课时4.6 二次电池-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）

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课时 4.6 二次电池

【主干知识梳理】

1、二次电池(可充电电池)的有关规律 (以铅蓄电池为例)

铅蓄电池示意图铅蓄电池介绍

铅蓄电池可放电亦可充电，具双重功能。它是用橡胶或微孔塑料

制成的长方形外壳，正极板上有一层棕褐色的 PbO2，负极板是海

绵状金属铅，两极均浸在浓度为 30%的稀硫酸溶液中，两极间用

橡胶或微孔塑料隔开。它在放电过程中将化学能能转化为电能，

充电时，蓄电池属于电路组成中的用电器。铅蓄电池的工作原理

为：

Pb (s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)

放电时电极反应负极(Pb)： Pb (s)＋SO42—(aq)—2e—===PbSO4(s) (氧化反应)

正极(PbO2)：PbO2(s)＋4H+＋SO42—(aq)＋2e===PbSO4(s)＋2H2O(l) (还原反应)

充电时电极反应阴极：PbSO4(s)＋2e—===Pb(s)＋SO42—(aq) (还原反应)

阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)—2e—===PbO2(s)＋4H+＋SO42—(aq) (氧化反应)

规律

(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应

(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在

形式上互逆。将负(正)极反应式变方向并将电子移向即得出阴(阳)极反应式

(3)二次电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连

接外接电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为：负连负，正

连正

(4)放电总反应和充电总反应在形式上互逆 (但不是可逆反应)

2、常见二次电池及电极反应书写

铅蓄电池

总反应 Pb (s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)

负极反应

正极反应

锂离子电池

总反应 Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x＜1)

负极反应

正极反应

高铁电池

总反应 Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH

负极反应

正极反应

镍镉电池

总反应 Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2

负极反应

正极反应

氢镍电池

总反应 NiO(OH)＋MH Ni(OH)2＋M

负极反应

正极反应

铁镍电池

总反应 Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2

负极反应

正极反应

【课后作业】

1、[2019·全国卷Ⅲ]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，结构如图所示。电池反应为

Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l) ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是(　　)

A．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

B．充电时阳极反应为 Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)

C．放电时负极反应为 Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)

D．放电过程中 OH－通过隔膜从负极区移向正极区

2、[2019·天津]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。图中贮液器

可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是(　　)

A．放电时，a电极反应为 I2Br－＋2e－===2I－＋Br－

B．放电时，溶液中离子的数目增大

C．充电时，b电极每增重 0.65 g，溶液中有 0.02 mol I－被氧化

D．充电时，a电极接外电源负极

3、[2018·全国卷Ⅱ]我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 Na—CO2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作

为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为 3CO2＋4Na 2Na2CO3＋C。下

列说法错误的是(　　)

A．放电时，ClO 向负极移动 B．充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2

C．放电时，正极反应为 3CO2＋4e－===2CO＋C D．充电时，正极反应为 Na＋＋e－===Na

4、[2018·全国卷Ⅲ]一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成

Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是(　　)

A．放电时，多孔碳材料电极为负极 B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

C．充电时，电解质溶液中 Li＋向多孔碳材料区迁移 D．充电时，电池总反应为 Li2O2－x===2Li＋(1－)O2

5、[2017 新课标Ⅲ]全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a常用掺有石墨烯的

S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是(　　)

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重0.14 g

C．石墨烯的作用主要是提高电极 a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多

6、[2016·全国卷Ⅲ] 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

2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　)

A．充电时，电解质溶液中 K＋向阳极移动

B．充电时，电解质溶液中 c(OH－)逐渐减小

C．放电时，负极反应为 Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)

D．放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况)

7、[2016· 四川卷] 某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为 Li1－xCoO2＋

LixC6===LiCoO2＋ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是(　　)

A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移

B．放电时，负极的电极反应式为 LixC6－xe－===xLi＋＋C6

C．充电时，若转移 1 mol e－，石墨(C6)电极将增重 7x g

D．充电时，阳极的电极反应式为 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋

8、某高铁电池是以高铁酸钾(K2FeO4)为正极材料的新型化学电池，具有能量密度大、体积小、质量轻、无污染

等优点，其总反应为 3Zn＋2FeO＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－。下列有关判断不正确的是( 　)

A．放电过程中，电解质溶液中的 K＋向正极移动

B．放电时负极反应式为 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2

C．充电时，每转移 3 mol 电子，则有1 mol Fe(OH)3被还原

D．充电时，电解质溶液中 c(OH－)逐渐减小

9、下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池 (MH—Ni 电池)。下列有关说法不正

确的是(　　)

A．放电时正极反应为 NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－

B．电池的电解液可为 KOH 溶液

C．充电时负极反应为 MH＋OH－===H2O＋M＋e－

D．MH 是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高

10、已知：锂离子电池的总反应为 LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2 锂硫电池的总反应为 2Li＋S Li2S，

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