能力小专题12 新型化学电源
角度一
【深研真题】
例1 D [解析] 放电过程中a、b极均增重,这说明a电极是负极,电极反应式为Cu2O+2H2O+Cl--2e-Cu2(OH)3Cl+H+,b电极是正极,电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e-+2Na+Na3Ti2(PO4)3,据此解答。放电时b电极是正极,阳离子向正极移动,所以Na+向b极迁移,A正确; 负极消耗氯离子,正极消耗钠离子,所以该电池可用于海水脱盐,B正确;a电极是负极,电极反应式为Cu2O+2H2O+Cl--2e-Cu2(OH)3Cl+H+,C正确;若以Ag/AgCl电极代替a极,此时Ag失去电子,结合氯离子生成氯化银,所以电池不会失去储氯能力,D错误。
例2 A [解析] 光解过程中,电极a上电子流出,发生氧化反应,电极a为负极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+;电极b上电子流入,发生还原反应,电极b为正极,电极反应式为2H++2e-H2↑。根据分析,电极a为负极,发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,生成物有O2,A正确;原电池中阳离子向正极移动,电极b(正极)在右室,则H+通过质子交换膜从左室移向右室,B错误;该电池的总反应为2H2O2H2↑+O2↑,随着反应进行,H2SO4溶液中H2O减少,H2SO4溶液浓度增大,pH减小,C错误;生成1 mol H2,转移2 mol电子,外电路通过0.01 mol电子时,电极b上生成0.005 mol H2,D错误。
【对点精练】
1.C [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-+H2OMnOOH+OH-。电池工作时,MnO2为正极,得到电子,发生还原反应,故A错误;电池工作时,OH-通过隔膜向负极移动,故B错误;环境温度过低,化学反应速率下降,不利于电池放电,故C正确;由电极反应式MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-可知,反应中每生成1 mol MnOOH,转移电子数为6.02×1023,故D错误。
2.B [解析] 由原电池中电子移动方向可知,CuAg电极为负极,CuRu电极为正极。由分析可知,CuAg电极为负极,HCHO失去电子生成HCOO-和H2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为2HCHO+4OH--2e-2HCOO-+H2↑+2H2O,A错误;由分析可知,CuRu电极为正极,N得到电子生成NH3,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为N+6H2O+8e-NH3↑+9OH-,B正确;质子交换膜只允许H+通过,C错误;由正、负极反应式可知,总反应为8HCHO+N+7OH-NH3↑+8HCOO-+4H2↑+2H2O,处理废水过程中消耗OH-,溶液pH减小,需补加 KOH,D错误。
角度二
【深研真题】
例1 C [解析] 该燃料电池为氢氧燃料电池,由图可知该原电池的电解质溶液为酸性,氢气发生氧化反应,作负极,电极反应式为H2-2e-2H+;氧气发生还原反应,作正极,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O。由分析可知,氧气在电极Ⅰ上发生还原反应,作正极,正极反应的催化剂是ⅰ,A错误;图a中,ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程,根据题中信息,“O2获得第一个电子的过程最慢”,则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高,B错误;氢气在电极Ⅱ上发生氧化反应,作负极,电极反应式为H2-2e-2H+,每有1个H2分子进入该电极,负极便失去2个电子,就会有2个H+通过质子交换膜进入正极室,故电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变,C正确;由图a、c可知,氧气催化循环一次需要转移4个电子,氢气催化循环一次需要转移2个电子,相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同,D错误。
例2 C [解析] 由题中信息可知,葡萄糖与CuO反应生成Cu2O与葡萄糖酸,Cu2O在b电极上失电子又生成CuO,则b电极为负极;O2在a电极上得电子转化为OH-,则a电极为正极,电池总反应为2C6H12O6+O22C6H12O7,A正确;在负极区葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原为Cu2O,Cu2O在b电极上失电子转化为CuO,因此,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确;根据总反应可知,1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子,18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mmol,则消耗18 mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2 mmol电子流入,C错误;原电池中阳离子从负极移向正极,故Na+迁移方向为b→a,D正确。
【对点精练】
1.C [解析] 由图可知,电极a为燃料电池的负极,水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子,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,则电池工作时,质子由a极移向b极,A正确;由A项分析可知,电极a为燃料电池的负极,电极b为正极,B正确;电极a为燃料电池的负极,水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子,电极反应式为SO2-2e-+2H2OS+4H+,C错误;由得失电子数目守恒可知,理论上每吸收1 mol SO2,标准状况下b电极消耗氧气的体积为1 mol××22.4 L·mol-1=11.2 L,D正确。
2.D [解析] 由总反应CH4+2O2CO2+2H2O和图示可知b极为原电池正极,发生还原反应:O2+4e-+4H+2H2O,a极为原电池负极,发生氧化反应:CH4-8e-+2H2OCO2+8H+,A、B正确;原电池中阳离子移向正极,则氢离子由a极通过固体酸膜传递到b极,C正确;原电池中正极电势高于负极,则a极上的电势比b极上的低,D错误。
