为甲醇燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是
( )
√
下列说法正确的是( )
√
√
√
√
12.磷酸铁锂电池作为新能源汽车和储能领域的关键技术之一，其产量正在
快速增长，具有工作电压高、能量密度大、安全性能好等特点。下图是磷
酸铁锂电池的工作原理图，下列说法不正确的是( )
√
√
√
√
二、非选择题：本题包括4个小题，共55分。
16.（12分）依据电化学知识，回答下列问题：
增大
①写出A极的电极反应式：_________________________。
②用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与___
（填“C”或“D”）极相连。
D
①右端回形针为________极（填“阴”或“阳”）；阴极试纸上出现大片蓝紫
色的原因是（用电极反应式表示）____________________________。
②推测阳极回形针出现的红棕色物质可能是________（填化学式）。
阳
红
18.（15分）
①写出电解时阳极的电极反应式：_____
______________________________。
阳离子
0.5
19.（15分）电池和电解池在日常生活中有着广泛的应用。
阴
阳
3第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
【学习目标】1.通过原电池实验，认识原电池构成的基本要素，并能设计简单的原电池。
2.能根据电极反应、电流方向或离子移动方向判断原电池的正极和负极。
知识点一 原电池的工作原理
自主预习 新知构建
1．原电池的概念及形成条件
（1） 概念：将①_ _ _ _ _ _ 转化为②_ _ 的装置。
（2） 构成条件
【答案】（1） 化学能；电能
（2） 活泼性不同；电解质；闭合
2．原电池的工作原理（以锌铜原电池为例）
装置示意图
盐桥的作用 盐桥中装有含饱和溶液的琼胶，作用：（1）作为离子通道，形成闭合回路；（2）避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减
现象 锌片⑥_ _ _ _ _ _ _ _ ，铜片上⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，电流表的指针⑧_ _ _ _ _ _ _ _
微观探析 （1）负极区：⑨_ _ _ _ _ _ _ _ 失去电子变成⑩_ _ _ _ _ _ _ _ 进入溶液； （2）正极区： _ _ _ _ _ _ _ _ 获得电子变成 _ _ _ _ _ _ 沉积在铜片上； （3）导线上：电子由 _ _ 流向 _ _ ； （4）盐桥中： _ _ _ _ _ _ 移向溶液， _ _ _ _ _ _ _ _ 移向溶液
宏观解释 负极： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （ _ _ 反应） 正极： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （ _ _ 反应） 总反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
【答案】逐渐溶解； 有红色物质生成； 发生偏转； ； ； ； ； 负极； 正极； ； ； ； 氧化； ； 还原；
某原电池总反应为，装置中的盐桥中可以是装有含 饱和溶液的琼胶吗？
【答案】不可以。因为溶液能和溶液反应生成沉淀。
自我诊断
（1） 原电池中电流的方向是负极 导线 正极（ ）
（2） 原电池的正极一定是化学性质较不活泼的金属（ ）
（3） 锌铜原电池中电子由锌电极经过电解质溶液流向铜电极（ ）
（4） 原电池工作时，正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应（ ）
（5） 原电池工作时，电解质溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动（ ）
（6） 一般来说，带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池效率高（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） ×
（4） ×
（5） ×
（6） √
原电池的工作原理
［巧记］ “电子不下水，离子不上岸，正极电势比负极电势高”。
迁移应用 对点训练
1．[（2025·石家庄高二联考）]化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用。下列装置能产生电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】选。项，无水乙醇是非电解质，不导电，不能形成闭合回路，不能产生电流；项，能与 溶液反应，但 和 未用导线连接，不能形成闭合回路，不能产生电流；项，两电极均为石墨电极，且没有自发进行的氧化还原反应，不能产生电流；项，比 活泼，能与稀盐酸反应，且形成了闭合回路，构成了原电池，能产生电流。
2．[（2025·乐山高二期末）]用铜片、银片设计成如右图所示的一个原电池，其中盐桥里装有含饱和溶液的琼脂。下列说法正确的是（ ）
A. 外电路中电子由铜片流向银片
B. 盐桥中的向甲烧杯移动
C. 银片上发生的反应是
D. 电路中每转移电子，正极增重
【答案】A
【解析】选。该原电池中，铜片为负极，失去电子，电极反应式为；银片为正极，得到电子，电极反应式为。电子通过外电路从负极流向正极，故外电路中电子由铜片流向银片，项正确；原电池中阳离子向正极移动，故盐桥中的 向乙烧杯移动，项错误；银片为正极，得到电子，电极反应式为，项错误；电路中每转移 电子，生成，正极增重，项错误。
3．控制适合的条件，将反应设计成如下图所示的原电池。下列说法正确的是（ ）
A. 反应开始时，甲池中石墨电极上发生氧化反应
B. 当电流表指针为零时，若向甲池中加入溶液，则乙池中石墨电极为正极
C. 反应开始时，盐桥中的阴离子会向甲池移动
D. 该反应达到平衡状态时，电流表指针仍会偏转
【答案】B
【解析】选。由题给离子方程式可知，甲池中石墨电极为正极，铁离子得到电子发生还原反应生成亚铁离子；乙池中石墨电极为负极，碘离子失去电子发生氧化反应生成碘单质。由分析可知，反应开始时，甲池中石墨电极上发生还原反应，故 错误；反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，正、逆反应转移的电子数量相等，电流表指针为零，若向甲池中加入氯化亚铁溶液，平衡向逆反应方向移动，乙池中石墨电极为正极，碘单质得到电子发生还原反应生成碘离子，故 正确，错误；由分析可知，反应开始时，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，因此盐桥中的阴离子会向乙池移动，故 错误。
知识点二 原电池原理的应用
自主预习 新知构建
1.增大反应速率
原理 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减小，反应速率增大
实例 实验室制时，粗锌与稀硫酸反应比纯锌快，向溶液中滴入几滴溶液，也能增大反应速率
2.比较金属的活动性强弱
原理 一般原电池中，活泼金属为负极，发生氧化反应，较不活泼金属为正极，发生还原反应
实例 两种金属和，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到极溶解，极上有气泡产生。根据电极现象判断出极是负极，极是正极，由原电池原理可知，金属活动性：
3.设计原电池
（1）理论上，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
（2）以与溶液反应为例设计原电池，步骤如下：
自我诊断
（1） 只有放热的氧化还原反应，才能设计成原电池（ ）
（2） 两种金属分别作为原电池的两极时，一般作为负极的金属比作为正极的金属活泼（ ）
（3） 一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率大（ ）
（4） 将和用导线连接后插入溶液中，不断溶解，说明金属活动性：（ ）
（5） 足量的与稀硫酸反应时，滴入溶液可以增大反应速率，是因为增大 （ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） √
（4） ×
（5） ×
一般来说，设计成原电池的反应为放热反应，但有些吸热反应如果能自发进行也可设计成原电池。如，通过调节中的，实现原电池电极的转换，若正反应方向放热，则逆反应方向吸热，均能构成原电池。
迁移应用 对点训练
1．溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了使产生的速率减小，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的（ ）
A. 溶液 B. 固体
C. 溶液 D. 固体
【答案】B
【解析】选。项，向反应物中加入适量的 溶液，相当于存在硝酸，金属与硝酸反应不会产生氢气；项，向反应物中加入适量的 固体，醋酸根离子结合氢离子形成醋酸，使氢离子浓度降低，产生 的速率减小，但不影响生成氢气的总量；项，向反应物中加入适量的 溶液，锌与硫酸铜反应生成铜，此时锌、铜、硫酸会构成原电池，使产生 的速率增大；项，向反应物中加入适量的 固体，和硫酸反应生成，使生成氢气的量减少。
2．（教材习题改编）把A、B、C、D四块金属片用导线两两相连，浸入稀硫酸中构成原电池。A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B。此四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】选。原电池中，活泼金属为负极，、相连时，为负极，金属活动性：；、相连时，上
产生大量气泡，即 电极上 得电子生成，为正极，为负极，金属活动性：；、相连时，电流由 经导线流向，为正极，为负极，金属活动性：；、相连时，电子由 经导线流向，为负极，为正极，金属活动性：。综上可知，此四种金属的活动性由强到弱的顺序为。
3．设计原电池装置证明的氧化性比的强。
（1） 写出能说明的氧化性比的强的离子方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 若要将上述反应设计成原电池，分别写出两极的电极反应式。
① 负极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 正极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：
①不含盐桥 ②含盐桥
_ _ _ _
【答案】（1）
（2） ①
②
（3） ；
课堂检测 巩固落实
1．[（2025·大庆高二质检）]下列化学反应的原理不能设计成原电池的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】选。项，与 反应生成 的反应是放热反应，反应过程中元素化合价发生了变化，该反应属于氧化还原反应，能设计成原电池；项，完全燃烧的反应是放热反应，反应过程中元素化合价发生了变化，该反应属于氧化还原反应，能设计成原电池；项，酸碱中和反应是放热反应，但反应过程中元素化合价不变，因此该反应不能设计成原电池；项，与 反应生成 和 的反应是放热反应，反应过程中元素化合价发生了变化，该反应属于氧化还原反应，能设计成原电池。
2．[（2025·丽江高二期末）]某兴趣小组模拟纸电池（如下图所示）进行实验。下列有关说法正确的是（ ）
A. 该装置将化学能转化为电能
B. 锌电极为正极，发生还原反应
C. 电池工作过程中由锌电极向铜电极迁移
D. 电池工作一段时间后铜电极质量不变
【答案】A
【解析】选。该装置为原电池，将化学能转化为电能，正确；锌电极失去电子为负极，发生氧化反应，错误；原电池中，阴离子向负极迁移，故电池工作过程中 由铜电极向锌电极迁移，错误；铜电极得到电子为正极，电极反应式为，故电池工作一段时间后铜电极质量增加，错误。
3．某原电池反应为。下列该原电池的组成物质中正确的是（ ）
选项 A B C D
正极
负极
电解质溶液 溶液 溶液 溶液 溶液
【答案】C
【解析】选。由原电池反应 可知，该原电池的负极为，电极反应式为，正极上溶液中的 得到电子被还原为 单质，电解质溶液是可溶性银盐（如）溶液，正极的电极材料可以是活动性比 弱的金属 或石墨等惰性电极。
4．向盛有等质量的两份锌粉的、试管中分别加入过量的稀硫酸，同时向试管中加入少量的溶液，产生的体积与时间的关系如下图所示。下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】选。锌粉与稀硫酸发生反应的化学方程式为 ，若向 试管中加入少量的 溶液，则发生反应，消耗一部分，生成的 附着在 上，构成无数微小的 原电池，增大了反应速率，所以加入 溶液的 试管中反应速率更大，先反应完，但因 消耗了一定量的，生成 的体积要小于 试管。
5．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，甲、乙两位同学均使用镁片和铝片作为电极，但甲同学将电极放入的稀硫酸中（如图1），乙同学将电极放入的溶液中（如图2）。
（1） 写出图1所示装置中有关的电极反应式。
负极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
正极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 图2所示装置中负极为_ _ ，正极发生_ _ 反应，总反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 如果甲、乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲同学会判断出_ _ _ _ _ _ （填元素符号，下同）的活动性更强，而乙同学会判断出_ _ _ _ _ _ 的活动性更强。
（4） 由此实验，可得到的结论是（填字母）。
A. 利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液
B. 镁的金属性不一定比铝的强
C. 该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
D. 该实验说明化学研究对象复杂，反应条件多变，应具体问题具体分析
（5） 上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法_ _ _ _ _ _ （填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，请你提出另一种判断原电池正、负极可行的实验方案：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） ；
（2） 铝片；还原；
（3） ；
（4） AD
（5） 不可靠；在两电极之间连上一个电流表测电流方向，判断原电池的正、负极（答案合理即可）
【解析】
（1） 题图1所示装置中，总反应为 ，为负极，电极反应式为；为正极，电极反应式为 。
（2） 题图2所示装置中，总反应为 ，为负极，为正极，正极上发生还原反应。
（3） 题图1所示装置中 为负极，为正极；题图2所示装置中 为负极，为正极。若根据“构成负极材料的金属比构成正极材料的金属活泼”，则甲同学会判断出 的活动性更强，乙同学会判断出 的活动性更强。
课后达标 素养提升
基础检测
1．火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电，该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极。下列说法正确的是（ ）
A. 负极上发生还原反应 B. 在正极上得电子
C. 阳离子由正极移向负极 D. 将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】选。金属钠为负极，负极上发生失电子的氧化反应，错误；碳纳米管为正极，在正极上得电子，发生还原反应，正确；原电池中，阳离子由负极移向正极，错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，错误。
