习题课6 新型电池 可逆电池
学习目标 知识网络
1. 会分析常见的可逆电池原理，书写相关的电极反应式。2. 熟悉锂电池、锂离子电池等新型电池。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 铅酸蓄电池放电和充电两个反应互为可逆反应( )
(2) 蓄电池充电时，原电池负极与外接电源正极相连( )
(3) 锂电池的电解质环境可以用水溶液( )
(4) 电池充电时，阳离子移向阳极( )
(5) 充电过程是化学能转化为电能的过程( )
可逆电池
1. 放电与充电分析
电极名称及电极反应 电子流向及离子流向
放电时(原电池原理) 负极(失电子)(发生氧化反应) 正极(得电子)(发生还原反应) 电子由负极经导线流向正极；阳离子移向正极，阴离子移向负极
充电时(电解池原理) 阴极(得电子)(发生还原反应) 阳极(失电子)(发生氧化反应) 电子由外接电源负极经导线流向阴极，再由阳极流向外接电源正极；阳离子移向阴极，阴离子移向阳极
举例(铅酸蓄电池) 放电：负极：Pb－2e－＋SO===PbSO4正极：PbO2＋SO＋2e－＋4H＋===PbSO4＋2H2O
充电：阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO＋4H＋
2. 充电时电极的连接特点
充电时，外接电源的正极与原电池的正极相连，外接电源的负极与原电池的负极相连(正正负负)。
锂电池的类型及电极反应式的书写
原电池 电池装置 电极反应式的书写
Li-CO2电池：4Li＋3CO22Li2CO3＋C(隔膜只允许Li＋通过，向正极移动) 放电时锂为负极负极反应式：Li－e－===Li＋正极反应式：3CO2＋4Li＋＋4e－===2Li2CO3＋C
LiFePO4 -C电池：Li1－xFePO4＋LixC66C＋LiFePO4(隔膜只允许Li＋通过，向正极移动) 放电时M为负极负极反应式：LixC6－xe－===6C＋xLi＋正极反应式：xLi＋＋Li1－xFePO4＋xe－===LiFePO4
全固态锂硫电池：16Li＋xS88Li2Sx(2≤x≤8)(Li＋移向正极a)，电极a掺有石墨烯，是为了增强电极导电性 放电时b为负极负极反应式：Li－e－===Li＋正极反应式：xS8＋16Li＋＋16e－===8Li2Sx(2≤x≤8)
锂-空气电池：4Li＋O2＋2H2O4LiOH(Li＋由负极A向正极B移动) 放电时A为负极负极反应式： Li－e－===Li＋正极反应式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－(电解液a不能是水溶液，因为金属锂可与水反应)
类型1 原电池和电解池
用新型甲醇燃料电池电源电解硫酸铜溶液。下列有关说法正确的是( )
A. 甲醇一极的电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
B. 若a为纯铜，b为粗铜，则该装置可用于粗铜的电解精炼
C. 若a、b均为石墨，b极电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D. 若a、b均为石墨，标准状况下消耗3.36 L O2，则b极析出铜19.2 g
类型2 充电电池
(2025·广东潮州)某新型的可充电锌-肼(Zn－Hz)电池充、放电时的物质转化如图所示，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)。下列说法不正确的是( )
A. 充电时，阴极区溶液的pH增大
B. 放电时，正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C. 充电时，理论上每转移1 mol e－，阳极上会生成5.6 L N2(标准状况)
D. 当生成2.24 L(标准状况)H2时，理论上锌电极增重6.5 g
类型3 锂电池
钾离子电池是一种新兴的电池，一种钾离子电池的工作原理如图所示，其总反应为xKC8＋K0.5－xMnO28xC＋K0.5MnO2。下列说法正确的是( )
A. 放电时，K＋向a极移动
B. 放电时，a极发生的反应为xKC8－xe－===8xC＋xK＋
C. 充电时，b极发生还原反应
D. 充电时，理论上电路通过8 mol e－，b极质量减小39 g
(2025·广东茂名)一种锂离子电池的工作原理如图所示，其负极材料为嵌锂石墨，正极材料为LiCoO2，其放电时总反应可表示为LixCy＋ Li1－xCoO2===LiCoO2＋Cy。下列说法正确的是( )
A. 放电时锂离子由b极脱嵌，移向a极
B. 放电时，若转移0.3 mol电子，理论上石墨电极将减重2.1 g
