二次电池的充电和放电-【专家讲座】2023届高三化学专项复习

2023届高三化学复习——二次电池的充电和放电 二次电池的定义 二次电池（Rechargeable battery）又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。 教育部考试中心2018年试题评析：电池按照工作性质可以划分为：一次电池、多次电池（二次电池）、连续电池（各类燃料电池) 知识重构 二次电池的定义 充电是电解池，放电是原解池 正极-----阳极 负极-----阴极 负极阴极---负极 正极阳极---正极 二次电池的基本特点 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。 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互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。 可充电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。 二次电池的基本特点 新鲁科版（2017版）21页 二次电池的电极名称 在教育部考试中心－2020年版高考试分析（2019年全国卷-12）中明确： 物理学中规定，以正电荷的运动方向为电流的方向，且电流总是从电势高的正极流向电势低的负极，这与电子的流向刚好相反。无论是电解池还是原电池在讨论其中单个电极时，都可把发生氧化作用的电极称为阳极，而把发生还原作用的电极称为阴极。 二次电池的电极名称 原电池-向外电路（导线）提供电子的电极为负极或阳极；从外电路（导线）传入电子的电极为正极（阴极）；负极（阳极）发生氧化反应；正极（阴极）发生还原反应。 电解池-与外电源负极相连的电极为负极（阴极）；与外电源正极相连的电极为正极（阳极）；正极（阳极）发生氧化反应，负极（阴极）发生还原反应。 知识重构 二次电池的分类 03 铅酸电池 04 锂离子电池 01 镍氢电池 02 镍镉电池 05 钠硫电池 新型二次电池不断研发 1.(2022·全国乙)Li-O2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 (　C　) A.充电时,电池的总反应 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 陌生电池：太阳能转化为化学能正在成为能源高效转化与资源合理利用的一个重点 陌生空穴 降低难度：给出电极反应式------电极名称的判断 丰富解题信息支撑 设问：总反应、电池工作效率、离子移动方向、电极反应 两个选项涉及电解池，两个选项涉及原电池 以前沿技术为情境，考查电化学的基本原理，引导学生从基础化学知识的角度去观察思考新事物、新技能、新方法，体现高考评价体系中创新性的考查要求 重温经典 1.(2022·全国乙)Li-O2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 (　C　) A.充电时,电池的总反应 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 放电 负极：2Li - 2e－ = 2Li+ 正极：O2+ 2Li+ + 2e－= Li2O2 总：2Li + O2 = Li2O2 充电 光催化电极 = e－ + h+ 阴极：2Li+ + 2e－ = 2Li 阳极：Li2O2 + 2h+ = O2 + 2Li+ ( Li2O2 - 2e－= O2 + 2Li+ ) 总：Li2O2 = 2Li + O2 电极判断的方法 电子和空穴参加反应 放电时，阳离子移向正极 2.(2022·广东)科学家基于Cl2易溶于CC4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为 下列说法正确的是 (　C　) A.充电时电极b是阴极 阳极 B.放电时NaCl溶液的pH减小 不变 C.放电时NaCl溶液的浓度增大 D.每生成1 mol Cl2,电极a质量理论上增加23 g 46 g 情