届高三化学二轮复习微专题知识点强化新型电池.docx
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届高三化学二轮复习微专题知识点强化新型电池
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1.镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型．NiMH 中的 M
表示储氢金属或合金．该电池在充电过程中的总反应方程式是：
Ni（OH）2 + M =
NiOOH + MH，已知：
6NiOOH + NH3 + H2O + OH− = 6Ni（OH）2 + NO−2下列说法正
确的是（）
A. 充电过程中OH−离子从阳极向阴极迁移
B. 充电过程中阴极的电极反应式：
H2O + M + e− = MH + OH−，H2O中的 H 被 M
还原
C. 电池放电过程中，正极电极反应式为：
NiOOH + H2O + e− = Ni（OH）2 + OH−
D. NiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液
2.如图所示是一种以液态肼（N2H4）为燃料，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。
该电池的工作温度可高达700～900℃，生成物均为无毒无害的物质。
下列说法错
误的是（）
A. 电池总反应为：
N2H4 + 2O2 = 2NO + 2H2O
B. 电池内的O2−由电极乙移向电极甲
C. 当甲电极上消耗 lmol N2H4时，乙电极理论上有22.4L（标准状况下）O2参与反应
D. 电池正极反应式为：
O2 + 4e− = 2O2−
3.某 MCFC 型燃料电池以熔融K2CO3为电解质，CH4为燃料，添加CO2的O2作助燃气，
其装置如图所示（已知CH4的燃烧热为890kJ ⋅ mol−1）。
下列说法正确的是（）
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A. 正极的电极反应式为：
O2 + 4e− = 2O2−
2
B. 电池放电时，电解质中的CO3−的物质的量逐渐减少
C. 当该电池消耗1 molCH4时，获得电能小于 890kJ
D. 电池工作时，电子从正极经熔融K2 CO3电解质向
负极移动
4.一种用于驱动检验管道焊缝设备爬行器的甲醇−燃料
电池的工作原理示意如图，下列有关该电池说法正确
的是（）
A. 该电池工作时，每消耗22.4 L CH3OH转移 6 mol
电子
B. 电子由电极 A 经负载流向电极 B，再经过氢氧化钠溶液返回电极 A，形成闭合
回路
C. 电池工作时，OH−向电极 A 移动，溶液的 pH 减小
D. 电极 B 上发生的电极反应为O2 + 4H+ + 4e− = 2H2O
5.锂碘电池的正极材料是聚2 −乙烯吡啶（简写为P2VP）和I2的复合物，电解质是熔融
薄膜状的碘化锂，该电池发生的总反应为
下列说法正确的是（）
A. 该电池放电时，锂电极发生还原反应
B. 该电池放电时，碘离子移向正极
C. P2VP和I2的复合物是绝缘体，不能导电，充电时与外电源的负极相连
D. 放电时正极的电极反应式为P2VP ⋅ nI2 + 2e− + 2Li+ = P2VP ⋅ （n − 1）I2 + 2LiI
6.2017 年我国科学家研发了一种可充电镁一溴电池，其工作原理如图所示，电池的
中间是只允许镁离子通过的离子选择性膜。
电池的总反应为Mg + NaBr3 = NaBr +
MgBr2.下列说法错误的是（）
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B. 正极反应式：
5MnO2 + 2e− = Mn5O10−
3
A. 放电过程中Mg2+通过离子选择性膜从负极区移向正极区
B. 放电时，正极反应式为Br− + 2e− = 3Br−
C. 负极区电解液若改为镁盐的水溶液，则会发生副反应：
Mg + 2H2O = Mg（OH）2 +
H2 ↑
D. 充电过程中当0.1mol Mg2+通过离子选择性膜时，外电路导线中通过0.1mol电子
7.研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别
进行发电，在海水中电池总反应可表示为：
5MnO2 + 2Ag + 2NaCl = Na2Mn5O10 +
2AgCl.下列“水”电池在海水中放电时的有关说法不正确的是（）
A. Ag 电极发生氧化反应
2
C. 该电池中电子的移动方向是：
Ag →盐溶液→ MnO2
D. Cl−不断向“水”电池的负极移动
8.特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂（LiCoO2）电池，其工作原理如图，A 极材料是金
属锂和石墨的复合材料（石墨作为金属锂的载体），电解质中通过传导Li+实现导电，
隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式LixC6 + Li1−x CoO2 ⇌ C6 + LiCoO2.下列说
法不正确的是（）
A. 放电时，电子沿导线由 A 移向 B，电解质溶液是含Li+的水溶液