C. 充电时，a极接正极，发生还原反应
D. 充电时b极的电极反应式为LiCoO2＋xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
类型4 光电电池
厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生Cu50Co50纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制NH3，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. Cu50Co50纳米片作阳极
B. OH－向a电极移动
C. 标准状况下，生成22.4 L NH3，转移8 mol电子
D. b电极表面发生的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
1. (2024·中山一中)海水中有丰富的锂资源，我国科学家研发出利用太阳能从海水中提取金属锂的技术，提取原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 电极A为阴极
B. 金属锂在电极A上生成
C. 电解过程中电极B附近溶液pH逐渐减小
D. 电极B仅产生一种气体，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
2. (2025·广东模拟)电致变色材料在飞机的舷窗上广泛应用，一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图所示，接通电源后，该器件的透光率逐渐降低，可以有效阻碍强光射入。下列说法正确的是( )
A. 接通电源后，电子从电源流入a极
B. 接通电源后，当电路中转移1 mol电子，a极质量增加7 g
C. 以此为电源电解精炼铜，则此装置中有2 mol Li＋移动时，精炼池的阳极减轻64 g
D. 接用电器时，b极发生反应：Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋
3. 锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2[Zn(OH)4]2－。下列说法正确的是( )
A. 充电时，电子通过电解质溶液传递到阴极
B. 充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐增大
C. 放电时，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
D. 放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L
4. 电解废旧锂电池中的LiMn2O4示意图如图(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法正确的是( )
A. 电极A接电源的正极
B. 电极B为发生的反应为Mn2＋＋4OH－－2e－===MnO2↓＋2H2O
C. 电解结束，溶液的pH增大
D. 当外电路中通过2 mol电子时，A极消耗1 mol LiMn2O4
配套新练案
习题课6 新型电池 可逆电池
1. 我国科学家研究发明了锂电池“大气固碳”方法，相关装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 该电池应选非水溶剂作电解液
B. 该电池固碳过程是在放电时完成
C. 放电时，Li＋从电极A移向电极B
D. 充电时，外电路中每通过1 mol电子，会放出1 mol CO2
2. 电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可以制取氢气，其装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法正确的是( )
A. 电解过程中b极附近溶液酸性明显增强
B. 溶液中的OH－向b极移动
C. 若在b极产生224 mL(标准状况下)氢气，则理论上消耗2 g尿素
D. a极电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O
3. (2024·广州一中)研究人员研制出一种可在一分钟内完成充、放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，用AlCl和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 放电时，铝为负极，石墨为正极
B. 放电时，有机阳离子向铝电极方向移动