角度三
【深研真题】
例1 C [解析] 金属锂易失去电子,则放电时,惰性电极为负极,气体扩散电极为正极,电池在使用前需先充电,目的是将LiH2PO4解离为Li+和H2P,则充电时,惰性电极为阴极,电极反应为Li++e-Li,阳极为气体扩散电极,电极反应为H2-2e-+2H2P2H3PO4,放电时,惰性电极为负极,电极反应为Li-e-Li+,气体扩散电极为正极,电极反应为2H3PO4+2e-2H2P+H2↑,据此解答。放电时,Li+会通过固体电解质进入电解质溶液,同时正极会生成H2进入储氢容器,当转移2 mol电子时,电解质溶液质量增加7 g·mol-1×2 mol-1 mol×2 g·mol-1=12 g,即电解质溶液质量会增大,A错误;放电时,由分析中的正、负电极反应可知,总反应为2Li+2H3PO4H2↑+2LiH2PO4,B错误;充电时,Li+向阴极移动,则Li+向惰性电极移动,C正确;充电时,由于溶液体积未知,无法计算c(H+)变化的量,D错误。
例2 C [解析] 放电时CO2转化为MgC2O4,碳元素由+4价降低为+3价,发生还原反应,所以放电时,多孔碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极,则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极。
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↑
根据以上分析,放电时正极反应式为Mg2++2CO2+2e-MgC2O4、负极反应式为Mg-2e-Mg2+,将放电时正、负电极反应式相加,可得放电时电池总反应:Mg+2CO2MgC2O4,故A正确;充电时,多孔碳纳米管是阳极,与电源正极连接,故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,故C错误;根据放电时的总反应可知,每转移2 mol电子,有2 mol CO2参与反应,因此每转移1 mol电子,理论上可转化1 mol CO2,故D正确。
例3 B [解析] 放电时,电极材料转化为,电极反应为-2ne-+2nK+,是原电池的负极,阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区;二氧化锰得到电子变成锰离子,是原电池的正极,电极反应为MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O,阳离子减少,多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区,故③区为碱性溶液、b电极是电极,①区为酸性溶液、a电极是二氧化锰电极。充电时,b电极上得到电子,发生还原反应,A正确;充电时,外电源的正极与a电极相连,a电极失去电子,电极反应式为Mn2++2H2O-2e-MnO2+4H+,B错误;放电时,①区溶液中多余的S向②区迁移,C正确;放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O,D正确。
例4 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+,H+由左侧通过质子交换膜进入右侧;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S,H+由右侧通过质子交换膜进入左侧。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;储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B正确;放电时,右侧多孔碳电极为正极,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;充电时,总反应为PbSO4+2Fe2+Pb+S+2Fe3+,D错误。
【对点精练】
1.B [解析] 放电时,电极Ⅱ上MnO2减少,说明MnO2转化为Mn2+,化合价降低,发生还原反应,为原电池的正极,由于电解质溶液为MnSO4溶液,故电解质溶液应为酸性溶液,正极反应为MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O,则电极Ⅰ为原电池负极,MnS失去电子生成S和Mn2+,负极反应为MnS-2e-S+Mn2+。由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,故充电时电极Ⅱ为阳极,A正确;由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,正极反应为MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O,反应消耗H+,溶液的pH升高,B错误;由分析可知,放电时电极Ⅰ为原电池负极,负极反应为MnS-2e-S+Mn2+,C正确;根据放电时负极反应,可知充电时阴极反应为S+Mn2++2e-MnS,每消耗16 g S,即0.5 mol S,转移1 mol电子,据题意可知,能提供的理论容量为26.8 A·h,D正确。
2.C [解析] 由图中信息可知,该新型水系锌电池的负极是锌、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;正极上发生+2e-3I-,则充电时,该电极为阳极,电极反应式为3I--2e-。标注框内所示结构属于配合物,配位体中存在多种共价键,还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键,A正确;由以上分析可知,该电池总反应为+ZnZn2++3I-,B正确;充电时,阴极的电极反应式为Zn2++2e-Zn,被还原的Zn2+主要来自电解质溶液,C错误;放电时,负极的电极反应式为Zn-2e-Zn2+,因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01 mol),理论上转移0.02 mol电子,D正确。限时集训(十二)
1.A [解析] 该装置工作时,碳电极为正极,电极反应式为2N+12H++10e-N2↑+6H2O,则根据电荷守恒可知,每消耗12 mol H+电解质溶液中只有10 mol H+由负极区进入正极区,故碳电极附近pH增大,A正确;该装置工作时,H+经质子交换膜由负极区进入正极区,Fe2+不能经过质子交换膜移向碳电极附近,B错误;Fe电极为负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,然后Fe2+再与N反应生成Fe和N2:3Fe2++2NN2↑+3Fe+8H+,C错误;根据得失电子守恒可知,N与N均转化为N2,故理论上消耗的N与N的物质的量之比为3∶5,D错误。