B. 充电时 A 为阴极，发生还原反应为C6 + xLi+ + xe− = LixC6
C. 放电时 B 为正极，电极反应式为Li1−x CoO2 + xLi+ + xe− = LiCoO2
D. 废旧钴酸锂（LiCoO2）电池进行“充电处理”使锂进入石墨中而有利于回收
9.LiFePO4电池具有稳定性高、对环境友好等优点，可用于电动汽车。
该电池放电时
电极反应式为：
正极：
FePO4 + Li+ + e− = LiFePO4，负极：
Li − e− = Li+，下列说
法中正确的是（）
A. 可加入硫酸以提高电解液的导电性
B. 充电时动力电池上标注“−”的电极应与外接电源的负极相连
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C. 充电时阳极反应式：
Li+ + e− = Li
D. 放电时电池内部Li+向负极移动
10. 为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维
多孔海绵状Zn（3D − Zn）可以高效沉积 ZnO 的特点，
设计了采用强碱性电解质的3D − Zn − NiOOH二次电
池，结构如题 10 图所示。
电池反应为
下列说法错误的是（）
A. 放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区
B. 充电时阳极反应为Ni（OH）2 + OH− − e− = NiOOH + H2O
C. 放电时负极反应为Zn + 2OH− − 2e− = ZnO + H2O
D. 三维多孔海绵状 Zn 具有较高的表面积，所沉积的 ZnO 分散度高
11. 某新型质子陶瓷燃料电池的工作原理如图。
下列说法不正确的是（）
A. 质子陶瓷中H+自左向右移动
B. 正极反应式为O2 + 4e− + 4H+ = 2H2O
C. CH4在负极放电后的最终产物为CO2和H2
D. 该电池可有效防止炭在电极表面沉积
12. 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，反应
为下列说法正确的是（）
A. 充电时，电路中每通过 1mol 电子，电解质溶液中就有0.5mol K+向阳极移动
B. 充电时，电解质溶液中c（OH−） 逐渐减小
4
C. 放电时，负极反应为：
Zn + 4OH− − 2e− = Zn（OH）2−
D. 放电时，电路中通过 2mol 电子，消耗氧气22.4L（标
准状况）
13. 如图是甲醇燃料电池结构示意图，甲醇在催化剂作用下
提供质子（H+）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2CH3OH + 3O2 →
2CO2 + 4H2O.下列说法正确（）
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A. .该电池提供1mole−，消耗氧气0.5mol
B. .正极反应式为O2 + 2H2O + 4e− = 4OH−
C. 负极反应式为CH3OH + H2O + 6e− = CO2 ↑ +6H+
D. .左电极为电池的负极，a 处通入的物质是甲醇
14. “重油−氧气−熔融碳酸钠”燃料电池装置如图所示。
下列说法不正确的是（）
A. b 为电池的正极
B. 放电过程中，电子由电极 a 经导线流向电极 b
2
C. 该电池工作时，CO 3−经交换膜 2 移向 b 极
2
D. H2 参与的电极反应为：
H2 − 2e− + CO 3− = H2O + CO2
15. 2019 年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。
一种锂离子电池的结
构如图所示，电池反应式为
说法正确的是（）
。
下列
A. 充电时 a 极接外电源的负极
B. 放电时Li+在电解质中由 a 极向 b 极迁移
C. 充电时若转移0.02 mol 电子，石墨电极将减重0.14 g
D. 该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在LiCoO2极回收
16. 全钒液流储能电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，离子方程式
为。
采用
惰性电极实现化学能和电能相互转化的工作原理如下图。
下列说法正确的是（）
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A. 充电过程中，X 端接外接电源的负极
B. 放电过程中，正极电极反应式为VO+2 + H2O + e− = VO2+ + 2OH−
C. 放电过程中，右罐溶液颜色逐渐由绿色变为紫色
D. 充电时若转移电子0.5mol，左罐溶液中n（H+）的变化量为0.5mol
17. 瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪（图甲）能够在煤矿巷道中的甲
烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。
该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电