C. 放电时的负极反应为Al＋7AlCl－3e－===4Al2Cl
D. 充电时的阳极反应为Cn＋AlCl－e－===CnAlCl4
4. (2025·广东惠州)随着现代工农业的发展，水体内氮的含量超标会引发水华现象。科学家探索使用电化学原理，用铁和石墨作电极进行污水除氮，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. M极材料为铁，连接太阳能电池的负极
B. 阳极电极反应式为2NH3－6e－＝6H＋＋N2
C. 每生成0.5 mol N2时，有1.5 mol电子发生转移
D. 电解一段时间后，阳极室的酸性减弱
5. (2025·广东茂名)以二氧化铪(HfO2)为原料，通过电解脱氧法可制得杂质含量很低的铪，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 电极b与电源负极相连
B. 电极a的电极反应式为HfO2＋4e－===Hf＋2O2－
C. 电解时Ca2＋移向电极a
D. 电极b发生氧化反应
6. (2025·广东揭阳)一种可充电锂-空气电池放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电解液可选用Li2SO4的水溶液
B. 该装置工作时电解液浓度保持不变
C. 充电时，空气电极的反应式为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2
D. 放电时，理论上空气电极每增重7 g，外电路转移1 mol电子
7. 继电器在控制电路中应用非常广泛，有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。下列关于该继电器的说法正确的是( )
已知图中左电池的电极材料为纳米Fe2O3，另一极为金属锂和石墨的复合材料。
A. 放电时，Fe作电池的负极
B. 该电池电解液一般由锂盐水溶液组成
C. 充电时，阳极中的Fe转化为Fe2O3
D. 充电完成时，电池能被磁铁吸引
8. (2024·海珠外国语实验中学)2019年诺贝尔化学奖授予美国和日本的3位科学家，以表彰他们在锂离子电池领域的研发工作，市场上经常见到的标记为 Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法错误的是( )
A. 放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋
B. 放电时，Li＋向正极移动
C. 该电池不能用水溶液作为电解质
D. 充电过程中，电池上标注“＋”的电极应与外接电源的负极相连
9. (2025·大湾区期末)一种储能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 放电时电子由多孔碳流向电极Pb
B. 放电时多孔碳电极反应：Fe2＋＋e－===Fe3＋
C. 储能时Pb电极发生氧化反应
D. 储能时总反应：PbSO4＋2Fe2＋Pb＋SO＋2Fe3＋
10. Li/CO2电池在新能源汽车、航空航天、电子电气、轨道交通等领域应用前景非常广阔。一种Li/CO2电池模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 离子交换膜M为阴离子交换膜
B. 放电时，b极的还原产物为Li2CO3
C. 充电时，电池的总反应为2Li2CO3＋C===3CO2↑＋4Li
D. 电解质溶液中溶剂可以是水、醇、羧酸等
习题课6 新型电池 可逆电池
基础辨析
(1) × (2) × (3) × (4) × (5) ×
分类举题
例1 D 【解析】该装置中左图为燃料电池，电解质溶液为碱性，通入燃料的一极甲醇为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，A错误；右图装置为电解池，负极连接电极b，则电极b为阴极，电极a为阳极，阳极应为粗铜，阴极为纯铜可用于粗铜的电解精炼，B错误；若a、b都为石墨，b为阴极，发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，C错误；若a、b均为石墨，总反应为2H2O＋2Cu2＋===O2↑＋2Cu＋4H＋，Cu和O2的物质的量之比为2∶1，故标准状况下消耗3.36 L O2(即0.15 mol)，则b极析出铜0.3 mol，质量为19.2 g，D正确。