2.B [解析] 由图可知,a电极上苯酚盐被氧化生成二氧化碳,则a电极为负极,b电极为正极,A错误;b电极是正极,铵根离子向正极移动,正极反应式为O2+4N+4e-4NH3+2H2O,则右侧气体Q中含有NH3,B正确;转移1 mol电子时,有1 mol Cl-(35.5 g)迁移到负极区,苯酚盐中碳元素化合价为-,则转移1 mol电子时生成的二氧化碳少于0.25 mol(11 g),则工作一段时间后,a电极区溶液质量增大,C错误;苯酚盐中碳元素化合价为-,a电极上苯酚盐被氧化生成二氧化碳,a电极反应为-28e-+11H2O6CO2↑+27H+,D错误。
3.D [解析] 由图可知,通入氢气的一极为负极,电极反应式为H2-2e-2H+,氢离子与HC反应生成CO2,通入氧气的一极为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸根离子。负极的电极反应式为H2-2e-2H+,A错误;正极反应消耗标准状况下22.4 L氧气,理论上需要转移电子×4=4 mol,题目中未指明在标准状况下,B错误;由图可知,该装置吸收含二氧化碳的空气,二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸根离子,故A口流出的空气不含CO2,C错误;由图可知,短路膜中存在电子运动,与常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电子,D正确。
4.D [解析] 由电子移动方向可知,石墨1为负极,发生氧化反应,A正确; 石墨2为正极发生还原反应,过氧化氢得到电子生成水,电极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O,B正确;因K2SO4溶液的质量减轻,其中阳离子移向正极,阴离子移向负极,离子交换膜1、2分别为阴、阳离子交换膜,C正确;当电路中转移0.3 mol e-时,有0.15 mol S移向负极,有0.3 mol K+移向正极,K2SO4溶液的质量减轻26.1 g,D错误。
5.D [解析] 正极的电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,消耗1 mol O2时,有4 mol电子转移,故有4 mol H+通过质子交换膜,A正确;硫氧化菌将HS-氧化为S,硫酸盐还原菌将S还原为HS-,恰好完成了S元素的循环,B正确;a电极为负极,负极反应式为HS-+4H2O-8e-9H++S,C正确;升高温度会把微生物杀死,导致该电池放电效率下降,D错误。
6.B [解析] 氧气得到电子发生还原反应:O2+ 4e-+4H+2H2O,则b为正极,乙烯失去电子发生氧化反应:
CH2CH2-2e-+H2OCH3CHO+2H+,a为负极。放电时,电子由负极a经过外电路流向正极b,A错误; 由分析可知,a为负极,乙烯失去电子发生氧化反应的电极反应式为CH2CH2-2e-+H2OCH3CHO+2H+,B正确;没有指明标准状况,不确定消耗氧气的体积,C错误; 乙醛和新制氢氧化铜反应需要在碱性条件下进行,故应该取反应后的左室溶液,加入过量氢氧化钠调节溶液为碱性,然后加入新制Cu(OH)2,加热,观察现象,D错误。
7.C [解析] 根据磷酸铁锂(LiFePO4)电池放电时工作原理图,放电时Li+从左侧电极区向右侧电极区迁移,可知电极a为负极,失电子生成Li+,电极b为正极,得电子;充电时,正极接电源正极作阳极,失电子,负极接电源负极作阴极,得电子。负极区反应物有活泼金属锂,遇水发生反应,故电解质不能配成水溶液,A错误;通过放电时锂离子迁移方向,确定电极a为负极,则充电时与外接电源的负极相连,B错误;充电时,电极b的电极反应式为LiFePO4-xe-xLi++Li1-xFePO4,C正确;电池驱动汽车前进时是原电池,负极的电极反应式为LixC6-xe-xLi++C6,负极材料减少14 g时,有2 mol Li+从负极脱嵌出来,故理论上电路中转移2 mol电子,D错误。
8.C [解析] 由图可知,Zn在锌基电极失去电子生成ZnCO3·3Zn(OH)2,锌基电极为负极,镍基电极为正极。放电时,锌基电极为负极,镍基电极为正极,正极的电势高于负极,即镍基电极的电势高于锌基电极,A正确;放电时,阳离子向正极移动,K+向镍基电极移动,B正确;充电时镍基电极连接电源正极,为阳极,Ni失去电子生成Ni(OH)2,电极反应式为Ni+2OH--2e-Ni(OH)2,消耗了OH-,镍基电极附近溶液pH减小,C错误;充电时,锌基电极接电源负极,为阴极,ZnCO3·3Zn(OH)2得到电子生成Zn和C,电极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-5Zn+2C+6OH-,D正确。
9.B [解析] 已知:I2电极放电时其中一个反应为2ICl+2e-I2+2Cl-,此时发生还原反应,I2电极为正极、锌电极为负极。充电时,碘电极为阳极,其电势高于Zn电极,A错误;放电时,I2电极为正极,由图可知另一个过程为Cu2+、I2得到电子发生还原反应生成CuI:2Cu2++I2+4e-2CuI,B正确;由图可知,I-不在左侧区域,故不会是碘化锌参与反应,C错误;S、Cl-均会通过阴离子交换膜,而S为带2个单位负电荷的离子,故当转移1 mol e-时,有小于6.02×1023个阴离子通过交换膜,D错误。
10.B [解析] 放电时Mg电极失电子转化为Mg2+,Mg电极为负极,发生氧化反应Mg-2e-Mg2+;PTO电极为正极,发生还原反应PTO+2e-+Mg2+MgPTO、MgPTO+2e-+Mg2+Mg2PTO;充电时Mg电极为阴极,发生还原反应Mg2++2e-Mg;PTO电极为阳极,发生氧化反应Mg2PTO-2e-MgPTO+Mg2+、MgPTO-2e-PTO+Mg2+。放电时,Mg电极为负极,充电时Mg电极为阴极,故A错误;放电时,PTO电极为正极,发生还原反应PTO+2e-+Mg2+MgPTO、MgPTO+2e-+Mg2+Mg2PTO,故B正确;图中GO膜只允许Mg2+通过,能阻止PTO进入左极室,故C错误;充电时,外电路转移0.1 mol电子,左侧电极反应为Mg2++2e-Mg,左侧有0.05 mol Mg2+转化成Mg,使得左边电极质量增加1.2 g,故D错误。专题四 反应变化与规律
能力小专题12 新型化学电源
角度一 一次电池
例1 [2025·黑吉辽内蒙古卷] 一种基于Cu2O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是( )