2．图1是铜锌原电池示意图。图2中，轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，轴表示（ ）
A. 铜棒的质量 B. C. D.
【答案】C
【解析】选。是正极，溶液中的 得电子生成氢气，铜棒的质量不变，项错误;是负极，不断发生反应，所以溶液中 逐渐增大，项错误;反应不断消耗，所以溶液中 逐渐降低，项正确;不参加反应，浓度基本不变，项错误。
3．[（2025·菏泽高二统考）]某原电池装置如下图所示。盐桥中装有含饱和溶液的琼脂。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 为正极，发生氧化反应
B. 工作一段时间后，溶液中增大
C. 负极反应：
D. 工作一段时间后，两烧杯中溶液均不变
【答案】B
【解析】选。由题图可知，该原电池中，铁电极为负极，电极反应为，石墨电极为正极，电极反应为 ，原电池工作时，盐桥中的钾离子向正极移动，氯离子向负极移动，故氯化钠溶液中氯离子浓度增大，、错误、正确；铁电极为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，亚铁离子在溶液中水解使溶液呈酸性，左侧烧杯中溶液 减小，石墨电极是正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，消耗氢离子，右侧烧杯中溶液 增大，错误。
4．某电池的总反应为,下列有关说法正确的是（ ）
A. 铜为该原电池的正极
B. 随着电池放电,溶液减小
C. 正极反应式为
D. 参与反应时转移电子
【答案】D
【解析】选。由电池总反应可知,铜被氧化,为负极,错误;随着电池放电,被消耗,溶液 增大,错误;正极上二氧化铅发生还原反应,生成难溶的硫酸铅,错误;负极反应式为,参与反应,转移 电子,正确。
5．与甲、乙两套装置有关的下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙装置中，锌棒均为负极，发生氧化反应
B. 甲装置中锌棒直接与稀硫酸接触，故甲装置中产生气泡的速率更大
C. 甲、乙装置中，阳离子均向碳棒定向迁移
D. 乙装置中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率
【答案】D
【解析】选。由题图可知，甲不是原电池，故 错误；甲装置中锌棒直接与稀硫酸接触，发生化学反应，乙装置中构成了原电池，负极失去电子的速率增大，因此正极放出氢气的速率增大，故 错误；甲装置中发生化学反应，乙装置中形成原电池，碳棒为正极，故只有乙装置中盐桥中的阳离子向碳棒移动，故 错误。
6．如右图所示，该装置为硝酸银溶液原电池，起始时，该电池中两电极的总质量为，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为。下列说法错误的是（ ）
A. 锌片为负极，电极反应式为
B. 向银电极移动，向锌电极移动
C. 工作一段时间后，有电子从负极沿导线向正极移动
D. 电流方向： 电流表 硝酸银溶液
【答案】C
【解析】选。硝酸银溶液原电池中 为负极，发生氧化反应，电极反应式为;为正极，发生还原反应，电极反应式为。由分析可知，锌片为负极，电极反应式为，正确；由分析可知，为负极，为正极，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故 向银电极移动，向锌电极移动，正确；由题干信息可知，起始时，该电池中两电极的总质量为，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为，设通过电路的电子的物质的量为，则 电极减少的质量为，电极增加的质量为，故有，解得，即工作一段时间后，有 电子从负极沿导线向正极移动，错误；由分析可知，为负极，为正极，故电流方向： 电流表 硝酸银溶液，正确。
7．下图甲和乙是双液原电池装置。下列说法错误的是（ ）
A. 乙装置中，电池总反应的离子方程式为
B. 甲装置中，当有电子通过外电路时，正极有析出
C. 盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D. 反应不能发生
【答案】B
【解析】选。乙装置中，为负极，电极反应式为，为正极，电极反应式为，电池总反应的离子方程式为，正确；甲装置中，为正极，电极反应式为，当有 电子通过外电路时正极析出，即有 析出，错误；盐桥的作用是形成闭合回路和平衡电荷，使两边溶液保持电中性，正确；甲装置中，为负极，为正极，金属活动性：，乙装置中，为负极，为正极，金属活动性：，故金属活动性：，反应 不能发生，正确。
8．[（2025·沧州高二统考）]查阅资料可知，相同条件下，草酸根离子的还原性强于。为验证这一结论，某研究性小组设计了如下图所示装置。
已知：①盐桥由琼脂和饱和的氯化钾溶液构成；
②实验过程中，观察到灯泡发亮，一段时间后，左侧溶液变为黄绿色，右侧溶液中有气泡产生，该气体可使澄清石灰水变浑浊。
（1） 中碳元素的化合价为_ _ _ _ _ _ 价，溶液的颜色为_ _ _ _ _ _ 。
（2） 该装置属于_ _ _ _ _ _ （填“原电池”或“电解池”），判断的理由为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 电池工作过程中，盐桥中的向_ _ （填“左侧”或“右侧”）电解质溶液迁移。
（4） 石墨Ⅱ的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，该反应中，每生成气体，消耗的物质的量为_ _ 。
（5） 该电池总反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） ；棕黄色
（2） 原电池；没有外接电源，有自发的氧化还原反应，且形成闭合回路
（3） 右侧
（4） ；0.2
（5）
【解析】
8．由于草酸根离子的还原性强于，由题图可知，石墨Ⅱ为负极，失去电子生成二氧化碳，发生氧化反应，电极反应式为 ；石墨Ⅰ为正极，得到电子生成，发生还原反应，电极反应式为。
（1） 中氧元素的化合价为 价，则碳元素的化合价为 价，溶液的颜色为棕黄色。
（2） 该装置属于原电池，没有外接电源，有自发的氧化还原反应，且形成闭合回路。
（3） 电池工作过程中，阴离子向负极移动，故盐桥中的 向右侧电解质溶液迁移。
（4） 石墨Ⅱ的电极反应式为；该反应中，每生成 气体，转移 电子，由 可知，消耗 的物质的量为。
（5） 该电池总反应的离子方程式为。
素养提升
9．锌铜原电池装置如右图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是（假设反应过程中两池溶液体积不变）（ ）
A. 铜电极上发生氧化反应
B. 电池工作一段时间后,甲池溶液中减小
C. 电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D. 阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
【答案】C
【解析】选。锌的活泼性比铜的强,所以锌电极为负极，铜电极为正极,在正极上 得电子发生还原反应生成,错误;阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,因此电池工作过程中 通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中的电荷平衡,阴离子不能通过阳离子交换膜,甲池溶液中 不变,、错误;乙池中的电极反应为,同时甲池中等物质的量的 通过阳离子交换膜进入乙池中,由于,因此乙池溶液的总质量增加,正确。
10．已知氧化性：。现有如右图所示的电化学装置，下列叙述正确的是（ ）
A. 若为，则极的电极反应式可能是
B. 若为，则可以选或
C. 若为，则极的电极反应式可能是
D. 若为，则中阴离子数会减小
【答案】C
【解析】选。根据题图可知，极是负极，失去电子发生氧化反应；极是正极，得到电子发生还原反应。若 为，则 可为，得到电子发生还原反应，不正确；若 为，则 极的金属性要弱于 的金属性，和 的金属性均强于 的金属性，故 不能选 或，可以选 或 等，不正确；若 为，则 极的金属性要强于 的金属性，所以可以选择，因此负极反应式可能是，正确；若 为，由于 极是负极，盐桥中的阴离子会向 极移动，因此 中阴离子数会增大，不正确。
11．硝酸汞溶液和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞溶液和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如下图所示的实验装置，结果电流计指针发生了偏转。下列分析正确的是（ ）
A. 电流方向是从电极流向电极
B. 电极为负极，发生的反应是
C. 盐桥中的阳离子向电极移动
D. 总反应是
【答案】B
【解析】选。电流计指针发生了偏转，说明有电流形成，构成了原电池。碘离子具有还原性，失电子发生氧化反应，电极为负极，电极反应式为，正确；电极为正极，溶液中汞离子得电子，发生还原反应，电极反应式为，电流方向是从 电极流向 电极，错误；原电池中，阳离子移向正极，故盐桥中的阳离子移向 电极，错误；原电池反应为氧化还原反应，错误。
12．[（2025·重庆万州区高二检测）]人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下各种电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空：
（1） 如图1所示，杠杆两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓溶液（实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化），一段时间后，当杠杆为绝缘体时，_ _ _ _ （填“A”或“B”，下同）端高；当杠杆为导体时，_ _ _ _ 端高。
（2） 溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，
若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为，正极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 将铝片和铜片用导线相连插入烧碱溶液中，形成了原电池，负极为_ _ ，电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 某原电池装置如图2所示，电池总反应为，当电路中转移电子时，交换膜左侧溶液中约减少_ _ _ _ _ _ 离子,交换膜右侧溶液中_ _ （填“ ”“ ”或“”）（忽略溶液体积变化）。
【答案】（1） A；B
（2） ；铜；
（3） 铝片；
（4） ；
【解析】
（1） 当杠杆为绝缘体时，加入硫酸铜溶液后，铁和硫酸铜发生置换反应生成的铜附着在铁球表面，质量增加，因此 端比 端高；当杠杆为导体时，加入硫酸铜溶液后，铁、铜与 溶液构成原电池，铁的金属性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化，铜是正极，溶液中的铜离子得到电子，发生还原反应析出铜，因此 端比 端低。
（2） 氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生反应的离子方程式为；该反应中铜发生氧化反应，为原电池的负极，正极材料只要能够导电且活动性小于铜即可，铁离子在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为。