例2 D 【解析】放电时正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，充电时阳极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O，阴极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－。充电时，阴极区溶液的pH增大，A正确；放电时，正极析出氢气，B正确；充电时，理论上每转移1 mol e－，阳极上会生成0.25 mol氮气，生成氮气的体积为5.6 L(标准状况下)，C正确；放电时，当生成2.24 L(标准状况)H2时，转移0.2 mol电子，根据电子守恒，理论上锌电极减轻6.5 g，D错误。
例3 B 【解析】总反应为K0.5－xMnO2＋xKC8K0.5MnO2＋8xC，放电时，KC8被氧化生成K＋和C，故a极为负极，b极为正极，电池放电时，阳离子(K＋)由负极(a极)移向正极，A错误；a极为负极，电池放电时，a极发生的反应为xKC8－xe－===8xC＋xK＋，B正确；充电时，为电解池，则b极发生的反应为K0.5MnO2－xe－===K0.5－xMnO2＋xK＋，C错误；充电时，由b极反应式知，理论上，电路通过8 mol e－，b极减小的质量＝39 g/mol×8 mol＝312 g，D错误。
例4 B 【解析】放电时，负极材料为嵌锂石墨，a极为负极，b极为正极，原电池中阳离子移向正极，则放电时锂离子由a极脱嵌，移向b极，A错误；放电时，a极为负极，负极反应式为LixCy－xe－===Cy＋xLi＋，若转移0.3 mol电子，有0.3 mol Li＋从石墨电极脱嵌，理论上石墨电极将减重0.3 mol×7 g/mol＝2.1 g，B正确；充电时，a极为阴极接负极，发生还原反应，C错误；放电时b极为正极，充电时b极为阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D错误。
例5 C 【解析】a电极Cu50Co50纳米片与太阳能电池负极相连，作阴极，A错误；电解池中阴离子向阳极移动，则OH－向b电极移动，B错误；阴极发生反应为NO＋8e－＋6H2O===NH3↑＋9OH－，标准状况下，生成22.4 L NH3，即1 mol NH3，转移8 mol电子，C正确；b电极为阳极，发生反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，D错误。
质量评价
1. D 【解析】电子由负极经外电路流入电极A，电极A为阴极，A正确；Li＋透过固体陶瓷膜向电极A迁移，金属锂在电极A上生成，B正确；电极B上除Cl－失电子外，H2O也会失电子，由2H2O－4e－===O2↑＋4H＋知，电极B附近溶液pH逐渐减小，C正确；由C项分析知，电极B上产生2种气体：Cl2、O2，D错误。
2. D 【解析】接通电源后形成电解池，透光率下降，故由LiFePO4转化为FePO4，故a极为阳极，b极为阴极，电子从a极流入电源(或从电源流入b极)，A错误；a极为阳极，电极反应式为LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，当电路中转移1 mol电子，a极产生的1 mol Li＋移动到b极，则a极质量减少7 g，B错误；以此为电源电解精炼铜，有2 mol Li＋移动时，反应中转移了2 mol电子，但精炼铜时，阳极(粗铜)中含有的Zn、Fe等杂质会先放电，因此阳极质量减轻不一定为64 g，C错误；接用电器时形成原电池，b极为负极，电极反应式为Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋，D正确。
3. B 【解析】电子不经过电解质溶液，A错误；充电时，发生反应：2[Zn(OH)4]2－2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，故电解质溶液中c(OH－)逐渐增大，B正确；放电时，负极发生反应：Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，C错误；根据得失电子守恒，1 mol O2～4 mol e－，因此放电时电路中通过4 mol电子，消耗标准状况下氧气22.4 L，D错误。
4. C 【解析】由图可知，电极A发生反应：LiMn2O4＋3e－＋8H＋===Li＋＋2Mn2＋＋4H2O，故电极A为阴极，接电源的负极，A错误；电极B为发生的反应为2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2↓＋4H＋，B错误；电解总反应为2LiMn2O4＋4H＋2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反应消耗氢离子，故溶液的pH增大，C正确；当外电路中通过2 mol电子时，电极A消耗 mol LiMn2O4，D错误。
