二次電池的定義及化學(xué)電池的分類
2021-04-06 15:57:10文/陳宇航
一、二次電池的定義及化學(xué)電池的分類
1、定義:原電池是將化學(xué)能變成電能的裝置,化學(xué)電池是能夠?qū)嶋H應(yīng)用的原電池。
2、化學(xué)電池的分類
(1)一次電池:活性物質(zhì)(發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到一定程度就不能再使用的電池,如普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀電池等。
(2)二次電池:可多次充電、放電的電池,如鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。
(3)燃料電池:利用燃料和氧化劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電池,如氫氧燃料電池、甲醇燃料電池等。
3、常見的二次電池
(1)鉛蓄電池
放電時的電極反應(yīng)
負極:$\ce{Pb(s)}+$$\ce{SO^{2-}4(aq)}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{PbSO4(s)}$。
正極:$\ce{PbO2(s)+}$$\ce{4H+(aq)}+$$\ce{SO^{2-}4(aq)}+$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{PbSO4(s)}+$$\ce{2H2O(l)}$。
總反應(yīng):$\ce{Pb(s)+}$$\ce{PbO2(s)}+$$\ce{2H2SO4(aq)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2PbSO4(s)}+$$\ce{2H2O(l)}$。
充電時的電極反應(yīng)
陰極:$\ce{PbSO4(s)}$+$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Pb(s)}+$$\ce{SO^{2-}4(aq)}$
陽極:$\ce{PbSO4(s)}+$$\ce{2H2O(l)}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{PbO2(s)}+$$\ce{4H+(aq)}+$$\ce{SO^{2-}4(aq)}$
總反應(yīng):$\ce{2PbSO4(s)}+$$\ce{2H2O(l)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Pb(s)}+$$\ce{PbO2(s)}+$$\ce{2H2SO4(aq)}$
(2)鎳鎘電池
鎳鎘電池是一種新型的封閉式體積小的充電電池。以$\ce{Cd}$為負極,$\ce{NiO(OH)}$為正極,$\ce{KOH}$為電解質(zhì)。
放電時的電極反應(yīng)
負極:$\ce{Cd}+$$\ce{2OH-}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Cd(OH)2}$
正極:$\ce{2NiO(OH)}+$$\ce{2H2O}+$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2Ni(OH)2}+$$\ce{2OH-}$
充電時的電極反應(yīng)
陰極:$\ce{Cd(OH)2}+$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Cd}+$$\ce{2OH-}$
陽極:$\ce{2Ni(OH)2}+$$\ce{2OH-}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2NiO(OH)}+$$\ce{2H2O}$
總反應(yīng):$\ce{Cd}+$$\ce{2NiO(OH)}+$$\ce{2H2O}$$\ce{<=>[放電][充電]}$$\ce{Cd(OH)2}+$$\ce{2Ni(OH)2}$
二、二次電池的相關(guān)例題
據(jù)報道,鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池,它具有容量大等優(yōu)點,其電池反應(yīng)為$\ce{2Zn}+$$\ce{O2}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2ZnO}$,其原料為鋅、電解液和空氣,則下列敘述正確的是___
A.電解液一定不是強酸
B.鋅為正極,空氣進入負極反應(yīng)
C.負極發(fā)生還原反應(yīng)
D.正極反應(yīng)為$\ce{2Zn}+$$\ce{4OH-}-$$\ce{4e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2ZnO}+$$\ce{2H2O}$
答案:A
解析:電極鋅、氧化鋅均能溶于酸,所以電解質(zhì)溶液一定不能是強酸,A正確;鋅失去電子化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng),做原電池的負極,氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng),所以空氣進入正極進行反應(yīng),B錯誤;負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),C錯誤;鋅作負極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),溶液為堿性,故負極反應(yīng)為$\ce{Zn}+$$\ce{2OH-}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{ZnO}+$$\ce{H2O}$,D錯誤。
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