《2023年高考化学热点专项导航与精练（新高考专用）》专项22 二次电池（原卷版）

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第三篇化学反应与能量

专项 22 二次电池

利用化学反应的可逆性，可以组建成一个新电池，即当一个化学反应转化为电能之后，还可以用电能

使化学体系修复，然后再利用化学反应转化为电能，所以叫二次电池，又称为充电电池或蓄电池。充电电

池的充放电循环可达数千次到上万次，故其相对干电池而言更经济实用。市场上主要充电电池有镍氢电池、

镍镉电池、铅酸(或铅蓄)电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池等。最常见的二次电池是铅蓄电池，它由

两组栅状极板交替排列而成，正极板上覆盖有 PbO2，负极板上覆盖有 Pb，电解质是 H2SO4溶液，总反应为

Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)

放电=

充

电2PbSO4(s)＋2H2O(l)：

1．(2022•全国乙卷)电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研

究了一种光照充电 Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li+

+e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)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 Li2O2=2Li+O2

B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C．放电时，Li+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 O2+2Li++2e-=Li2O2

【答案】C

【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应

(Li2O2+2h+=2Li++O2)，则充电时总反应为 Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属 Li 电极为阴极，光催化电

极为阳极；则放电时金属 Li 电极为负极，光催化电极为正极。A项，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，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为

Li2O2=2Li+O2，A正确；充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空

穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；C项，放电时，金属 Li 电极为负极，光催

化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；D项，放电时总反应为 2Li+O2=Li2O2，正

极反应为 O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确；故选 C。

2．(2022•辽宁省选择性考试)某储能电池原理如图。下列说法正确的是( )

A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+

B．放电时 Cl-透过多孔活性炭电极向 CCl4中迁移

C．放电时每转移 1 mol 电子，理论上 CCl4吸收 0.5 mol Cl2

D．充电过程中，NaCl 溶液浓度增大

【答案】A

【解析】放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，

放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2，由此解析。A项，放电时负极失电子，发生氧化反

应，电极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+，故 A正确；B项，放电时，阴离子移向负极，放电时

Cl-透过多孔活性炭电极向 NaCl 中迁移，故 B错误；C项，放电时每转移 1 mol 电子，正极：Cl2+2e-=2Cl-，

理论上 CCl4释放 0.5 mol Cl2，故 C错误；D项，充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯离子，NaCl 溶液

浓度减小，故 D错误；故选 A。

3．(2021•浙江 1月选考)镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，

a、b为直流电源的两极)。

下列说法不正确的是( )

A．断开 K2、合上 K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能

B．断开 K1、合上 K2，电极 A为阴极，发生还原反应

C．电极 B发生氧化反应过程中，溶液中 KOH 浓度不变

D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O Ca(OH)2+2Ni(OH)2

【答案】C

【解析】根据图示，电极 A充电时为阴极，则放电时电极 A为负极，负极上 Cd 失电子发生氧化反应

生成 Cd(OH)2，负极反应式为 Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极 B充电时为阳极，则放电时电极 B为正极，正

极上 NiOOH 得电子发生还原反应生成 Ni(OH)2，正极反应式为 2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电

时总反应为 Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2。A项，断开 K2、合上 K1，为放电过程，镍镉电池能量

转化形式：化学能→电能，A正确；B项，断开 K1、合上 K2，为充电过程，电极 A与直流电源的负极相连，

电极 A为阴极，发生还原反应，电极反应式为 Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B正确；C项，电极 B发生氧化反

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