配套新练案
习题课6 新型电池 可逆电池
1. D 【解析】锂与水可以反应，该电池应选非水溶剂作电解液，A正确；固碳过程的反应为3CO2＋4e－＋4Li＋===2Li2CO3＋C，B正确；单质锂作负极，因此电极B为正极，在放电时Li＋向正极移动，C正确；充电时，电极B为阳极，反应是2Li2CO3＋C－4e－===3CO2＋4Li＋，外电路中每通过1 mol电子，会放出 mol CO2，D错误。
2. D 【解析】b是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则阴极产生OH－，b极附近溶液碱性明显增强，A错误；电解时，电解质溶液中阴离子向阳极移动，氢氧根离子向a极移动，B错误；标准状况下224 mL H2物质的量为0.01 mol，转移电子0.02 mol，a极为阳极，电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O，则消耗尿素为×60 g/mol＝0.2 g，C错误、D正确。
3. B 【解析】放电时，铝为负极，石墨为正极，有机阳离子向石墨电极方向移动，B错误。
4. A 【解析】由M电极上H＋转化为氢气可知，M电极为阴极，材料为铁，连接太阳能电池的负极，A正确；阳极上氯离子失去电子生成氯气，故阳极上电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，B错误；阳极生成的氯气氧化NH3、NH，反应为3Cl2＋2NH3===6Cl－＋N2＋6H＋、3Cl2＋2NH===6Cl－＋N2＋8H＋，当生成0.5 mol N2时，有3 mol电子发生转移，C错误；当转移6 mol电子时，阳极有6 mol H＋向阴极移动，此时阳极附近生成的氢离子大于6 mol，即会有部分H＋剩余，故阳极室酸性增强，D错误。
5. A 【解析】该电池为电解池，b电极处，C发生氧化反应生成CO，则b电极为阳极，电极反应式为：C－2e－＋O2－===CO；a电极处，HfO2发生还原反应。电极b发生氧化反应，作阳极，连接电源正极相连，A错误，电极a为阴极，电极反应式为HfO2＋4e－===Hf＋2O2－，B正确；阳离子移向阴极，则电解时Ca2＋移向电极a，C正确；b电极处，C发生氧化反应，D正确。
6. B 【解析】Li是活泼金属，易与水反应，故电解液不能选择Li2SO4的水溶液，A错误；该装置工作时，电解液浓度保持不变，B正确；充电时，空气电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2，C错误；放电时，空气电极的电极反应式为2 Li＋＋O2＋2e－ ===Li2O2，空气电极增重的质量为Li2O2，每增重7 g，转移电子数为×2＝mol，D错误。
7. C 【解析】放电时，Li作电池的负极，Fe2O3作电池的正极，A错误；锂属于活泼金属，会和水发生反应，所以不可以用锂盐水溶液作为电解液，B错误；充电时，Fe作为阳极，发生反应：3Li2O＋2Fe－6e－===Fe2O3＋6Li＋，生成Fe2O3，C正确；磁铁不可吸引Fe2O3，D错误。
8. D 【解析】放电时，负极反应式为Li－e－===Li＋，A正确；放电过程中，Li＋向正极移动，B正确；Li与水反应，该电池不能用水溶液作为电解质，C正确；充电过程中，电池上标注“＋”的电极应与外接电源的正极相连，D错误。
9. D 【解析】放电时，电子由负极经过导线到正极，则电子由电极Pb流向多孔碳，A错误；放电时多孔碳电极为正极，铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为：Fe3＋＋e－===Fe2＋，B错误；储能(充电)时，Pb为阴极，硫酸铅得电子生成铅，发生还原反应，C错误；由图可知，储能时总反应为PbSO4＋2Fe2＋Pb＋SO＋2Fe3＋，D正确。
10. C 【解析】该离子交换膜允许Li＋通过，为阳离子交换膜，A错误；放电时，b电极为正极，CO2得电子生成的C为还原产物，Li2CO3不是还原产物，B错误；充电时，阳极反应式为2Li2CO3＋C－4e－===4Li＋＋3CO2↑，阴极反应式为 Li＋＋e－===Li，总反应为2Li2CO3＋C===3CO2↑＋4Li，C正确；Li能与水、醇、羧酸反应，电解质溶液中的溶剂不能是水、醇和羧酸，D错误。(共53张PPT)
第四章
化学反应与电能
第二节 电解池
习题课6 新型电池 可逆电池
目 标 导 航
学习目标 知识网络
1. 会分析常见的可逆电池原理，书写相关的电极反应式。 2. 熟悉锂电池、锂离子电池等新型电池。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 铅酸蓄电池放电和充电两个反应互为可逆反应( )