（3） 将铝片和铜片用导线相连插入烧碱溶液中，能和 溶液反应生成 和，不能和 溶液反应，所以该原电池中铝片为负极，电极反应式为。
（4） 由电池总反应 可知，电极为负极，电极反应式为，当电路中转移 电子时，负极消耗，同时有 从左侧通过质子交换膜移向右侧，所以交换膜左侧溶液中约减少 离子；电极为正极，电极反应式为，当电路中转移 电子时，生成，所以交换膜右侧溶液中 增大，即交换膜右侧溶液中。
第2课时 化学电源
【学习目标】1.了解常见的化学电源，能运用原电池模型分析其工作原理，能用电极反应表示其中发生的化学反应。 2.能从物质变化和能量变化的角度分析新型电池的研发和利用。
知识点一 一次电池
自主预习 新知构建
1．化学电源包括①_ _ 电池、②_ _ 电池和③_ _ 电池等。
【答案】一次； 二次； 燃料
2.电池优劣或是否适合某种用途的判断标准
已知: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。你能计算 空气电池与 空气电池的“理论比能量”之比吗
【答案】假设质量都是,金属、转移电子的物质的量分别为、，空气电池与空气电池的“理论比能量”之比为 。
3．电池回收利用的原因及意义
废旧电池中常含有④_ _ _ _ _ _ 、酸和碱等物质，如果随意丢弃，会对生态环境和人体健康造成危害。因此，应当重视废旧电池的回收利用，这样既可以减少环境污染，又可以节约资源。
【答案】重金属
4．一次电池
（1）概念：放电后⑤_ _ 再充电的电池，也叫做⑥_ _ _ _ _ _ 。
（2）碱性锌锰电池
构造示意图
负极反应 ⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
正极反应
电解质 ⑧_ _ _ _ _ _ _ _
总反应 ⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
【答案】不可； 干电池； ； ；
自我诊断
（1） 太阳能电池属于原电池（ ）
（2） 干电池根据电解质的性质又可分为酸性电池、碱性电池和中性电池（ ）
（3） 碱性锌锰电池中是催化剂,可使碱性锌锰电池的比能量提高（ ）
（4） 碱性锌锰电池工作过程中，负极区附近升高（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） ×
（4） ×
迁移应用 对点训练
1．[（2024·北京卷）]酸性锌锰电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是（ ）
A. 石墨为电池的负极材料
B. 电池工作时，向负极方向移动
C. 发生氧化反应
D. 锌筒发生的电极反应为
【答案】D
【解析】选。酸性锌锰电池中，锌筒为负极，石墨电极为正极，故 错误；原电池工作时，阳离子向正极（石墨电极）方向移动，故 错误；发生得电子的还原反应，故 错误；锌筒为负极，发生失电子的氧化反应，电极反应为，故 正确。
2．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为。下列说法错误的是（ ）
A. 电池工作时，锌失去电子
B. 电池正极的电极反应式为
C. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D. 外电路中每通过电子，消耗锌
【答案】C
【解析】选。由电池总反应可知，锌为负极，电子从负极流出经外电路流向正极；外电路中每通过 电子，理论上参加反应的锌的物质的量为，即消耗 锌。
3．银锌纽扣电池的总反应为。下列说法不正确的是（ ）
A. 锌为负极，失去电子
B. 为正极，发生还原反应
C. 电池工作时，电子从经导线流向
D. 正极的电极反应式为
【答案】C
【解析】选。该原电池的电池反应式为，则负极反应式为，正极反应式为，电子由负极流向正极。失电子发生氧化反应，锌为负极，故 正确；正极上 得电子发生还原反应，故 正确；原电池中电子从负极沿导线流向正极，该原电池中 是负极、是正极，所以电池工作时电子从 经导线流向，故 错误；正极上 得电子，电极反应式为，故 正确。
电极反应式的书写方法
定电极，标得失 按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量
看环境，配守恒 电极产物在电解质溶液中应能稳定存在，如碱性介质中生成的应让其结合生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平
两式加，验总式 两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证
知识点二 二次电池
自主预习 新知构建
1.二次电池是一类放电后可以再充电而反复使用的电池，又称可充电电池或蓄电池。
2．铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，总反应为。负极是①_ _ _ _ _ _ ，正极是②_ _ _ _ _ _ _ _ ，电解质溶液是③_ _ _ _ _ _ 。
（1）放电
①负极：④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
②正极：⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
③放电过程中，负极质量⑥_ _ （填“增大”或“减小”，下同），的浓度⑦_ _ 。
（2）充电
①阴极（还原反应）⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
②阳极（氧化反应）⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
③充电时，铅酸蓄电池正极与直流电源的⑩极相连，负极与直流电源的 极相连。即“负极接负极，正极接正极”。
【答案】； ； 稀硫酸； ； ； 增大； 减小； ； ； 正； 负
3．锂离子电池
电极 电极反应
负极 嵌锂石墨
正极 钴酸锂
总反应
反应过程：放电时，由石墨中脱嵌移向 极，嵌入钴酸锂晶体中；充电时，从钴酸锂晶体中脱嵌，由 极回到 极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，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。
【答案】正； 正； 负
自我诊断
（1） 二次电池的放电过程，负极质量一定减小（ ）
（2） 可充电电池的充、放电过程是可逆反应（ ）
（3） 由于的性质活泼，因此在锂电池中不能用水溶液作为电解质溶液（ ）
（4） 铅酸蓄电池充电时，正极接直流电源正极，发生还原反应（ ）
（5） 锂离子电池放电时，移向正极区（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） √
（4） ×
（5） √
迁移应用 对点训练
1．关于铅酸蓄电池，下列说法正确的是（ ）
A. 放电时，溶液中移向电极
B. 放电时，负极的电极反应式为
C. 该电池工作时，将电能转化为化学能
D. 放电时，正极电极质量增加
【答案】D
【解析】选。铅酸蓄电池放电时，铅为负极，发生氧化反应，二氧化铅为正极，发生还原反应。该电池放电时为原电池，溶液中阳离子 移向正极 电极，错误；放电时，负极上 失电子生成，电极反应式为，错误；该电池工作时将化学能转化为电能，错误；放电时，正极上二氧化铅转化为硫酸铅，电极质量增加，正确。
2．[（2025·新泰高二期末）]下图是常用于太阳能路灯蓄电池的磷酸铁锂电池工作原理图。电极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质是一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过，电池总反应为。电池放电时，下列说法正确的是（ ）
A. 极为电池负极 B. 由极迁移到极
C. 极发生还原反应 D. 将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】选。由电池总反应 可知，电池放电时，极为负极，发生氧化反应，电极反应式为，极为正极，发生还原反应，电极反应式为，、错误；原电池中阳离子向正极移动，故 由 极迁移到 极，正确；电池放电时将化学能转化为电能，错误。
3．[（2025·怀化高二质检）]下图是空气二次电池（锌和铝的某些性质相似），电池内聚丙烯酸钠吸收了溶液形成导电凝胶。下列说法错误的是（ ）
A. 放电时，向电极移动
B. 放电时，锌电极发生反应:
C. 充电时，阳极附近减小
D. 充电时，导线中每通过电子，阴极产生（标准状况下）
【答案】D
【解析】选。根据题干信息可知，空气二次电池中，放电时，负极反应式为，正极上氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为。放电时，电极为负极，电极为正极，所以 向 电极移动，正确；放电时，锌电极发生失电子的氧化反应，电极反应式为，正确；充电时，阳极的电极反应式为，消耗氢氧根离子的同时生成水，所以阳极附近 减小，正确；充电时，导线中每通过 电子，阳极产生氧气的物质的量为，在标准状况下的体积为，错误。
知识点三 燃料电池
自主预习 新知构建
1．燃料电池是一种连续地将①_ _ 和②_ _ _ _ _ _ 的化学能直接转化为电能的化学电源。
【答案】燃料； 氧化剂
2．氢氧燃料电池
（1）基本构造
（2）工作原理
电极反应 酸性电解质 碱性电解质
负极反应 ③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
正极反应 ⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ⑥_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
总反应
【答案】； ； ；
在氢氧燃料电池中质子交换膜的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】质子交换膜只允许通过,既可以将两个半电池分隔开避免氢气与氧气接触,又可以保证由负极室移向正极室,形成闭合回路
3.燃料电池的特点
（1）燃料电池的燃料除氢气外，还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体。
（2）燃料电池将化学能转化为电能的转化率超过。
（3）污染物少排放甚至零排放，被誉为“绿色发电站”。
4.不同介质中， 燃料电池的电极反应式
电解质 电极名称 电极反应式
负极
正极
负极
正极
熔融 负极
正极
固体氧化物（在高温下能传导） 负极
正极
自我诊断
（1） 燃料电池中通入燃料的一极为正极（ ）
（2） 氢氧燃料电池（酸性电解质）中通入正极，电极反应为（ ）
（3） 燃料电池电极材料本身不参与电极反应（ ）
（4） 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，放电过程中，从正极区向负极区迁移（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） √
（4） ×
迁移应用 对点训练
1．某种氢氧燃料电池的电解质溶液为溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是（ ）
A. 正极反应式为
B. 工作一段时间后，电解质溶液中的物质的量不变
C. 该燃料电池的总反应为