A.放电时Na+向b极迁移
B.该电池可用于海水脱盐
C.a极反应:Cu2O+2H2O+Cl--2e-Cu2(OH)3Cl+H+
D.若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力
例2 [2025·江苏卷] 以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示,总反应为2H2O2H2↑+O2↑。下列说法正确的是 ( )
A.电极a上发生氧化反应生成O2
B.H+通过质子交换膜从右室移向左室
C.光解前后,H2SO4溶液的pH不变
D.外电路每通过0.01 mol电子,电极b上产生0.01 mol H2
1.构建原电池模型
【微点拨】 关于电池中电子或离子的移动方向可简单归纳为“电子不下水,离子不上岸”,电流则要形成回路。
2.原电池正、负极的判断方法
3.原电池中电极和电池反应的书写方法
1.[2024·江苏卷] 碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2OZnO+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1 mol MnOOH,转移电子数为2×6.02×1023
2.[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(如图)。下列说法正确的是 ( )
A.CuAg电极反应为2HCHO+2H2O-4e-2HCOO-+H2↑+2OH-
B.CuRu电极反应为+6H2O+8e-NH3↑+9OH-
C.放电过程中,OH-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pH不变,无需补加KOH
角度二 燃料电池
例1 [2025·广东卷] 某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极 Ⅰ 和 Ⅱ 上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中O2获得第一个
电子的过程最慢。由此可知,理论上 ( )
A.负极反应的催化剂是 ⅰ
B.图a中, ⅰ 到 ⅱ 过程的活化能一定最低
C.电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变
D.相同时间内,电极 Ⅰ 和电极 Ⅱ 上的催化循环完成次数相同
例2 [2024·全国新课标卷] 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+O22C6H12O7
B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C.消耗18 mg葡萄糖,理论上a电极有0.4 mmol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→a
1.教材中燃料电池装置模型及迁移应用
2.燃料电池工作原理分析模型
3.燃料电池中正极反应原理分析
根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,O2得到电子后化合价降低,首先变成,能否存在要看电解质环境。由于电解质溶液(酸、碱、盐)的不同,其电极反应也有所不同,下表为四种不同电解质环境中,氧气得电子后的存在形式:
电解质环境 从电极反应式判断O2-的存在形式
酸性电解质溶液环境下 O2+4H++4e-2H2O
碱性电解质溶液环境下 O2+2H2O+4e-4OH-
固体电解质(高温下能传导O2-)环境下 O2+4e-2O2-
熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下 O2+2CO2+4e-2C
1.[2025·山东名校联盟联考] 二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,其装置示意图如图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.电池工作时,质子由a极移向b极
B.b为电池正极
C.a极反应式为SO2-2e-+H2OS+2H+
D.理论上每吸收1 mol SO2,b电极消耗的O2的体积为11.2 L(标准状况)
2.[2024·湖北高中名校联盟联考] 固态电池能量密度更高,运行更安全。固态燃料电池(如图所示)以固态电解质传递H+,电池总反应可表示为CH4+2O2CO2+2H2O。下列说法错误的是 ( )
A.a极发生氧化反应
B.b极上的电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O
C.H+由a极通过固体酸膜传递到b极
D.a极上的电势比b极上的高
角度三 二次(充电)电池
例1 [2025·安徽卷] 研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法正确的是( )
A.放电时电解质溶液质量减小
B.放电时电池总反应为H2+2Li2LiH
C.充电时Li+移向惰性电极
D.充电时每转移1 mol电子,c(H+)降低1 mol·L-1
例2 [2024·河北卷] 我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2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+MgMgC2O4
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1 mol电子,理论上可转化1 mol CO2
例3 [2023·河北卷] 我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池,其内部结构如图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时,电极材料转化为。下列说法错误的是 ( )
A.充电时,b电极上发生还原反应
B.充电时,外电源的正极连接b电极
C.放电时,①区溶液中的S向②区迁移
D.放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O
例4 [2023·辽宁卷] 某低成本储能电池原理如图所示。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H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应:Pb+S+2Fe3+PbSO4+2Fe2+