池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y2O3 − Na2O，O2−可以在其
中自由移动。
下列有关叙述正确的是（）
2
A. 电极 a 的反应式为：
CH4 + 5O2− − 8e− = CO3− + 2H2O
B. 电极 b 是正极，固体电解质中O2−由电极 a 流向电极 b
C. 当固体电解质中有 1mol O2−通过时，电子转移 4mol
D. 瓦斯分析仪工作时，外电路中电子由电极 b 流向电极 a
18. 如图所示，最近美国医学家利用人体自身环境设计了心脏起搏器，其动力由人体体
液中的能量物质提供．下列有关说法正确的是（）
A. 图中“？
”为人体中的脂肪
B. O2极为心脏起搏器的负极
C. 产生的CO2使人体血液呈酸性，长期使用对人体有害
D. 电池正极的电极反应式为O2 + 4H+ + 4e− = 2H2O
19. 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，反应
2
为2Zn + O2 + 4OH− + 2H2O = 2Zn（OH） 4−.下列说法正确的是（）
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A. 充电时，电解质溶液中K+向阳极移动
B. 放电时，电解质溶液中K+向正极移动
2
C. 充电时，阳极反应为：
Zn（OH） 4− + 2e− = Zn + 4OH−
D. 放电时，电路中通过 2mol 电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
20. 一种新型可逆电池的工作原理如图所示。
放电时总反应为
表示石墨）。
电解质为含AlCl−4的熔
融盐，下列说法正确的是（）
A. 放电时负极反应为2Al − 6e− + 7Cl− = Al2Cl−7
B. 放电时AlCl−4移向正极
C. 充电时阳极反应为AlCl−4 − e− + Cn = Cn （AlCl4）
D. 电路中每转移3 mol电子，最多有1 mol Cn （AlCl4）被还原
21. 液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点．一种以
肼（N2H4）燃料的电池装置如图装置①该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH 作
为电解质．下列叙述不正确的是（）
A. 该燃料电池负极发生的电极反应为：
N2H4 + 4OH− − 4e− = N2 + 4H2O
B. 用该燃料电池作为装置②的直流电源，产生1molCl2至少需要通入0.5molN2H4
C. 该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面
的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触
D. 该燃料电池中，电子从右侧电极经过外电路流向左侧电极，溶液中OH−则迁移
到左侧
22. 含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，
其原理如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
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A. 电子流向：
N 极→导线→ M极→溶液→ N极
B. M 极的电极反应式为C6H5Cl + e− = C6H6 + Cl−
C. 每生成1 mol CO2，有3 mol e−发生转移
D. 处理后的废水酸性增强
23. 近几年具有超常性能的铝离子电池成为研究热点，某化学研究所研发出了以新型石
墨烯（Cn）作正极材料的铝离子电池，可在一分钟内完成充电，其放电时的工作原理
如图所示。
下列说法不正确的是（）
4
A. 放电时，正极的电极反应式为Cn[AlCl−4] + e− = Cn + AlCl−
B. 放电时，每生成1molAl2Cl−7转移电子数目为0.75NA
4
C. 充电时，阴极的电极反应式为4Al2Cl−7 + 3e− = Al + 7AlCl−
D. 充电时，铝电极连接电源负极，该电极有Cn[AlCl−4]生成
24. 锂—铜空气燃料电池（如图）容量高、成本低，该电池
通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电
过程为2Li + Cu2O + H2O = 2Cu + 2Li+ + 2OH−，下
列说法错误的是（）
A. 放电时，当电路中通过0.1 mol电子的电量时，有
0.1 molLi+透过固体电解质向 Cu 极移动，有标准状况下1.12 L氧气参与反应
B. 放电时，正极的电极反应式为：
Cu2O + H2O + 2e− = 2Cu + 2OH−
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C. 整个反应过程中，氧化剂为O2
D. 通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
25. 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如图所示，