D. 消耗（标准状况）时，转移电子
【答案】D
【解析】选。在碱性氢氧燃料电池中，在负极上反应：；在正极上反应：；总反应为；工作一段时间后，电解质溶液中 的物质的量不变，故、、项正确。消耗（标准状况）时，转移电子的物质的量为，故 项不正确。
2．某学习小组以肼为原料设计了一种燃料电池，构造如下图所示。其中两个电极均为铂电极，电池总反应为。下列说法错误的是（ ）
A. 通入的一极是电池的负极
B. 通入的电极反应式为
C. 电池工作一段时间后电解质溶液的将变大
D. 若消耗，则理论上转移电子
【答案】C
【解析】选。电池总反应为，中 元素化合价由 价升高到0价，失电子，为还原剂，被氧化，可知左侧电极为负极，右侧电极为正极，正确；通入 的电极为正极，得电子与水反应生成，电极反应式为，正确；电池总反应为，电池工作一段时间后电解质溶液中 减小，将变小，错误；由电池总反应可得关系式：，若消耗，则理论上转移 电子，正确。
3．[（2025·周口高二期末）]某新型燃料电池以民用燃气为燃料，工作原理如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 通入空气的电极为该电池的正极
B. 电池工作时，电子由极经固体电解质流向极
C. 在极的反应式为
D. 相同状况下，极消耗，理论上极消耗燃料
【答案】B
【解析】选。由题图可知，极为正极，极为负极。燃料电池中，通入空气的电极为该电池的正极，正确；电池工作时，电子由 极经外电路流向 极，错误；在 极被氧化为，电极反应式为，正确；、与 发生反应生成、时，、与 的化学计量数之比均为，因此相同状况下，极消耗，理论上 极消耗 燃料，正确。
课堂检测 巩固落实
1．[（2023·海南卷）]利用金属、海水及其中的溶解氧可组成电池，如下图所示。下列说法正确的是（ ）
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
【答案】A
【解析】选。铝为活泼金属，发生氧化反应，为负极，石墨为正极，正确；电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的 向 电极移动，错误；电池工作时，电极反应为，铝离子水解显酸性，错误；由 项分析可知，每消耗，电池最多向外提供 电子的电量，错误。
2．[（2025·铜川一中高二期末）]氯气-铝电池是一种新型的燃料电池，若电解质溶液为溶液，则下列说法不正确的是（ ）
A. 通入氯气的电极是正极
B. 电池工作时，电子从电极流出
C. 负极反应为
D. 该电池总反应为
【答案】D
【解析】选。氯气-铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液为 溶液，为负极，电极反应式为，通入氯气的电极是正极，电极反应式为，电池总反应为，、正确，错误；电池工作时，外电路中电子从负极流出，故电子从 电极流出，正确。
3．[（2025·重庆渝中区高二统考）]清华大学开发出一种锂离子电池，在室温条件下可进行循环充放电，实现对磁性的可逆调控，下图电池一极为纳米，另一极为金属锂和石墨的复合材料，电解质只传导锂离子。下列说法错误的是（ ）
A. 该电池不能使用氯化锂水溶液作为电解质溶液
B. 充电时，纳米连接电源的正极，发生氧化反应
C. 放电时，该电池正极的电极反应式为
D. 放电时，电池逐渐远离磁铁
【答案】D
【解析】选。金属锂能与水反应，该电池不能使用氯化锂水溶液作为电解质溶液，正确；放电时，金属锂和石墨的复合材料为负极，发生氧化反应，纳米 为正极，充电时纳米 连接电源的正极，发生氧化反应，正确；放电时，纳米 为正极，电极反应式为，生成铁单质，电池逐渐靠近磁铁，正确，错误。
4．[（2025·大连高二期末）]水系锌金属电池因锌负极水系电解液的腐蚀问题而限制了循环寿命。中科院化物所团队设计了一种双相电解液体系，该体系的负极侧电解液富含有机溶剂，而正极侧电解液以水溶液为主，装置如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 负极反应为
B. 电解质溶液中的和向负极移动
C. 电子从负极流向正极，再经电解液回到负极
D. 该电池的优点是降低了负极的含水量，从而抑制水溶液的腐蚀
【答案】C
【解析】选。该装置为原电池，负极上锌失电子生成锌离子，电极反应为，故 正确；原电池中阴离子向负极移动，则电解质溶液中的 和 向负极移动，故 正确；原电池中电子从负极经导线流向正极，电子不经过电解液，故 错误；根据题干信息，该电池负极侧电解液富含有机溶剂，含水量少，抑制了水溶液的腐蚀，故 正确。
5．[（2025·聊城高二检测）]下图是某氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为溶液。氢气在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为。回答下列问题。
（1） 通入的一极为电池的（填“正”或“负”）极。
（2） 极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 每转移电子，消耗的体积为_ _ （标准状况下）。
（4） 若将氢气换成甲烷，电解质溶液换成溶液，去掉质子交换膜。
① 极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 电池工作一段时间后电解质溶液的_ _ （填“增大”“减小”或“不变”）。
（5） 若将氢气换成一氧化碳，电解质溶液换成固体电解质（传导），去掉质子交换膜，则极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 负
（2）
（3） 2.24
（4） ①
② 减小
（5）
【解析】
（1） 电池总反应为，氢气失电子发生氧化反应，通入 的一极为电池的负极。
（2） 极为正极，正极上氧气得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为。
（3） 由 可知，每转移 电子，消耗，在标准状况下的体积为。
（4） ① 若将氢气换成甲烷，电解质溶液换成 溶液，去掉质子交换膜，则 极仍为负极，电极反应式为。
② 电池的总反应为，电池工作一段时间后电解质溶液的 减小。
（5） 若将氢气换成一氧化碳，电解质溶液换成固体电解质（传导），去掉质子交换膜，则 极仍为负极，电极反应式为。
课后达标 素养提升
基础检测
1．[（2025·重庆涪陵区高二月考）]燃料电池给铅酸蓄电池充电时，燃料电池负极和铅酸蓄电池阴极所发生的反应类型分别是（ ）
A. 氧化反应、还原反应 B. 氧化反应、氧化反应
C. 还原反应、氧化反应 D. 还原反应、还原反应
【答案】A
【解析】选。燃料电池负极发生氧化反应，铅酸蓄电池阴极发生还原反应，故 正确。
2．用如右图所示的装置进行实验，电流表指针发生偏转。下列说法错误的是（ ）
A. 该装置的总反应为
B. 从极经阳离子交换膜移向极
C. 该装置将化学能转化为电能
D. 工作一段时间后，极附近溶液碱性减弱
【答案】A
【解析】选。电解质溶液为碱性溶液，最终生成氯化钾，该装置的总反应为，错误；极为原电池的负极，极为原电池的正极，故 从 极经阳离子交换膜移向 极，正确；该装置为原电池装置，将化学能转化为电能，正确；极发生反应，所以工作一段时间后 极附近溶液碱性减弱，正确。
3．电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为。下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A. 为电池的正极
B. 负极反应为
C. 电流由镁电极经外电路流向正极
D. 可用于海上应急照明供电
【答案】D
【解析】选。由电池反应的离子方程式可知，是还原剂，是氧化剂，故金属 为负极，电极反应式为，故、项错误；该电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池工作时将化学能转化为电能，电能的产生可用于海上应急照明供电，故 项正确。
4．[（2025·衡阳高二检测）]某非水相可充电电池的工作原理如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 充电时，接直流电源的负极
B. 图中的离子交换膜为阴离子交换膜
C. 放电时，正极的电极反应式为
D. 放电过程中负极区浓度保持不变
【答案】B
【解析】选。放电时 为负极，为正极，充电时电源的正极接原电池的正极，电源的负极接原电池的负极，即充电时，接直流电源的负极，正确；由题图可知，离子交换膜允许 通过，故该离子交换膜为阳离子交换膜，错误；放电时，在正极 上发生得电子的还原反应生成，电极反应式为，正确；放电过程中负极区每生成，就会有 通过阳离子交换膜移向正极区，正极区 浓度逐渐增大，负极区 浓度保持不变，正确。
5．[（2025·天津河西区高二期末）]甲醇固体氧化物燃料电池工作原理示意图如下。下列有关说法正确的是（ ）
A. 极上氧气得到电子转化为
B. 从燃料电池的负极向正极迁移
C. 该燃料电池将电能转化为化学能
D. 极电极反应为
【答案】A
【解析】选。由题图可知，向 极移动，极为负极，电极反应为，极为正极，电极反应为，故 正确，错误；从燃料电池的正极向负极迁移，故 错误；该燃料电池是原电池，将化学能转化为电能，故 错误。
6．[（2025·合肥高二联考）]乙烯-空气燃料电池装置如右图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电池工作时，由左向右定向移动
B. 左侧电极上发生反应：
C. 左侧电极电势高于右侧电极电势
D. 当外电路中有电子通过时，约消耗空气（标准状况）
【答案】B
【解析】选。根据题图可知，左侧通入乙烯的 电极为负极，电极反应为；右侧通入空气的 电极为正极，电极反应为。电池工作时，由正极区（右）向负极区（左）移动，错误；左侧 电极上发生反应：，正确；原电池中正极的电极电势高于负极的电极电势，即右侧 电极电势高于左侧 电极电势，错误；根据正极反应式可知，当外电路中有 电子通过时，消耗，在标准状况下的体积为，结合氧气在空气中所占比例可知，消耗空气的体积约为，错误。
7．以下是爱迪生电池在充电和放电时发生的反应：。下列有关爱迪生电池的说法不正确的是（ ）
A. 放电时，是负极，是正极
B. 蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中
C. 充电时，电极上的电极反应式为
D. 放电时，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动
【答案】B
【解析】选。放电时，失电子被氧化生成，为负极，电极反应式为；正极上 得到电子被还原生成，电极反应式为；充电时，阳极、阴极与正极、负极反应正好相反。放电时，是负极，是正极，故 正确；放电时生成、，这两种物质均能溶于酸，不能溶于碱，所以电解质溶液应该呈碱性，故 错误；充电时，电极为阴极，电极反应式为，故 正确；放电时为原电池，电解质溶液中阴离子向负极方向移动，故 正确。
8．[（2025·沧州高二阶段练习）]化学电池在日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
（1） 研究燃料电池性能的装置如下图所示,两电极区间用允许、通过的半透膜隔开。
① 负极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；放电过程中需补充的物质A为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学式）。