(2) 蓄电池充电时，原电池负极与外接电源正极相连( )
(3) 锂电池的电解质环境可以用水溶液( )
(4) 电池充电时，阳离子移向阳极( )
(5) 充电过程是化学能转化为电能的过程( )
基 础 辨 析
×
×
×
×
×
核心笔记
1. 放电与充电分析
可逆电池
1
电极名称及电极反应 电子流向及离子流向
放电时 (原电池原理) 负极(失电子) (发生氧化反应) 正极(得电子) (发生还原反应) 电子由负极经导线流向正极；阳离子移向正极，阴离子移向负极
充电时 (电解池原理) 阴极(得电子) (发生还原反应) 阳极(失电子) (发生氧化反应) 电子由外接电源负极经导线流向阴极，再由阳极流向外接电源正极；阳离子移向阴极，阴离子移向阳极
2. 充电时电极的连接特点
充电时，外接电源的正极与原电池的正极相连，外接电源的负极与原电池的负极相连(正正负负)。
锂电池的类型及电极反应式的书写
2
分类举题
类型1 原电池和电解池
用新型甲醇燃料电池电源电解硫酸铜溶液。下列有关说法正确的是( )
A. 甲醇一极的电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
B. 若a为纯铜，b为粗铜，则该装置可用于粗铜的电解精炼
C. 若a、b均为石墨，b极电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D. 若a、b均为石墨，标准状况下消耗3.36 L O2，则b极析出铜19.2 g
1
D
类型2 充电电池
(2025·广东潮州)某新型的可充电锌-肼(Zn－Hz)电池充、放电时的物质转化如图所示，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)。下列说法不正确的是( )
A. 充电时，阴极区溶液的pH增大
B. 放电时，正极反应式为2H2O＋2e－
===H2↑＋2OH－
C. 充电时，理论上每转移1 mol e－，
阳极上会生成5.6 L N2(标准状况)
D. 当生成2.24 L(标准状况)H2时，理论上锌电极增重6.5 g
2
D
【解析】 放电时正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，充电时阳极反应式为N2H4－4e－＋4OH－=== N2↑＋4H2O，阴极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－。充电时，阴极区溶液的pH增大，A正确；放电时，正极析出氢气，B正确；充电时，理论上每转移1 mol e－，阳极上会生成0.25 mol氮气，生成氮气的体积为5.6 L(标准状况下)，C正确；放电时，当生成2.24 L(标准状况)H2时，转移0.2 mol电子，根据电子守恒，理论上锌电极减轻6.5 g，D错误。
A. 放电时，K＋向a极移动
B. 放电时，a极发生的反应为xKC8－xe－===8xC＋
xK＋
C. 充电时，b极发生还原反应
D. 充电时，理论上电路通过8 mol e－，b极质量减小
39 g
类型3 锂电池
3
B
(2025·广东茂名)一种锂离子电池的工作原理如图所示，其负极材料为嵌锂石墨，正极材料为LiCoO2，其放电时总反应可表示为LixCy＋ Li1－xCoO2=== LiCoO2＋Cy。下列说法正确的是( )
A. 放电时锂离子由b极脱嵌，移向a极
B. 放电时，若转移0.3 mol电子，理论上石墨电
极将减重2.1 g
C. 充电时，a极接正极，发生还原反应
D. 充电时b极的电极反应式为LiCoO2＋xe－===
Li1－xCoO2＋xLi＋
4
B
【解析】 放电时，负极材料为嵌锂石墨，a极为负极，b极为正极，原电池中阳离子移向正极，则放电时锂离子由a极脱嵌，移向b极，A错误；放电时，a极为负极，负极反应式为LixCy－xe－===Cy＋xLi＋，若转移0.3 mol电子，有0.3 mol Li＋从石墨电极脱嵌，理论上石墨电极将减重0.3 mol×7 g/mol＝2.1 g，B正确；充电时，a极为阴极接负极，发生还原反应，C错误；放电时b极为正极，充电时b极为阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D错误。
类型4 光电电池
厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生Cu50Co50纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制NH3，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. Cu50Co50纳米片作阳极