1.充电电池原理分析
2.二次电池电极反应式的书写思维模型
第一步:分析氧化还原反应。根据氧化还原反应,分析物质氧化性、还原性的相对强弱,确定正、负极(或阴、阳极)反应物质。
第二步:注意电池中呈现的物质。通过分析物质是未放电时的物质还是放电后生成的物质,确定电池正在放电或正在充电。
第三步:确定电极反应。根据氧化还原反应原理和电解质溶液的种类,确定正、负极(或阴、阳极)的电极反应式。
【思维建模】 解答二次电池的构成及原理类题的思维模型
1.[2025·广东卷] 一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极 Ⅱ 上MnO2减少;电极材料每转移1 mol电子,对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是 ( )
A.充电时 Ⅱ 为阳极
B.放电时 Ⅱ 极室中溶液的pH降低
C.放电时负极反应为MnS-2e-S+Mn2+
D.充电时16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h
2.[2024·安徽卷] 我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 ( )
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为+ZnZn2++3I-
C.充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP
D.放电时,消耗0.65 g Zn,理论上转移0.02 mol电子 限时集训(十二) 能力小专题12 新型化学电源
角度一 一次电池
1.[2024·湖南衡阳二模] 含氮废水中氮元素有铵态氮和硝态氮两种形式,利用铁碳微电池法在弱酸性条件下进行电化学处理,可同时除去铵态氮和硝态氮,该电化学装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该装置工作时,碳电极附近pH增大
B.该装置工作时,Fe2+移向碳电极附近
C.Fe电极为负极,电极反应式为2N-6e-N2↑+8H+
D.理论上消耗的N与N的物质的量之比为5∶3
2.[2025·安徽合肥二模] 生物电化学系统可降解废水中的苯酚盐同时回收N,工作一段时间后脱盐室中溶液浓度降低,装置如图所示,其中a、b均为惰性电极,M、N为离子交换膜,Q为气体。下列说法正确的是 ( )
A.b电极为负极
B.气体Q中含有NH3
C.工作一段时间后,a电极区溶液质量减小
D.a电极反应:-27e-+11H2O6CO2↑+26H+
3.一种新型短路膜电池分离CO2的装置如图所示。下列说法中正确的是 ( )
A.负极反应为H2+2OH--2e-H2O
B.正极反应消耗22.4 L O2,理论上需要转移4 mol电子
C.该装置用于空气中CO2的捕获,CO2最终由出口A流出
D.短路膜和常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电子
角度二 燃料电池
4.H2O2同时作为燃料和氧化剂的直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)的工作原理如图所示(放电过程中K2SO4溶液中溶质的种类不变且其质量减轻)。下列有关说法错误的是 ( )
A.石墨1为负极,发生氧化反应
B.石墨2的电极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O
C.离子交换膜1、2分别为阴、阳离子交换膜
D.当外电路中转移0.3 mol e-时,K2SO4溶液的质量减轻52.2 g
5.如图所示是一种能将有机物通过电化学转化为电能的微生物燃料电池,可以大大提高能量转化效率,以下说法不正确的是 ( )
A.理论上,每消耗1 mol O2,就有4 mol H+通过质子交换膜
B.两种微生物的存在保证了S元素循环的作用
C.负极电极反应式为HS-+4H2O-8e-9H++S
D.升高温度,可以有效提高该电池的放电效率
6.[2025·河南部分学校联考模拟] 某乙烯燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.放电时,电子由电极b经外电路流向电极a
B.电极a的电极反应式为CH2CH2-2e-+H2OCH3CHO+2H+
C.当有0.2 mol H+通过质子交换膜时,电极b表面理论上消耗O2的体积为1.12 L
D.验证生成CH3CHO的操作:取反应后的左室溶液,加入新制Cu(OH)2,加热,观察现象
角度三 二次(充电)电池
7.[2025·湖南九校联盟联考] 诺贝尔化学奖曾授予在锂离子电池方向研究有突出贡献的三位科学家。磷酸铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的主流电池,其放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.为了增强导电性,电解质可以配成水溶液
B.充电时,电极a与电源正极相连
C.充电时,电极b的电极反应式为LiFePO4-xe-xLi++Li1-xFePO4
D.电池驱动汽车前进时,负极材料质量减少14 g,理论上电路中转移4 mol电子
8.[2025·安徽蚌埠二模] 我国学者研制了一种二次电池,放电时其工作原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.放电时,镍基电极的电势高于锌基电极
B.放电时,K+向镍基电极移动
C.充电时,镍基电极附近溶液pH增大
D.充电时,阴极电极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-5Zn+2C+6OH-
9.[2024·陕西西安二模] 某课题组开发了一种六电子氧化还原碘电极可充电电池,工作原理如图所示。
已知:碘电极放电、充电时均包含两个过程,放电时过程之一为2ICl+2e-I2+2Cl-。
下列叙述正确的是 ( )
A.充电时,碘电极的电势低于Zn电极
B.放电时,碘电极另一个过程为2Cu2++I2+4e-2CuI
C.充电时,电池总反应为3ZnCl2+3ZnI26Zn+3ICl
D.当转移1 mol e-时,约有6.02×1023 个阴离子通过交换膜
10.[2025·黑龙江齐齐哈尔二模] 与锂离子电池相比,镁离子电池因能量密度高、价格低廉而得到了广泛关注。一种Mg-PTO可充电电池示意图如下。该电池分别以PTO(结构如标注框内所示)材料和Mg为电极,以Mg(CB11H12)2溶液为电解质溶液。下列说法正确的是 ( )