② 上图所示的燃料电池放电的本质是通过与的反应,将化学能转化为电能,该反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
、
（2） 利用电池原理治理各种污染是科研工作人员致力研究的重要课题之一：硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，我国在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如上图所示。
① 极为_ _ ，极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 气体去除的原理为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （结合离子方程式解释）。
【答案】① ；
②
（2） ① 负极；
② 除去的过程涉及两个反应步骤，第一步在电极上发生反应；第二步生成的氧化硫化氢生成硫单质，离子方程式为
【解析】
① 负极发生氧化反应,碱性条件下,被氧化生成,碳元素化合价由 价升高为 价，电极反应式为。正极反应中,被还原为,在酸性条件下再被 氧化为,因为最终有 生成,氧化 的过程中要消耗,故需要补充的物质 为。
② 与 反应的离子方程式为。
（2） ① 根据题图可知，极为负极，电极反应式为；极为正极，电极反应式为 。
② 由题图可知，除去 的过程涉及两个反应步骤，第一步 在电极上发生反应；第二步生成的 氧化硫化氢生成硫单质，离子方程式为。
素养提升
9．一种催化电极（表面锂掺杂了锡纳米粒子）催化制甲酸盐的电化学装置如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 放电时，正极的电极反应式为
B. 充电时，催化电极周围增大
C. 放电时，锡纳米粒子能提高的平衡转化率
D. 充电时，催化电极应与电源的负极相连
【答案】A
【解析】选。放电时，为负极，电极反应式为，催化电极为正极，电极反应式为；充电时，电极为阴极，与电源的负极相连，催化电极为阳极，与电源的正极相连。放电时，正极电极反应式为，项正确；由题图可知，充电时，催化电极上，故催化电极周围 减小，项错误；催化剂只能改变化学反应速率，不能使平衡移动，故不能提高 的平衡转化率，项错误；充电时，催化电极为阳极，应与电源的正极相连，项错误。
10．科学家设计微生物原电池，用于处理废水（酸性）中的有机物及脱除硝态氮，该装置如下图所示。下列有关该微生物电池说法正确的是（ ）
A. 电子由电极转移到电极
B. 可通过质子交换膜移向右侧极室
C. 电极的反应式为
D. 每生成转移电子
【答案】A
【解析】选。该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则电极 是正极，电极反应式为；电极 是负极，电极反应式为。原电池中电子由负极流向正极，即电子由电极 经外电路转移到电极，故 正确；原电池中阳离子向正极移动，即 可通过质子交换膜移向左侧极室，故 错误；电极 为正极，电极反应式为，故 错误；由负极的电极反应式 可知，生成 二氧化碳转移 电子，故每生成 转移 电子，故 错误。
11．[（2025·封丘一中高二期末）]清华大学曲良体教授团队在电池（如右图所示）快速充电领域取得新进展。该电池工作一段时间后，正极富集难溶的。电池工作时，下列说法错误的是（ ）
A. 负极反应：
B. 通过阴离子交换膜向极移动
C. 电池总反应为
D. 正极富集时，外电路中转移电子
【答案】D
【解析】选。由题图分析可知，该电池工作时，负极反应为，正极反应为，电池总反应为,、项正确；通过阴离子交换膜向负极 极 移动，项正确；正极上、均得电子，正极富集 时，外电路中转移 电子，项错误。
12．
（1） 是电池（如图1）的正极活性物质，电池的负极是金属，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电时总反应为。该反应可认为分两步进行：第1步为，则第2步正极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
图1
（2） 如图2为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为左右，电池总反应为，正极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。（由和制得）的两个作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
图2
（3） 浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的工作原理如图3所示，该电池从浓缩海水中提取的同时又获得了电能。
图3
① 为极，极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 极生成时，有_ _ _ _ 移向_ _ _ _ （填“”或“”）极。
【答案】（1）
（2） （或）；导电、隔离钠和硫
（3） ① 正；
② 2；
【解析】
（1） 电池放电时总反应为，负极上 失电子发生氧化反应，正极上 得到电子生成硫离子和铁单质，该反应可认为分两步进行：第1步为，第2步为，第2步负极的电极反应式为，则第2步正极的电极反应式为。
（2） 原电池正极发生得电子的还原反应，由该电池总反应 可知，硫单质得电子，故正极的电极反应为（或）；起到导电、隔离钠和硫的作用。
（3） ① 极上 得到电子生成，为正极；极为负极，电极反应式为 。
② 由电荷守恒可知，极生成 时，电路中转移 电子，有 锂离子移向 极。
聚焦突破9 新型化学电源
1.新型化学电源的解答步骤
（1）根据题意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、负极的电极反应式。在水溶液中不存在，在酸性环境中转化为，在碱性环境中转化为。
（3）依据原电池原理或正、负极的电极反应式，分析判断电子、离子的移动方向，以及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。
2.二次电池充放电原理分析
3.浓差电池分析的一般思路
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。电池内部，某种电解质离子或分子浓度越大，其氧化性或还原性就越强。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，这是解题的关键。
例1 [（2024·江西卷）]我国学者发明了一种新型多功能甲醛-硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子（如下图）。下列说法正确的是（ ）
A. 电极反应为
B. 电极反应为
C. 放电过程中，通过质子交换膜从左室传递到右室
D. 处理废水过程中溶液不变，无需补加
【答案】B
【解析】由原电池中电子移动方向可知，电极为负极，转化为 和，电极反应为；电极为正极，转化为，电极反应为，错误，正确。质子交换膜只允许 通过，错误。总反应为，消耗，需补加，错误。
例2 [（2024·全国甲卷）]科学家使用研制了一种可充电电池（如下图所示）。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是（ ）
A. 充电时，向阳极方向迁移
B. 充电时，会发生反应
C. 放电时，正极反应有
D. 放电时，电极质量减少，电极生成了
【答案】C
【解析】充电时,向阴极方向迁移，错误；由题意知，放电时，转化为 和，错误；放电时，电极为正极，发生的反应有，正确；放电时 电极的电极反应式为，电极质量减少 时，电路中通过 电子，故 电极有 发生反应，但 转化为 和少量，故生成的 的物质的量小于，错误。
例3 [（2022·浙江1月选考）]计是一种采用原电池原理测量溶液的仪器。如下图所示，以玻璃电极（在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的溶液，并插入电极）和另一电极插入待测溶液中组成电池，与电池的电动势存在关系：常数/。下列说法正确的是（ ）
A. 如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为
B. 玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C. 分别测定含已知的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的
D. 计工作时，电能转化为化学能
【答案】C
【解析】如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极，负极发生氧化反应，错误；由已知“与电池的电动势 存在关系：常数/”可知，玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，错误；与电池的电动势 存在关系：常数/，则分别测定含已知 的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的，正确；计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，错误。
例4 [（2025·郑州高二月考）]“浓差电池”是一种利用物质的浓度差产生电势的装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同，从而产生不同的电势。某浓差电池工作原理示意图如下。下列说法正确的是（ ）
A. 电势：电极电极2
B. 装置中的离子交换膜应选用阳离子交换膜
C. 电极2的电极反应式为
D. 导线上每通过电子，负极区溶液质量减少
【答案】C
【解析】右侧铜离子浓度高于左侧，更易得到电子，因此 电极2为正极，电极1为负极，在原电池中，电势：正极 负极，故电势：电极 电极2，错误；装置中的离子交换膜应允许 自由通过，选用阴离子交换膜，错误；电极2为正极，电极反应式为，正确；导线上每通过 电子，负极区溶液中增加，从正极区转移入，故负极区溶液质量增加，错误。
【突破集训】
1．[（2022·湖南卷）]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. 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. 该锂电池属于一次电池
【答案】B
【解析】选。海水中含有大量的电解质，起电解质溶液作用，项正确；是活泼金属，为负极，则 极是正极，正极上海水中溶解的 放电，项错误；易与水反应，故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能，同时为形成闭合回路，也具有传导离子的功能，项正确；该锂 电池属于一次电池，项正确。
2．科学家报道了一种新型可充电二次电池，工作原理如下图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A. 放电时，电子由极经有机电解液流向极
B. 充电时，极的电极反应式为
C. 充电时，可用乙醇代替有机电解液
D. 电极材料的比能量：
【答案】B
【解析】选。根据题图可知，放电时，负极 上 发生失电子的氧化反应，电极反应式为，正极 上发生得电子的还原反应，电极反应式为；充电时为电解池，阴极的电极反应式为,阳极的电极反应式为。极为负极，极为正极，故放电时电子由 极经外电路流向 极，错误；充电时，极为阳极，电极反应式为，正确；能与乙醇反应，不能用乙醇代替有机电解液，错误；若 和 都失去 电子，则电极材料中消耗 的质量为,消耗 的质量为，单位质量金属放出的电能：，故比能量：,错误。