B. OH－向a电极移动
C. 标准状况下，生成22.4 L NH3，转移
8 mol电子
D. b电极表面发生的电极反应式为O2＋
2H2O＋4e－===4OH－
5
C
质量评价
1. (2024·中山一中)海水中有丰富的锂资源，我国科学家研发出利用太阳能从海水中提取金属锂的技术，提取原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 电极A为阴极
B. 金属锂在电极A上生成
C. 电解过程中电极B附近溶液pH逐渐减小
D. 电极B仅产生一种气体，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
D
【解析】 电子由负极经外电路流入电极A，电极A为阴极，A正确；Li＋透过固体陶瓷膜向电极A迁移，金属锂在电极A上生成，B正确；电极B上除Cl－失电子外，H2O也会失电子，由2H2O－4e－===O2↑＋4H＋知，电极B附近溶液pH逐渐减小，C正确；由C项分析知，电极B上产生2种气体：Cl2、O2，D错误。
2. (2025·广东模拟)电致变色材料在飞机的舷窗上广泛应用，一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图所示，接通电源后，该器件的透光率逐渐降低，可以有效阻碍强光射入。下列说法正确的是( )
A. 接通电源后，电子从电源流入a极
B. 接通电源后，当电路中转移1 mol
电子，a极质量增加7 g
C. 以此为电源电解精炼铜，则此装置
中有2 mol Li＋移动时，精炼池的阳极减轻
64 g
D. 接用电器时，b极发生反应：
Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋
D
【解析】 接通电源后形成电解池，透光率下降，故由LiFePO4转化为FePO4，故a极为阳极，b极为阴极，电子从a极流入电源(或从电源流入b极)，A错误；a极为阳极，电极反应式为LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，当电路中转移1 mol电子，a极产生的1 mol Li＋移动到b极，则a极质量减少7 g，B错误；以此为电源电解精炼铜，有2 mol Li＋移动时，反应中转移了2 mol电子，但精炼铜时，阳极(粗铜)中含有的Zn、Fe等杂质会先放电，因此阳极质量减轻不一定为64 g，C错误；接用电器时形成原电池，b极为负极，电极反应式为Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋，D正确。
3. 锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2[Zn(OH)4]2－。下列说法正确的是( )
A. 充电时，电子通过电解质溶液传递到阴极
B. 充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐增大
C. 放电时，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
D. 放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L
B
4. 电解废旧锂电池中的LiMn2O4示意图如图(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法正确的是( )
A. 电极A接电源的正极
B. 电极B为发生的反应为Mn2＋＋4OH－
－2e－===MnO2↓＋2H2O
C. 电解结束，溶液的pH增大
D. 当外电路中通过2 mol电子时，A极
消耗1 mol LiMn2O4
C
配套新练案
1. 我国科学家研究发明了锂电池“大气固碳”方法，相关装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 该电池应选非水溶剂作电解液
B. 该电池固碳过程是在放电时完成
C. 放电时，Li＋从电极A移向电极B
D. 充电时，外电路中每通过1 mol电
子，会放出1 mol CO2
D
2. 电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可以制取氢气，
其装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b
极均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法正确的是
( )
A. 电解过程中b极附近溶液酸性明显增强