A.充电时,Mg电极为阳极
B.放电时,正极区存在反应:MgPTO+2e-+Mg2+Mg2PTO
C.放电时,PTO能通过GO膜进入左极室
D.充电时,外电路转移0.1 mol电子,左边电极质量减少1.2 g(共74张PPT)
能力小专题12
新型化学电源
01
角度一 一次电池
02
角度二 燃料电池
03
角度三 二次（充电）电池
深研真题
考点透析
对点精练
深研真题
考点透析
对点精练
深研真题
考点透析
对点精练
角度一
一次电池
例1 [2025·黑吉辽内蒙古卷]一种基于 的储氯电池装置如图，放电
过程中、极均增重。若将极换成电极， 极仍增重。关于
图中装置所示电池，下列说法错误的是 ( )
A.放电时向 极迁移
B.该电池可用于海水脱盐
C.极反应：
D.若以电极代替 极，电池将失去储氯能力
√
[解析] 放电过程中、 极均增重，这说明
电极是负极，电极反应式为
电极是正极，电极反应式为，据此解答。放电时
电极是正极，阳离子向正极移动，所以向 极迁移，A正确；
负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，
B正确；
，
电极是负极，电极反应式为 ，C正确；
若以 电极代替极，此时 失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误。
例2 [2025·江苏卷]以稀 为电解质溶液的光解水装置如图所示，
总反应为 。下列说法正确的是( )
A.电极上发生氧化反应生成
B. 通过质子交换膜从右室移向左室
C.光解前后，溶液的 不变
D.外电路每通过电子，电极 上产生
√
[解析] 光解过程中，电极 上电子流出，发
生氧化反应，电极 为负极，电极反应式为
；电极 上电子流
入，发生还原反应，电极 为正极，电极反应
式为 。根据分析，电极
为负极，发生氧化反应，电极反应式为 ，
生成物有，A正确；
原电池中阳离子向正极移动，电极 (正极)在右室，则 通过质子交
换膜从左室移向右室，B错误；
该电池的总反应为 ，随着反应进行，溶液中减少， 溶液浓度增大，减小，C错误；
生成 ，转移电子，外电路通过 电子时，电极上生成 ，D错误。
1.构建原电池模型
【微点拨】关于电池中电子或离
子的移动方向可简单归纳为“电子
不下水，离子不上岸”，电流则要
形成回路。
2.原电池正、负极的判断方法
3.原电池中电极和电池反应的书写方法
1.[2024·江苏卷]碱性锌锰电池的总反应为
，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， 发生氧化反应
B.电池工作时， 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 ，转移电子数为
√
[解析] 为负极，电极反应式为
， 为正极，
电极反应式为 。电池工作 时， 为正极，得到电子，
发生还原反应，故A错误；
电池工作时， 通过隔膜向负极移动，故B错误；
环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；
由电极反应式 可知，反应中每生成，转移电子数为 ，故D错误。
2.[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
√
[解析] 由原电池中电子移动方向可知，
电极为负极， 电极为正极。由分析可
知，电极为负极， 失去电子生成
和 ，根据得失电子守恒和电荷守恒
配平电极反应式为 ，
A错误；
由分析可知，电极为正极，得到电子生成 ，根据得失电
子守恒和电荷守恒配平电极反应式为
，B正确；
质子交换膜只允许 通过，C错误；
由正、负极反应式可知，总反应为 ，处理废水过程中消耗，溶液 减小，需补加 ，D错误。
角度二
燃料电池
例1 [2025·广东卷]某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极 Ⅰ 和 Ⅱ
上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中 获得第一
个电子的过程最慢。由此可知，理论上( )
A.负极反应的催化剂是
B.图a中，到 过程的活化能一定最低
C.电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变
D.相同时间内，电极 Ⅰ 和电极 Ⅱ 上的催化循环完成次数相同
√
[解析] 该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶
液为酸性，氢气发生氧化反应，作负极，电极反应式为
；氧气发生还原反应，作正极，电极反应式为
。由分析可知，氧气在电极Ⅰ上发生还原反
应，作正极，正极反应的催化剂是，A错误；
图a中， 到ⅱ过程为获得第一个电子的过程，根据题中信息，“ 获得第一个电子的过程最慢”，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误；
氢气在电极Ⅱ上发生氧化反应，作负极，电极反应式为，每有1个 分子进入该电极，负极便失去2个电子，
就会有2个 通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确；
由图a、 可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误。
例2 [2024· 全国新课标卷]一种可植入体内的微型电池工作原理如图
所示，通过 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
B.电极上通过和 相互转变起催化作用
C.消耗葡萄糖，理论上电极有 电子流入
D.两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为
√
[解析] 由题中信息可知，葡萄糖与反应生成 与葡萄糖酸，
在电极上失电子又生成，则电极为负极；在 电极上得
电子转化为，则 电极为正极，电池总反应为
，A正确；
在负极区葡萄糖被 氧化为葡萄糖酸，被还原为，在电极上失电子转化为 ，因此，通过和 相互转变起催化作用，B正确；
根据总反应可知，参加反应时转移 电子，
的物质的量为，则消耗 葡萄糖时，理
论上电极有 电子流入，C错误；
原电池中阳离子从负极移向正极，故迁移方向为 ，D正确。
1.教材中燃料电池装置模型及迁移应用
2.燃料电池工作原理分析模型
3.燃料电池中正极反应原理分析
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是，
得到电子后化合价降低，首先变成，能否存在要看电解质
环境。由于电解质溶液(酸、碱、盐)的不同，其电极反应也有所不同，