其中作为电解质的无水LiCl − KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。
该
电池总反应为：
PbSO4 + 2 LiCl + Ca = CaCl2 + Li2SO4 + Pb.下列有关说法不正确的
是（）
A. 负极反应式：
Ca + 2Cl− − 2e− = CaCl2
B. 放电过程中，Li+向负极移动
C. 每转移0.2mol电子，理论上生成20.7gPb
D. 常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
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答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：
镍氢电池中主要为 KOH 作电解液充电时，阳极反应：
Ni（OH）2 + OH− =
NiOOH + H2O + e−、阴极反应：
M + H2O + e− = MH + OH−，总反应：
M + Ni（OH）2 =
MH + NiOOH；
放电时，正极：
NiOOH + H2O + e− = Ni（OH）2 + OH−，负极：
MH + OH− = M + H2O + e−，
总反应：
MH + NiOOH = M + Ni（OH）2，以上式中 M 为储氢合金，MH 为吸附了氢原子
的储氢合金，
A.电解时阴离子向阳极移动，阳极反应：
Ni（OH）2 + OH− = NiOOH + H2O + e−，所以OH−
离子从阴极向阳极，故 A 错误；
B.H2O中的 H 得电子，不是被 M 还原，故 B 错误；
C.正极发生还原反应，电极反应式为：
NiOOH + H2O + e− = Ni（OH）2 + OH−，故 C 正
确；
D.因发生6NiOOH + NH3 + H2O + OH− = 6Ni（OH）2 + NO−2，不能用氨水做电解质溶液，
故 D 错误。
故选：
C。
镍氢电池中主要为 KOH 作电解液充电时，阳极反应：
Ni（OH）2 + OH− − e− = NiOOH +
H2O、阴极反应：
M + H2O + e− = MH + OH−，总反应：
M + Ni（OH）2 = MH + NiOOH；
放电时，正极：
NiOOH + H2O + e− = Ni（OH）2 + OH−，负极：
MH + OH− − e− = M + H2O，
总反应：
MH + NiOOH = M + Ni（OH）2，以上式中 M 为储氢合金，MH 为吸附了氢原子
的储氢合金，
A.电解时阴离子向阳极移动；
B.H2O中的 H 得电子，不是被 M 还原；
C.正极发生还原反应；
D.因发生6NiOOH + NH3 + H2O + OH− = 6Ni（OH）2 + NO−2，不能用氨水做电解质溶液．
本题考查了原电池和电解池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，明确题
给信息的含义是解本题关键，难点的电极反应式的书写，题目难度中等．
2.【答案】A
【解析】解：
A.反应生成物均为无毒无害的物质，负极上反应生成氮气，则电池总反应
为N2H4 + O2 = N2 ↑ +2H2O，故 A 错误；
B.放电时，阴离子向负极移动，即O2−由电极乙移向电极甲，故 B 正确；
C.由电池总反应为N2H4 + O2 = N2 ↑ +2H2O可知，当甲电极上有1molN2H4消耗时，乙
电极上有1molO2被还原，标况下体积是22.4LO2，故 C 正确；
D.正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2 + 4e− = 2O2−，故 D 正确；
故选：
A。
该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：
N2H4 + 2O2− − 4e− =
N2 ↑ +2H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：
O2 + 4e− = 2O2−，电
池总反应为：
N2H4 + O2 = N2 ↑ +2H2O，结合离子的移动方向、电流的方向分析解答。
本题考查了燃料电池，明确正负极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书
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写，要结合电解质溶液的酸碱性书写，难度不大。
3.【答案】C
2
【解析】解：
A、燃料电池中，正极发生的是氧气得电子的反应过程，电极反应为：
O2 +
2CO2 + 4e− = 2CO3−，故 A 错误；
B、总反应为CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O，所以放电过程中电池中的Na2CO3的物质的量不
变，故 B 错误；
C、CH4的燃烧热为890kJ ⋅ mol−1，消耗1molCH4放热 890kJ，但燃料电池的能量利用率
小于100%，部分化学能转化为热能，所以消耗1molCH4时获得电能小于 890kJ，故 C
正确；
