高中化学 每日一题 二次电池的工作原理

二次电池的工作原理

高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆

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一种充电电池放电时的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－。

当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是

A．H2O的还原 B．NiO(OH)的还原 C．H2的氧化 D．Ni(OH)2的氧化

【参考答案】D

【试题解析】放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反应，D正确。

解题必备

铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。

铅蓄电池的放电反应和充电反应表示如下：

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

(1)电极反应式

SO- (aq)－2e－===PbSO4(s)；

负极：Pb(s)＋2

4

SO- (aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。

正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋2

4

(2)放电过程中，电解质溶液的pH变大，理由是H2SO4不断被消耗，使c(H＋)减小，pH增大。

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1．下列关于铅蓄电池的说法正确的是

A．放电时，正极发生的电极反应是Pb(s)+2

SO-(aq)PbSO4(s)+2e−

4

B．放电时，该电池的负极材料是铅板

C．充电时，电池中硫酸的浓度不断减小

SO (aq)

D．充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)+2e−Pb(s)+2

4

2．某储氢的碳纳米管二次电池的工作原理如图，该电池的电解质为6 mol·L－1的KOH溶液。下列说法正确的是

A．放电过程中，碳纳米管的质量一直保持恒重

B．放电时正极附近溶液的pH减小

C．充电时阳极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－

D．该二次电池的工作原理为H2＋2NiO(OH) 2Ni(OH)2

3．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是

A．放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

B．充电时阳极反应为Fe(OH)3－3e－＋5OH－===2-

FeO＋4H2O

4

C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化

D．放电时正极附近溶液的碱性增强

4．水溶液锂离子电池体系如图所示。下列叙述错误的是

A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－x Mn2O4＋x Li

C．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移

答案

1．【答案】B

【解析】铅蓄电池充放电总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)。放电时Pb作负极，电极反应为Pb(s)−2e−+2

SO-(aq)PbSO4(s)，正极反应为

4

PbO2(s)+2e−+4H+(aq)+2

SO-(aq)PbSO4(s)+2H2O(l)。充电时，H2SO4的浓度不断增大，阳极上失去电子发4

生氧化反应。

2．【答案】D

3．【答案】C

【解析】根据题给总反应式，高铁电池放电时必定是锌为负极失去电子，被氧化；高铁酸钾在正极得到电子，被还原。充电时，阳极上氢氧化铁被氧化成高铁酸钾。放电时正极附近生成OH－，碱性增强。4．【答案】C

【解析】图示所给出的是原电池装置。A项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确；B项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确；C项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确；D项，放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。