二次电池的定义及化学电池的分类

一、二次电池的定义及化学电池的分类

1、定义：原电池是将化学能变成电能的装置，化学电池是能够实际应用的原电池。

2、化学电池的分类

（1）一次电池：活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度就不能再使用的电池，如普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池等。

（2）二次电池：可多次充电、放电的电池，如铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。

（3）燃料电池：利用燃料和氧化剂发生氧化还原反应的电池，如氢氧燃料电池、甲醇燃料电池等。

3、常见的二次电池

（1）铅蓄电池

放电时的电极反应

负极：$\mathrm{Pb}（\mathrm{s}）+$$\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4^{2-}（\mathrm{aq}）-$$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$\mathrm{PbSO}{\phantom{A}}_4（\mathrm{s}）$。

正极：$\mathrm{PbO}{\phantom{A}}_2（\mathrm{s}）+$$4\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}（\mathrm{aq}）+$$\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4^{2-}（\mathrm{aq}）+$$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$\mathrm{PbSO}{\phantom{A}}_4（\mathrm{s}）+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}（\mathrm{l}）$。

总反应：$\mathrm{Pb}（\mathrm{s}）+$$\mathrm{PbO}{\phantom{A}}_2（\mathrm{s}）+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4（\mathrm{aq}）$$\underset{}{\overset{}{=}}$$2\mathrm{PbSO}{\phantom{A}}_4（\mathrm{s}）+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}（\mathrm{l}）$。

充电时的电极反应

阴极：$\mathrm{PbSO}{\phantom{A}}_4(\mathrm{s})$+$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$\mathrm{Pb}(\mathrm{s})+$$\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4^{2-}(\mathrm{aq})$

阳极：$\mathrm{PbSO}{\phantom{A}}_4(\mathrm{s})+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}(\mathrm{l})-$$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$\mathrm{PbO}{\phantom{A}}_2(\mathrm{s})+$$4\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}(\mathrm{aq})+$$\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4^{2-}(\mathrm{aq})$

总反应：$2\mathrm{PbSO}{\phantom{A}}_4(\mathrm{s})+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}(\mathrm{l})$$\underset{}{\overset{}{=}}$$\mathrm{Pb}(\mathrm{s})+$$\mathrm{PbO}{\phantom{A}}_2(\mathrm{s})+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4(\mathrm{aq})$

（2）镍镉电池

镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的充电电池。以$\mathrm{Cd}$为负极，$\mathrm{NiO}（\mathrm{OH}）$为正极，$\mathrm{KOH}$为电解质。

放电时的电极反应

负极：$\mathrm{Cd}+$$2\mathrm{OH}{\phantom{A}}^{-}-$$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$\mathrm{Cd}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_2$

正极：$2\mathrm{NiO}(\mathrm{OH})+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+$$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$2\mathrm{Ni}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_2+$$2\mathrm{OH}{\phantom{A}}^{-}$

充电时的电极反应

阴极：$\mathrm{Cd}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_2+$$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$\mathrm{Cd}+$$2\mathrm{OH}{\phantom{A}}^{-}$

阳极：$2\mathrm{Ni}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_2+$$2\mathrm{OH}{\phantom{A}}^{-}-$$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$2\mathrm{NiO}(\mathrm{OH})+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

总反应：$\mathrm{Cd}+$$2\mathrm{NiO}(\mathrm{OH})+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$$\underset{\mathrm{充}\mathrm{电}}{\stackrel{\mathrm{放}\mathrm{电}}{\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}}}$$\mathrm{Cd}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_2+$$2\mathrm{Ni}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_2$

二、二次电池的相关例题

据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为$2\mathrm{Zn}+$$\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$$\underset{}{\overset{}{=}}$$2\mathrm{ZnO}$，其原料为锌、电解液和空气，则下列叙述正确的是___

A．电解液一定不是强酸

B．锌为正极，空气进入负极反应

C．负极发生还原反应

D．正极反应为$2\mathrm{Zn}+$$4\mathrm{OH}{\phantom{A}}^{-}-$$4\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$2\mathrm{ZnO}+$$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

答案：A

解析：电极锌、氧化锌均能溶于酸，所以电解质溶液一定不能是强酸，A正确；锌失去电子化合价升高，发生氧化反应，做原电池的负极，氧气得到电子发生还原反应，所以空气进入正极进行反应，B错误；负极失电子发生氧化反应，C错误；锌作负极，失去电子发生氧化反应，溶液为碱性，故负极反应为$\mathrm{Zn}+$$2\mathrm{OH}{\phantom{A}}^{-}-$$2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$$\underset{}{\overset{}{=}}$$\mathrm{ZnO}+$$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$，D错误。

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