D、电池工作时，阴离子从正极经熔融K2CO3电解质向负极移动，电子从负极流出，经
过导线流向正极，故 D 错误；
故选：
C。
A、燃料电池中，正极发生的是氧气的得电子的反应过程；
B、由总反应可知，碳酸钠的量不变；
C、燃料电池的能量利用率小于100%；
D、电池工作时，电子从负极流出，经过导线流向正极。
本题考查化学电源新型电池，明确总反应及正负极反应是解答本题的关键，注意离子的
移动方法及利用化合价分析转移电子，注意结合电解质书写电极反应式，题目难度不大。
4.【答案】C
A
2
【解析】解：
、燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式为2CH3OH + 4OH− + 3O2 =
2CO3− + 6H2O，该电池工作时，每消耗标准状况下的22.4L即1molCH3OH转移 6mol 电
子，但是没有说明标况，无法计算气体体积，故 A 错误；
B、电子从负极流向正极，即从电极A 流向电极 B，但不能经过氢氧化钠溶液，故 B 错
误；
C、原电池中，阴离子向负极移动，则OH−向负极 A 移动，又总反应是燃料燃烧的化学
2
O
方程式：
2CH3OH + 4OH− + 3O2 = 2CO3− + 6H2O，则溶液的 pH 减小，故 C 正确；
D、碱性条件下，氧气在正极生成氢氧根离子，其电极反应为：
2 + 2H2O + 4e− = 4OH−，
故 D 错误；
故选：
C。
甲醇−燃料电池中，负极上甲醇发生失电子的氧化反应，即 A 是负极，B 是正极，碱性
条件下，氧气在正极生成氢氧根离子，燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式：
2
2CH3OH + 4OH− + 3O2 = 2CO3− + 6H2O，电子从负极流向正极，句原电池的工作原理
来回答。
本题考查了原电池原理，注意燃料电池的工作原理和规律：
负极上是燃料失电子的氧化
反应，在正极上氧气发生得电子的还原反应，题目难度不大。
5.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了原电池原理，明确正负极、阴阳极上得失电子及电极反应是解本题关键，难
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−，故 B 正确；5MnO2 + 2e− = Mn5O10
点是电极反应式的书写，注意电池中离子的移动方向，题目难度中等。
【解答】
A.该电池放电时，锂电极发生氧化反应，故 A 错误；
B.原电池中碘离子移向负极 Li，故 B 错误；
C.正极材料是聚2 −乙烯吡啶（简写为P2VP）和I2的复合物，电极不可能是绝缘体，故 C
错误；
D.总反应为，负极反应式为2Li − 2e− =
P
2Li+，总的电极反应式减去负极的电极反应式，得正极反应式：
2VP ⋅ nI2 + 2e− + 2Li+ =
P2VP ⋅ （n − 1）I2 + 2LiI，故 D 正确。
故选 D。
6.【答案】D
【解析】解：
A、原电源中阳离子向正极移动，所以放电过程中Mg2+通过离子选择性膜
从负极区移向正极，故 A 正确；
3
B、正极反应式为Br− + 2e− = 3Br−，故 B 正确；
C、Mg2+向正极迁移，若负极区用镁盐的水溶液，则 Mg 会与H2O反应，生成氢气，故
C 正确；
D、依据内外电路中迁移电荷数相等，充电时当0.1mol Mg2+通过离子选择性膜时，外
电路导线中应该通过0.2mol电子，故 D 错误；
故选：
D。
3
依据总反应可知镁作负极，石墨作正极。
负极反应式为Mg − 2e− = Mg2+，正极反应式
为Br− + 2e− = 3Br−.依据原电池中“阴负阳正”的规律，Mg2+向正极迁移，若负极区
用镁盐的水溶液，则 Mg 会与H2O反应，由此分析解答。
本题考查了原电池和电解池的工作原理应用，电极反应电极判断是解题关键，题目难度
中等。
7.【答案】C
【解析】解：
A.反应中 Ag 的化合价升高，被氧化，发生氧化反应，故 A 正确；
B.5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合价共降低了 2 价，得到 2 个电子，则正极反应式：
2
C.电子只能在导线和电极上移动，不能通过溶液，故 C 错误；
D.在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，则Cl−不断向“水”电池的负极
移动，故 D 正确。
故选：
C。
根据电池总反应可判断出反应中 Ag 的化合价升高，被氧化，Ag 应为原电池的负极，
AgCl 是氧化产物；方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合价共降低了 2 价，得电子作
正极；在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以形成闭合电路，以此解答
该题。
本题考查了原电池的原理的应用，题目难度不大，把握原电池正负极的判断、电极方程
式的书写是解题的关键，分析 Mn 元素的化合价变化是该题的难点，侧重于考查学生的
分析能力和应用能力。
第 12
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