B. 溶液中的OH－向b极移动
C. 若在b极产生224 mL(标准状况下)氢气，则理论上消耗2 g尿素
D
B
【解析】 放电时，铝为负极，石墨为正极，有机阳离子向石墨电极方向移动，B错误。
4. (2025·广东惠州)随着现代工农业的发展，水体内氮的含量超标会引发水华现象。科学家探索使用电化学原理，用铁和石墨作电极进行污水除氮，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. M极材料为铁，连接太阳能电池的负极
B. 阳极电极反应式为2NH3－6e－＝6H＋＋N2
C. 每生成0.5 mol N2时，有1.5 mol电子发生转移
D. 电解一段时间后，阳极室的酸性减弱
A
5. (2025·广东茂名)以二氧化铪(HfO2)为原料，通过电解脱氧法可制得杂质含量很低的铪，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 电极b与电源负极相连
B. 电极a的电极反应式为HfO2＋4e－===Hf＋2O2－
C. 电解时Ca2＋移向电极a
D. 电极b发生氧化反应
A
【解析】 该电池为电解池，b电极处，C发生氧化反应生成CO，则b电极为阳极，电极反应式为：C－2e－＋O2－===CO；a电极处，HfO2发生还原反应。电极b发生氧化反应，作阳极，连接电源正极相连，A错误，电极a为阴极，电极反应式为HfO2＋4e－===Hf＋2O2－，B正确；阳离子移向阴极，则电解时Ca2＋移向电极a，C正确；b电极处，C发生氧化反应，D正确。
6. (2025·广东揭阳)一种可充电锂-空气电池放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电解液可选用Li2SO4的水溶液
B. 该装置工作时电解液浓度保持不变
C. 充电时，空气电极的反应式为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2
D. 放电时，理论上空气电极每增重7 g，外电路转移1 mol电子
B
7. 继电器在控制电路中应用非常广泛，有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。下列关于该继电器的说法正确的是( )
已知图中左电池的电极材料为纳米Fe2O3，另一极为金属锂和石墨的复合材料。
A. 放电时，Fe作电池的负极
B. 该电池电解液一般由锂盐水溶液组成
C. 充电时，阳极中的Fe转化为Fe2O3
D. 充电完成时，电池能被磁铁吸引
C
【解析】 放电时，Li作电池的负极，Fe2O3作电池的正极，A错误；锂属于活泼金属，会和水发生反应，所以不可以用锂盐水溶液作为电解液，B错误；充电时，Fe作为阳极，发生反应：3Li2O＋2Fe－6e－===Fe2O3＋6Li＋，生成Fe2O3，C正确；磁铁不可吸引Fe2O3，D错误。
A. 放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋
B. 放电时，Li＋向正极移动
C. 该电池不能用水溶液作为电解质
D. 充电过程中，电池上标注“＋”的电极应与外接电源的负极相连
D
【解析】 放电时，负极反应式为Li－e－===Li＋，A正确；放电过程中，Li＋向正极移动，B正确；Li与水反应，该电池不能用水溶液作为电解质，C正确；充电过程中，电池上标注“＋”的电极应与外接电源的正极相连，D错误。
9. (2025·大湾区期末)一种储能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 放电时电子由多孔碳流向电极Pb
B. 放电时多孔碳电极反应：Fe2＋＋e－===Fe3＋
C. 储能时Pb电极发生氧化反应
D
10. Li/CO2电池在新能源汽车、航空航天、电子电气、轨道交通等领域应用前景非常广阔。一种Li/CO2电池模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 离子交换膜M为阴离子交换膜
B. 放电时，b极的还原产物为Li2CO3
C. 充电时，电池的总反应为2Li2CO3＋C===3CO2↑＋4Li
D. 电解质溶液中溶剂可以是水、醇、羧酸等
C
【解析】 该离子交换膜允许Li＋通过，为阳离子交换膜，A错误；放电时，b电极为正极，CO2得电子生成的C为还原产物，Li2CO3不是还原产物，B错误；充电时，阳极反应式为2Li2CO3＋C－4e－===4Li＋＋3CO2↑，阴极反应式为 Li＋＋e－===Li，总反应为2Li2CO3＋C===3CO2↑＋4Li，C正确；Li能与水、醇、羧酸反应，电解质溶液中的溶剂不能是水、醇和羧酸，D错误。
谢谢观赏
