2025版高考化学一轮总复习提升训练第六章化学反应与能量第二十一讲原电池和化学电源考点二常见化学电源微考点2新型二次电池及分析

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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
[思路点拨] 充电时光照光催化电极产生电子和空穴，则充电时总反应为Li2O2===2Li＋O2，结合图示，充电时金属锂为阴极，光催化电极为阳极：
[解析] 根据题给电池装置图并结合阴、阳极电极反应可知，充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2，A项正确；由题干中光照时阴、阳极反应可知，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B项正确；放电时题给装置为原电池，阳离子(Li＋)向正极迁移，C项错误；根据题给装置图可知，放电时正极上O2得电子并与Li＋结合生成Li2O2，即O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D项正确。
归纳拓展：
电极反应式的书写步骤：第1步，判断电极(正、负极或者阴、阳极)上参与反应的反应物和生成物，根据元素化合价变化标出转移电子的数目；第2步，根据溶液的酸碱性，通过在电极反应式的两端添加H＋或OH－：使电极反应式符合电荷守恒；第3步，根据原子守恒，在电极反应式的两端添加H2O(或其他小分子物质)，使电极反应式符合原子守恒。
【对点训练】
1．(2024·湖南常德模拟)最近，我国科研人员发明了一种新型的锌离子热充电电池，可以利用人体产生的低热量充电。该电池以Zn和VO2-PC为电极材料，实现了低热量发电。放电时，VO2结合Zn2＋生成ZnxVO2·yH2O，原理如图所示。下列说法正确的是( D )
A．分离器可以为阴离子交换膜
B．充电时，阳极电极反应式为ZnxVO2·yH2O＋2xe－===VO2＋xZn2＋＋yH2O
C．放电时，电流从Zn极流向VO2-PC极
D．充电时，锌离子从较高温一侧移至低温一侧
[解析] 放电时，Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，VO2结合Zn2＋生成ZnxVO2·yH2O，说明Zn2＋从负极移向正极，则分离器可以是阳离子交换膜，但不能是阴离子交换膜，A错误；充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为ZnxVO2·yH2O－2xe－===VO2＋xZn2＋＋yH2O，B错误；放电时，电流由正极流向负极，即电流从VO2-PC极流向Zn极，C错误；充电时，Zn2＋由较高温区向左侧低温区迁移，并在Zn电极得电子被还原为Zn，D正确。
2．(2024·山东潍坊高三检测)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是( A )
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===H2O＋NiOOH
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液中的OH－浓度不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
[解析] 该可充电电池放电时为原电池，Cd失电子、化合价升高，Cd为负极，反应式为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，正极上NiOOH发生的电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，工作时阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时为电解池，与电源正极相接的为阳极，与电源负极相接的为阴极，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，据此分析解答。充电时为电解池，阳极反应与原电池正极反应相反，即阳极电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，故A正确；充电时为电解池，电能转化为化学能，故B错误；放电时为原电池，负极反应式为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，碱性减弱，故C错误；放电时为原电池，电解质溶液中的OH－向负极移动，故D错误。
归纳拓展：
二次电池的充放电规律及电极反应式书写
1 二次电池的充放电规律
①充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为“负接负后作阴极，正接正后作阳极”。
②工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。
2 二次电池电极反应式的书写
书写二次电池的电极反应式时，要明确放电和充电过程
①放电时：
负极发生氧化反应，对应元素的化合价升高；
正极发生还原反应，对应元素的化合价降低。
②充电时：
阴极反应是放电时负极反应的逆过程；
阳极反应是放电时正极反应的逆过程。充电(电解池)
放电(原电池)
阳极
Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2(光催化电极)
负极
Li－e－===Li＋
阴极
Li＋＋e－===Li(金属锂)
正极
O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2