3．[（2023·辽宁卷）]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】选。左侧电极为负极，电极反应为,转化为，负极质量增大，项错误；储能过程为充电过程，电能转化为化学能，项正确；放电时阳离子向正极移动，故左侧 通过质子交换膜移向右侧，项错误；放电时总反应为，故充电总反应为，项错误。
4．[（2025·郑州高二期末）]溶质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如下图所示是由电极和硝酸银溶液组成的电池,工作时,A电极的质量不断减轻。下列说法正确的是（ ）
A. 此处应该用阳离子交换膜
B. B极为正极,发生氧化反应
C. 若外电路通过电子,则右侧溶液质量减轻
D. 原电池的总反应不一定是氧化还原反应
【答案】D
【解析】选。由题意可知,极为负极,极为正极,负极区 失电子发生氧化反应生成，电极反应为，浓度增大；正极区 得电子发生还原反应生成,电极反应为,浓度减小,浓差电池中溶质由高浓度向低浓度扩散,故正极区的 经过离子交换膜移向负极区,即离子交换膜应为阴离子交换膜,、项错误。若外电路通过 电子,则右侧溶液质量减轻,项错误。
5．[（2022·全国乙卷）]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（如下图所示）。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（ ）
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
【答案】C
【解析】选。充电时，由题意可知，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，、项正确；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，项错误；放电时，正极发生还原反应，电极反应式为，项正确。
第二节 电解池
第1课时 电解原理
【学习目标】1.了解电解、电解池的概念，认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式。
2.了解在电解过程中离子的放电顺序与氧化性、还原性的关系，并能用电极反应和总反应进行表征。
3.形成系统分析电解池的思维模型，能初步设计简单的电解池。
知识点一 电解原理
自主预习 新知构建
1．按如下图所示装置完成实验,并填写下表
（1）实验探究——电解氯化铜溶液
实验现象 实验分析
电流表指针①_ _ _ _ _ _ _ _ 电解质溶液导电，形成闭合回路
极上逐渐覆盖一层红色物质 析出金属铜：（还原反应）
极上产生有②_ _ _ _ _ _ 气味的气体，该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成③色 产生了氯气： （氧化反应）
电解溶液的总反应：
（2）实验原理分析
①氯化铜溶液中存在的离子有④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,通电前这些离子在溶液中作自由运动。
②通电时在电场的作用下,溶液中的离子作定向运动,即⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 向极迁移,⑥_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 向极迁移。
③⑦_ _ _ _ _ _ _ _ 在极（与电源⑧_ _ 相连）失电子,被⑨_ _ ;⑩_ _ _ _ _ _ _ _ 在极（与电源 _ _ 相连）得电子,被 _ _ 。
④实验结论
电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程。
【答案】发生偏转； 刺激性； 蓝； 、、、； 、； 、； ； 正极； 氧化； ； 负极； 还原
2．电解和电解池
（1）电解：使电流通过 而在阳极、阴极引起 反应的过程。
（2）电解池（也称电解槽）将 转化为 的装置。
（3）电解池的构成条件
（4）电解池的工作原理
接通电路后，电源、金属导线、阴极和阳极与电解质溶液形成闭合回路（如下图所示）。
①离子流向：阳离子移向电解池的 ；阴离子移向电解池的 。
②电子流向：从电源的 流向电解池的 ，从电解池的 流向电源的 。
【答案】电解质溶液（或熔融电解质）； 氧化还原； 电能； 化学能； 电极； 直流电源； 闭合回路； 阴极； 阳极； 负极； 阴极； 阳极； 正极
学思用．电解质溶液导电与金属导电有何区别？
【答案】电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。
自我诊断
（1） 电解池的两个电极必须是两个活动性不同的电极（ ）
（2） 原电池的正极和电解池的阴极上均发生还原反应（ ）
（3） 电子从电解池的阴极通过电解质溶液流入电解池的阳极（ ）
（4） 某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现（ ）
（5） 电解溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） ×
（4） √
（5） ×
迁移应用 对点训练
1．下列关于电解池的叙述正确的是（ ）
A. 与电源正极相连的是电解池的阴极
B. 与电源负极相连的是电解池的阴极
C. 在电解池的阳极发生还原反应
D. 电子从电源的负极沿导线流向正极
【答案】B
【解析】选。电解池中，与外接电源负极相连的是阴极，与外接电源正极相连的是阳极，故 错误、正确；电解池的阳极上失电子发生氧化反应，故 错误；电解池中，电子从电源的负极经导线流入阴极，从阳极流向电源的正极，故 错误。
2．如右图所示是电解溶液的装置，其中、为石墨电极。下列有关判断正确的是（ ）
A. 为负极、为正极
B. 为阳极、为阴极
C. 电解过程中，电极质量增加
D. 电解过程中，氯离子的浓度不变
【答案】C
【解析】选。电流从电源的正极流出，因此 为电源的正极，为电源的负极，为电解池的阳极，为电解池的阴极；电解 溶液的电极反应为阳极（电极），阴极（电极）。
3．如下图所示，某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 铅笔端为阳极，发生氧化反应 B. 铂片端为阴极，发生还原反应
C. 铅笔端有少量氯气产生 D. 是负极，是正极
【答案】D
【解析】选。用铅笔在滤纸上写字，出现红色字迹，说明铅笔端产生，故铅笔端为阴极，放电发生还原反应生成 和，、项错误；铂片端为阳极，发生氧化反应，项错误。
知识点二 电解规律
自主预习 新知构建
1.电解时电极产物的判断
2．酸、碱、盐溶液的电解规律（惰性电极）
（1）电解水型
电解质
阳极反应式
阴极反应式
变化 ①_ _ ②_ _ ③_ _
复原加入物质 ④_ _ _ _ _ _ _ _
（2）电解电解质型
电解质
阳极反应式
阴极反应式 ⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ⑥_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
变化 ⑦_ _ —
复原加（通）入物质 ⑧_ _ _ _ _ _ _ _ ⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
（3）电解电解质和水型
电解质
阳极反应式 ⑩_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
阴极反应式 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
变化 _ _ _ _
复原加（通）入物质 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
【答案】减小； 增大； 不变； ； ； ； 增大； ； ； ； ； ； ； 增大； 减小； ； 或
学思用．用石墨棒作为电极，在、、、等离子中选出适当离子组成电解质，电解该溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式。
（1） 当阴极放出，阳极放出 时，电解质是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 当阴极析出金属，阳极放出 时，电解质是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 当阴极放出，阳极放出 时，电解质是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
学思用 用惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢生碱型和放氧生酸型。再根据阴阳离子在电极的放电顺序判断。
（1） 阴极有生成，阳极有生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即。
（2） 阴极析出金属，阳极放出，实质为放氧生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即。
（3） 阴极放出，阳极放出，实质为放氢生碱型（或电解盐酸，此处无，盐酸不合理），即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即。
3.电解池中的守恒规律
同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子数均相等，在各极反应式中建立联系。
自我诊断
（1） 用石墨作为电极电解氯化钠和硫酸铜的混合溶液，最初一段时间阴极和阳极生成的物质分别是铜和氯气（ ）
（2） 以石墨为阴极、铜为阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为（ ）
（3） 以石墨为电极电解硝酸银溶液的总反应为 （ ）
（4） 以铜为阳极电解盐酸的总反应为 （ ）
（5） 电解任何物质，阳极失电子总数都与阴极得电子总数相等（ ）
【答案】（1） √
（2） ×
（3） √
（4） √
（5） √
迁移应用 对点训练
1．用电解水的方法分析水的组成时，需加入一些物质以增强溶液的导电性，一般不宜加入的物质是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选。用电解水的方法分析水的组成时，所加入电解质只能增大溶液的导电性，不能参与电极反应，否则会影响 和 的生成。加入、、，溶液导电性增强，且不影响 和 的生成，、、不符合题意；加入，电解 溶液时阳极放出氯气，阴极产生氢气，不是电解水，符合题意。
2．用惰性电极电解稀、、的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是（ ）
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】B
【解析】选。由题意知，溶液中存在、、、、、、。根据离子的放电顺序，阳离子为，阴离子为、，故最初一段时间，阴极：，阳极： 。
3．[（2025·伊春高二测试）]某同学按如下图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（ ）