下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后的存在形式：
电解质环境
酸性电解质溶液环境下
碱性电解质溶液环境下
1.[2025·山东名校联盟联考]二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现
了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，其装置示意图如图所示。
下列说法错误的是( )
A.电池工作时，质子由极移向 极
B. 为电池正极
C. 极反应式为
D.理论上每吸收，电极消耗的 的
体积为 (标准状况)
√
[解析] 由图可知，电极 为燃料电池的负极，水
分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化
反应生成硫酸根离子和氢离子，电极 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，则电池工作
时，质子由极移向极，A正确；
由A项分析可知，电极 为燃料电池的负极，电极为正极，B正确；
电极 为燃料电池的负极，水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发
生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为
，C错误；
由得失电子数目守恒可知，理论上每吸收，标准状况下 电
极消耗氧气的体积为 ，D正确。
2.[2024·湖北高中名校联盟联考]固态电池能量密度更高,运行更安全。
固态燃料电池(如图所示)以固态电解质传递 ,电池总反应可表示为
。下列说法错误的是( )
A. 极发生氧化反应
B.极上的电极反应式为
C.由极通过固体酸膜传递到 极
D.极上的电势比 极上的高
√
[解析] 由总反应
和图示可
知 极为原电池正极,发生还原反应:
, 极为原电
池负极,发生氧化反应: ,A、B正确;
原电池中阳离子移向正极,则氢离子由极通过固体酸膜传递到 极,C
正确;
原电池中正极电势高于负极,则极上的电势比 极上的低,D错误。
角度三
二次(充电)电池
例1 [2025·安徽卷]研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，
使用前需先充电，其固体电解质仅允许 通过。下列说法正确的是
( )
A.放电时电解质溶液质量减小
B.放电时电池总反应为
C.充电时 移向惰性电极
D.充电时每转移电子，降低
√
[解析] 金属锂易失去电子，则放电时，惰性电
极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前
需先充电，目的是将解离为和 ，
则充电时，惰性电极为阴极，电极反应为
，阳极为气体扩散电极，电极反应为
，放电时，惰性电极为负极，电极
反应为 ，气体扩散电极为正极，电极反应为
，据此解答。放电时， 会通过
固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成
进入储氢容器，当转移 电子时，电解质
溶液质量增加
，即电解质溶液质量会增大，A错误；
放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为
，B错误；
充电时，向阴极移动，则 向惰性电极移动，C正确；
充电时，由于溶液体积未知，无法计算 变化的量，D错误。
例2 [2024·河北卷]我国科技工作者设计了如图所示的可充电
电池，以为电解质，电解液中加入1， 丙二
胺以捕获，使放电时还原产物为 。该设计克服
了导电性差和释放能力差的障碍，同时改善了 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
B.充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C.充电时，电子由电极流向阳极， 向阴极迁移
D.放电时，每转移电子，理论上可转化
√
[解析] 放电时转化为，碳元素由价降低为 价，发
生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、 电极为负
极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、 电极为阴极。
电极 过程 电极反应式
放电
充电
多孔碳纳米管电极 放电
充电
根据以上分析，放电时正极反应式为、
负极反应式为 ，将放电时正、负电极反应式相加，
可得放电时电池总反应： ，故A正确；
充电时，多孔碳纳米管是阳极，与电源正极连接，故B正确；
充电时， 电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向电极，
同时 向阴极迁移，故C错误；
根据放电时的总反应可知，每转移电子，有
参与反应，因此每转移电子，理论上可转化 ，
故D正确。
例3 [2023·河北卷]我国科学家发明了一种以 和 为电极
材料的新型电池，其内部结构如图所示，其中①区、②区、③区电
解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料 转化为 。
下列说法错误的是( )
A.充电时， 电极上发生还原反应
B.充电时，外电源的正极连接 电极
C.放电时，①区溶液中的 向②区迁移
D.放电时， 电极的电极反应式为
√
[解析] 放电时，电极材料 转化为 ，电
极反应为 ，是原电
池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入
②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应
为 ，阳离子减少，多余的阴离
子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③区为碱性溶液、 电极是
电极，①区为酸性溶液、电极是二氧化锰电极。
充电时， 电极上得到电子，发生还原反应，A正
确；
充电时，外电源的正极与电极相连， 电极失去电
子，电极反应式为
，B错误；
放电时，①区溶液中多余的 向②区迁移，C正确；
放电时， 电极的电极反应式为 ，D正确。
例4 [2023·辽宁卷]某低成本储能电池原理如图所示。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：
√
[解析] 该储能电池放电时， 为负极，失电子结合硫酸根离子生成
，则多孔碳电极为正极，正极上得电子转化为，
由左侧通过质子交换膜进入右侧；充电时，多孔碳电极为阳极，
失电子生成，电极为阴极，得电子生成 和
，由右侧通过质子交换膜进入左侧。放电时负极上 失电子