A. 电解过程中，铜电极上有产生
B. 电解初期，主反应的化学方程式为
C. 电解一定时间后，石墨电极上始终无铜析出
D. 整个电解过程中，的浓度不断增大
【答案】B
【解析】选。铜电极与电源正极相连，为阳极，失去电子生成，电解过程中，铜电极上不会有 产生，错误;铜电极为阳极，铜失去电子，石墨电极为阴极，溶液中的氢离子放电，故电解初期，主反应的化学方程式为 ，正确;电解一定时间后，溶液中铜离子浓度增大，由于 的氧化性强于，因此 也会在阴极上放电生成铜，即阴极上先是 得电子放出，后是 得电子析出，错误;根据 项分析可知，在整个电解过程中，起始时 的浓度不断减小，随后基本保持不变，错误。
课堂检测 巩固落实
1．（教材习题改编）下列用惰性电极电解不同物质的电极反应式书写错误的是（ ）
A. 电解饱和食盐水 阴极：
B. 电解溶液 阳极：
C. 电解熔融阴极：
D. 电解溶液 阳极：
【答案】A
【解析】选。电解饱和食盐水时，阴极上应是 放电生成 和，故 错误。
2．将一直流电源的正、负极（电极材料为），用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾淀粉溶液和紫色石蕊溶液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是（ ）
选项 A B C D
阳极 蓝 白 红 蓝
阴极 白 蓝 蓝 蓝
【答案】D
【解析】选。阳极上 优先放电生成，使淀粉溶液变蓝，阴极上 放电生成 和，溶液呈碱性，使紫色石蕊溶液显蓝色，正确。
3．下列关于如下图所示的电解池工作时的相关叙述正确的是（ ）
A. 电极为阳极，发生还原反应
B. 向石墨电极作定向移动
C. 石墨电极上的电极反应：
D. 电解池总反应：
【答案】C
【解析】选。电子流出的一极是电源的负极，电极连接电源的正极，为阳极，发生氧化反应，项错误；电解池中，阴离子向阳极移动，故 向 电极作定向移动，项错误；石墨电极是电解池的阴极，发生还原反应，电极反应为，项正确；阳极上 发生氧化反应生成，阴极上 发生还原反应生成，故电解池总反应为，项错误。
4．用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是（ ）
①电解稀硫酸
②电解溶液
③电解溶液
④电解熔融
A. 电解进行一段时间后①②③溶液的均增大
B. ②中电解一段时间后，溶液颜色变浅，加入一定质量的固体，能够使溶液恢复到原来状态
C. ③中阳极消耗，故溶液中变小
D. ④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为
【答案】D
【解析】选。电解稀硫酸的实质是电解水，溶液酸性增强，减小；电解 溶液生成，溶液酸性增强，减小；电解 溶液的实质是电解水，溶液碱性增强，增大，错误。电解 溶液的电解方程式为，被还原为，溶液颜色变浅，加入一定质量的 固体发生反应：，无法使溶液恢复到原来状态，错误。电解 溶液的实质是电解水，溶液中 增大，错误。电解熔融，电解方程式为 ，阴极产物为，阳极产物为，阴、阳两极上产物的物质的量之比为，正确。
5．如下图所示为在直流电源的作用下电解溶液的装置，其中A、B为石墨电极，、为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将B电极取出，洗干净并干燥后称量，其质量增加了。
（1） 电极为电源的极。
（2） 写出电极反应式：A极_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,B极_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 若要使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入_ _ _ _ _ _ ，加入_ _ 。
【答案】（1） 正
（2） ；
（3） ；4.0
【解析】
（1） 电极质量增加，则 电极为电解池的阴极，阴极发生还原反应，铜离子得到电子转化为铜单质，阴极与电源的负极相连，因此 电极为电源的负极、电极为电源的正极。电极为电解池的阳极，发生氧化反应，水失去电子转化为氧气和氢离子。
（2） 见（1）解析
（3） 应补充氧化铜使电解质溶液恢复到原来状态，阳极析出的铜的质量为，而氧化铜中铜的质量分数为，因此需要补充的氧化铜的质量为。
课后达标 素养提升
基础检测
1．[（2025·北京海淀区高二统考）]利用固体氧化物电解池可将转化为并存储，装置示意图如右。下列说法不正确的是（ ）
A. 极连接电源的正极
B. 极上的电极反应为
C. 极上的电极反应为
D. 通过该过程可以实现储能
【答案】B
【解析】选。电解池中阴离子向阳极移动，由 移动方向可知，极为阳极、极为阴极。由分析可知，极为阳极，连接电源的正极，正确；极发生氧化反应，电极反应为，错误；极发生还原反应，电极反应为，正确；通过该过程可以将电能转化为化学能，实现储能，正确。
2．[（2025·牡丹江高二月考）]用铂作为电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的变小，并且在阳极得到气体，在阴极得到气体（两种气体均在相同条件下测定）。由此可知该溶液可能是（ ）
A. 稀盐酸 B. 溶液 C. 溶液 D. 稀硫酸
【答案】D
【解析】选。阳极与阴极产生的气体体积之比为，相当于电解水；变小，说明电解的是含氧酸。
3．下列有关用惰性电极电解溶液一段时间后的说法，正确的是（ ）
A. 电解过程中阳极的质量不断增加
B. 电解过程中溶液的不断升高
C. 此时向溶液中加入适量的固体可使溶液恢复到电解前的状况
D. 电解后两极产生的气体体积比为
【答案】C
【解析】选。用惰性电极电解 溶液，总反应为，阴极上析出，阳极上放出，、错误；由于生成，因此溶液的 降低，错误；要使溶液恢复到电解前的状况，可加入适量 固体，正确。
4．如右图所示用石墨作为电极的电解池中，放入某足量蓝色溶液进行电解，观察到电极表面有红色固体生成，电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出电极，洗涤、干燥、称量，电极增重。下列说法错误的是（ ）
A. 电极与电源正极相连
B. 该蓝色溶液可能是或溶液
C. 电解后溶液的酸性增强
D. 要使电解后溶液完全恢复到电解前的状态，可加入
【答案】B
【解析】选。电极表面有红色固体生成，说明 电极为阴极，在此电极上得到电子生成 单质，电极反应为；电极有无色气体生成，说明 电极为阳极，水放电生成 和，电极反应为 。根据分析可知，电极为电解池阳极，与电池正极相连，故 正确；根据阴离子放电顺序可知，在氢氧根离子前放电，因此蓝色溶液不能为 溶液，故 错误；电极的电极反应为，电解后溶液的酸性增强，故 正确；,,若用 还原溶液，则需要的质量为，故 正确。
5．[（2025·南阳高二期末）]科学家开发了高活性磷化铁催化剂，通过电化学原理将硝酸盐还原为氨，工作原理如下图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过）。下列叙述正确的是（ ）
A. 电极与电源正极连接
B. 一段时间后，溶液浓度保持不变
C. 电极的主要电极反应式为
D. 电极电势低于电极电势
【答案】C
【解析】选。由题图可知，电极上硝酸根离子被还原生成氨，所以 电极为阴极，连接电源负极，电极反应式为，电极为阳极，连接电源正极，电极反应式为，错误，正确；阳极反应式为，水逐渐增多，溶液浓度降低，错误；电极（阳极）的电势高于 电极（阴极）的电势，错误。
6．[（2025·绵阳高二检测）]用惰性电极电解下列各组中的三种溶液，电解过程中，溶液的变化依次为减小、不变、增大的是（不考虑气体的溶解）（ ）
A. 、、 B. 、、
C. 、、 D. 、、
【答案】D
【解析】选。电解 溶液生成氯气和氢气，溶液的 增大；电解 溶液生成氢气和氧气，溶液的 减小；电解 溶液生成氢气和氧气，溶液的 不变，故 不符合题意。电解 溶液生成硝酸、银和氧气，溶液的 减小；电解 溶液生成铜和氯气，溶液的浓度减小，铜离子水解产生的氢离子浓度减小，溶液的 增大；电解 溶液生成铜、硝酸和氧气，溶液的 减小，故 不符合题意。电解 溶液生成氢氧化钙、氯气和氢气，溶液的 增大；电解 溶液生成氢气和氧气，溶液的 增大；电解 溶液生成氢气和氧气，溶液的 不变，故 不符合题意。电解 溶液生成铜、氧气和硫酸，溶液的 减小；电解 溶液生成氢气和氧气，溶液的 不变；电解 溶液生成氢气、氯气和氢氧化钾，溶液的 增大，故 符合题意。
7．[（2025·临沂高二期末）]应用电解法对煤进行脱硫处理具有脱硫效率高、经济效益好等优点。煤中含硫物质主要为，脱硫过程的主要反应为，电解脱硫原理如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 石墨2为阳极
B. 通电时，混合液中向石墨1电极移动
C. 电解刚刚开始时阴极的电极反应式为
D. 电解一段时间后混合液的增大
【答案】C
【解析】选。根据题图可知，失去电子发生氧化反应，石墨1是阳极，石墨2是阴极,项错误；通电时，混合液中 向石墨2电极移动，项错误；电解刚刚开始时阴极的电极反应式为 ，项正确；根据混合液中发生反应 可知，电解一段时间后溶液酸性增强，混合液的 减小，项错误。
8．用如下图所示装置（、是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，下表中各项所列对应关系均正确的是（ ）
选项 极 实验前形管中液体 通电后现象及结论
A 正极 溶液 形管两端滴入酚酞后，管中呈红色
B 负极 溶液 管中电极反应式是
C 正极 溶液 管中有气体逸出
D 负极 溶液 溶液降低
【答案】C
【解析】选。电解 溶液时，阳极上是 发生失电子的氧化反应生成 和，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即 管中呈无色，错误；电解 溶液时，阴极上是 得电子发生还原反应，即 管中析出金属，电极反应式是，错误；电解 溶液时，阳极上是 失电子发生氧化反应，即 管中 放电产生，正确；电解 溶液时，实际上电解的是水，导致 溶液的浓度增大，碱性增强，升高，错误。
素养提升
9．某同学用如右图所示装置进行实验①和②，在相同时间内，记录现象见下表（溶液的温度变化均不明显）。
实验序号 电极材料 实验现象
① 铂 两极均产生大量无色气泡，两极区的溶液均未见白色浑浊
② 石墨 两极均产生大量无色气泡，阴极区未见白色浑浊，阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡
根据实验现象，下列说法正确的是（ ）
A. ①②中，阴极的电极反应式：
B. ②中，白色浑浊的主要成分是
C. ②中，产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水
D. ②中，产生白色浑浊与阳极材料被还原生成有关
【答案】B
【解析】选。用惰性电极电解饱和 溶液，阴极上 放电生成 和，电极反应式为，错误；②阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡，说明该白色浑浊为碳酸钙，正确；②中，阳极上氢氧根离子失电子被氧化生成氧气，氧气与电极材料石墨反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，错误；②中，产生的白色浑浊主要是碳酸钙，与阳极材料被氧化成 有关，错误。
10．[（2025·重庆高二联考）]用惰性电极电解溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入，溶液浓度恢复至电解前。关于该电解过程的说法不正确的是（ ）