结合硫酸根离子生成 附着在负极上，负极质量增大，A错误；
储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；
放电时，右侧多孔碳电极为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的 通过质子交换膜移向右侧，C错误；
充电时，总反应为 ，D错误。
1.充电电池原理分析
2.二次电池电极反应式的书写思维模型
第一步：分析氧化还原反应。根据氧化还原反应，分析物质氧化性、
还原性的相对强弱，确定正、负极(或阴、阳极)反应物质。
第二步：注意电池中呈现的物质。通过分析物质是未放电时的物质
还是放电后生成的物质，确定电池正在放电或正在充电。
第三步：确定电极反应。根据氧化还原反应原理和电解质溶液的种
类，确定正、负极(或阴、阳极)的电极反应式。
【思维建模】解答二次电池的构成及原理类题的思维模型
1.[2025·广东卷]一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，
电极 Ⅱ 上减少；电极材料每转移 电子，对应的理论容量
为 。下列说法错误的是( )
A.充电时 Ⅱ 为阳极
B.放电时 Ⅱ 极室中溶液的 降低
C.放电时负极反应为
D.充电时 能提供的理论容量为
√
[解析] 放电时，电极Ⅱ上 减
少，说明转化为 ，化
合价降低，发生还原反应，为原
电池的正极，由于电解质溶液为
溶液，故电解质溶液应为酸性溶液，正极反应为
，则电极Ⅰ为原电池负极，
失去电子生成和，负极反应为 。由分
析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；
由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为 ，反应消耗，溶液的 升高，B错误；
由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为 ，C正确；
根据放电时负极反应，可知充电时
阴极反应为 ，
每消耗，即，转移 电子，据题意可知，能提供的理论容量为 ，D正确。
2.[2024·安徽卷]我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如
下。该电池分别以 (局部结构如标注框内所示)形成的稳定
超分子材料和为电极，以和 混合液为电解质溶液。下列
说法错误的是( )
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为
C.充电时，阴极被还原的主要来自
D.放电时，消耗，理论上转移 电子
√
[解析] 由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超
分子材料；负极的电极反应式为 ，则充电时，该
电极为阴极，电极反应式为 ；正极上发生
，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为
。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在多
种共价键，
还有由提供孤电子对、 提供空轨道形成的配位键，A正确；
由以上分析可知，该电池总反应为 ，
B正确；
充电时，阴极的电极反应式为 ，被还原的 主要来自电解质溶液，C错误；
放电时，负极的电极反应式为
，因此消耗
物质的量为 ，理论上转移 电子，D正确。
1.[2024·湖南衡阳三校联考]锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的
一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质 溶于混合有
机溶剂中， 通过电解质溶液迁移入晶格中生成 。
下列表述中不正确的是( )
A.点电势比 点电势低
B.混合有机溶剂可用浓 溶液替代
C.电池工作时负极反应式为
D.外电路未接通时，电解质溶液中的离子不会定向移动
√
[解析] 为电池的负极， 为电池
的正极，电池的负极的电势小于正极，
A正确；
若混合有机溶剂用浓 溶液替代，
则 与溶液中的水反应，B错误；
为电池的负极，失电子变为锂离子，电极反应式为 ，
C正确；
外电路未接通时，电解质溶液中的离子进行无规则运动，不会定向移
动，D正确。
2.[2025·河北石家庄二模]
乙醇混合可充电式液流电池系统在
充放电过程中具有良好的稳定性，
同时在正极区可以合成高附加值的
A.放电时， 为电池正极
B.充电过程中阴极区溶液的碱性减弱
C.放电时，正极的电极反应式为
D.若正极区恰好生成醋酸铵，理论上负极质量减少
醋酸铵，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
√
[解析] 由图可知，放电时，失去电子生成，则 极
为负极，电极反应式为 ，正极为
硝酸根离子被还原为氨，正极的电极反应式为
，此时 通过离子交换膜由左
侧移向右侧；充电时，阴极的电极反应式为
，阳极为乙醇被氧化为乙酸，电
极反应式为，此时
通过离子交换膜由右侧移向左侧，且生成的氨和醋酸反应生成。放电时，作负极， 为电池正极，A正
确；
充电时，阴极的电极反应式为 ，反应生成氢氧根离子，阴极区溶液的碱性增强，B错误；
放电时，正极的电极反应式为 ，C正确；
放电时，正极的电极反应式： ，
充电时，阳极为乙醇被氧化为乙酸，电极反应式为 ，若正极区恰好生成醋酸铵，则相当于正极区转移 电子，负极的电极反应式为 ，负极转移 电子时，消耗，质量减小 ，D正确。
3.[2025·江苏扬州中学模拟]我国科学家基于水/有
机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，
双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离
子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说
法不正确的是( )
A.充电时，石墨电极与电源正极相连
B.充电时，石墨电极上可发生电极反应
C.放电时，氯离子向锌电极迁移
D.放电时，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加
√
[解析] 放电时石墨电极为正极，故充电时，石墨
电极与电源正极相连，A正确；
放电时石墨电极上为 ，
，故充电时，石墨
电极上可发生电极反应为 ，B正确；
放电时，石墨电极为正极，锌电极为负极，故氯离子向锌电极迁移，
C正确；
放电时，电极上电极反应为 ，理
论上电路中每转移电子，则有 转移到锌电极上，故锌
电极质量增加 ，D错误。