A. 生成的物质的量是
B. 转移电子的物质的量是
C. 随着电解的进行溶液的减小
D. 阳极反应是
【答案】B
【解析】选。电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜，溶液浓度恢复至电解前，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，将碱式碳酸铜的化学式变形为，所以加入 就相当于加入 和，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：第一阶段为，铜离子在电极上全部析出；第二阶段为 ，电解部分水。根据分析可知，析出的铜与加入的碱式碳酸铜中的铜元素质量是相等的，故生成 的物质的量是，故 正确；第一阶段，根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出，转移电子的物质的量为；第二阶段，电解 水转移电子的物质的量为；所以电解过程中共转移电子的物质的量为，故 错误；随着电解的进行，硫酸的浓度增大，溶液的 减小，故 正确；阳极发生氧化反应，始终是水放电生成 和，电极反应式为 ，故 正确。
11．如图甲所示的电解池中，电极位于含和的电解液中；图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。下列说法错误的是（ ）
A. 过程Ⅰ，在阴极上析出金属银
B. 过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的均减小
C. 过程Ⅱ，阳极上有氧气放出
D. 过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍
【答案】D
【解析】选。过程Ⅰ发生反应，过程Ⅱ发生反应，过程Ⅲ发生反应 。氧化性：，在阴极上 先放电，析出金属银，项正确；过程Ⅰ、Ⅱ发生的电解反应中均有 生成，溶液中 增大，减小，过程Ⅲ发生电解水的反应，溶液中 增大，减小，项正确；过程Ⅱ中阳极的电极反应为，项正确；过程Ⅱ析出 的物质的量和过程Ⅰ析出 的物质的量相同，析出 与 的质量之比为，项错误。
12．[（2025·北京昌平区高二期末）]努力实现碳达峰、碳中和展现了我国积极参与和引领全球气候治理的大国担当。如下图所示电解装置可将转化为。该装置的电解质溶液为稀硫酸，电极材料为惰性电极，已知质子交换膜只允许通过。
（1） 电极是_ _ （填“阴极”或“阳极”），发生_ _ （填“氧化”或“还原”）反应。
（2） 电极的电极反应式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 电解过程中运动方向为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填“由到”或“由到”），反应前后溶液中 _ _ （填“增大”“减小”或“不变”）。
（4） 电解总反应的化学方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，该反应是_ _ _ _ _ _ （填“自发”或“非自发”）反应。
【答案】（1） 阴极；还原
（2）
（3） 由到；不变
（4） ；非自发
【解析】
（1） 根据题图可知，在 电极上得到电子被还原为，所以 电极为阴极，发生还原反应。
（2） 电极上水放电生成 和，电极反应式为 。
（3） 在电解过程中 会不断由阳极（电极）向阴极（电极）方向移动；电极的电极反应式为，电极的电极反应式为 ，由在同一闭合回路中电子转移的数目相等可得，该电解总反应的化学方程式为，反应前后溶液中 不变。
（4） 该电解总反应的化学方程式为，该反应需要通过电解方式才能实现，属于非自发反应。
第2课时 电解原理的应用
【学习目标】1.通过对氯碱工业、电镀、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能相互转化的实际意义。
2.能正确书写电解池的电极反应和总反应，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
知识点一 电解饱和食盐水
自主预习 新知构建
1．电解饱和食盐水的原理
【答案】； ； ；
2.氯碱工业生产流程
（1）阳离子交换膜电解槽
（2）阳离子交换膜的作用：只允许等阳离子通过，不允许、等阴离子以及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量。
3.氯碱工业产品及其应用
自我诊断
（1） 电解饱和食盐水时，阴极发生氧化反应： （ ）
（2） 向氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的区域为阳极区（ ）
（3） 电解饱和食盐水时，阳极和阴极都可以选择金属材料，如铁（ ）
（4） 电解饱和溶液可以制取金属钠（ ）
（5） 利用电解饱和食盐水可制得“84”消毒液（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） ×
（4） ×
（5） √
迁移应用 对点训练
1．用石墨电极电解饱和食盐水，下列分析错误的是（ ）
A. 得电子能力：，故阴极得到
B. 电解过程中的物质的量不变
C. 失电子能力：，故阳极得到
D. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后，溶液呈中性
【答案】D
【解析】选。得电子能力：，阴极发生反应，故 正确；失电子能力：，阳极发生反应，故 正确；电解饱和食盐水的总反应化学方程式为 ，所以电解过程中 的物质的量不变且电解后溶液呈碱性，故 正确，错误。
2．某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是（ ）
A. 端电势高于端电势
B. 理论上转移电子生成
C. 电解后下降
D. 阳极反应：
【答案】D
【解析】选。钛网上发生氧化反应，为阳极，电源 端为正极，电源 端为负极，端电势高于 端电势，项错误；理论上每转移 电子，生成，质量为，项错误；电解总反应为，电解消耗，并生成，上升，项错误；阳极上 放电转化为，电极反应为，项正确。
3．工业电解饱和食盐水制烧碱时需阻止移向阳极，目前采用阳离子交换膜将两极溶液分开（如下图，处加少量以增强溶液的导电性）。
（1） C、D分别是直流电源的两电极，C是电源的极，D是电源的极。
（2） 电解一段时间后，_ _ _ _ _ _ _ _ 由A口导出，_ _ _ _ _ _ 由B口导出。阴极附近溶液碱性增强的原因是（用电极反应式表示）_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 若不采用阳离子交换膜，则向阳极移动，发生的反应用离子方程式表示为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 负；正
（2） ；；
（3）
【解析】
（1） 电解池中，阳离子向阴极移动，由、的移动方向可知，右侧电极为阴极，故 是电源的负极，是电源的正极。
（2） 电解一段时间后，左侧电极附近产生，右侧电极附近产生 和，因此 从 口导出，从 口导出；阴极附近水电离产生的 不断形成氢气析出，导致溶液中 的浓度增大，溶液碱性增强，电极反应式为。
（3） 若不采用阳离子交换膜，则 向阳极移动，与 发生反应，离子方程式为。
知识点二 电镀 电冶金
自主预习 新知构建
1．电镀
（1）定义：利用_ _ 原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或_ _ 的加工工艺。
（2）主要目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
【答案】电解； 合金
2．电镀与电解精炼的比较
项目 电镀 电解精炼
装置示意图
阳极材料 镀层金属③_ _ _ _ _ _ ④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
阴极材料 镀件金属制品⑤_ _ _ _ _ _ ⑥_ _
阳极反应 ⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 、等
阴极反应 ⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
溶液变化 浓度⑨_ _ _ _ _ _ _ _ 浓度⑩_ _ ，金、银等金属沉积在电解槽底部形成阳极泥
【答案】； 粗铜（含锌、银、金等杂质）； ； 纯铜； ； ； 保持不变； 减小
1．上述电解精炼装置工作过程中，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等吗？
【答案】不相等，阴极上得电子(共18张PPT)
章末整合提升（四）
一、原电池原理及其应用
√
下列说法错误的是( )
√
√
二、电解原理及其应用
√
√
污水中的有机污染物。下列说法错误的是( )
√
三、金属的腐蚀与防护
7.（2024·广东卷）我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将
在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓
外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是( )
√
√
2门世2有
3厚
Pt
Ag
活性炭
A.Ag为原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应为
02+2H20+4e-=40H
D.每消耗标准状况下11.2L的02，最多去除
1 mol Cl-
解析：选B。O2在Pt极得电子发生还原反应，Pt为正极，CI在Ag极与失
去电子得到的Ag+结合生成AgCl,Ag极发生氧化反应，为负极，A错误；
电
子由负极Ag经活性炭流向正极Pt,B正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的
电极反应为02+4H++4e-
=2H20,
C错误；负极反应为
Ag-e-+CI=AgCl,每消耗标准状况下11.2L的02，
转移2mol电子
最多去除2 mol Cl-,D错误。
C02
电极
Mg(TFSD2
授
Mg(TFSD2
PDA
PDA
MgC20
2.(2024河北卷)我国科技工作者设
计了如下图所示的可充电Mg-C02
电池，以Mg(TFS)2为电解质，电解
液中加入1,3-丙二胺PDA)以捕获
C02,使放电时C02还原产物为
A.放电时，电池总反应为2C02+Mg=MgC204
B.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1molC02
解析：选C。放电时，C02转化为MgC204,碳元素化合价由+4价降低为
+3价，
发生还原反应，多孔碳纳米管电极为正极，Mg电极为负极；充电时
多孔碳纳米管电极为阳极，Mg电极为阴极。放电时，正极电极反应式为
Mg2++2C02+2e=MgC204,负极电极反应式为Mg-2e=Mg2+
故放电时电池总反应为Mg+2C02一MgC204,A正确；充电时，多孔碳
纳米管电极为阳极，与电源正极连接，B正确；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；
根据放电时正极电极反应式可知，每转移2mol电子，有2molC02参与反
应，因此每转移1mol电子，理论上可转化1molC02,D正确。
