钱荣 陈雯雯
二次电池有着重要的用途。有关二次电池的试题能够充分考查电化学的知识,而成为高考的热点。因此,要真正认识“二次电池”的“真面目”,全面掌握“二次电池”的考查类型,以便能够灵活应用。
一、给出图示原理型
此类试题的特点是在题干叙述的基础上,给出二次电池工作原理示意图,以考查原电池和电解原理。其解题关键有2点:一是根据题干和图示信息,首先确定出原电池的正负极或电解池的阴阳极;二是应用原电池和电解原理对选项进行逐一分析判断。
例1 (2021届河南省南阳市一中模拟)氟离子电池是一种前景广阔的新型电池。如图1所示是氟离子电池工作原理示意图,其中充电时F-从乙电极流向甲电极,下列关于该电池的说法正确的是(
)。
Bi -3e- +3F-=BiF3
B.放电时乙电极电势比甲电极高
C.充电时每通过1 mol e一,甲电极增重19 g
D.充电时电源的正极与乙极相连
解析 因充电时F-从乙电极流向甲电极,则乙电极为电解池的阴极,甲电极为电解池的阳极。A项,放电时,甲电极为原电池的正极,BiF3在正极得到电子生成Bi和F-,则甲电极的电极反应式为:
BiF3 +3e ==Bi +3F -A项不正确;B项,放电时,乙电极为原电池的负极,则乙电极电势比甲电极低,B项不正确;C項,充电时.Bi在甲电极(电解池的阳极)失去电子生成BiF3,其电极反应式为: Bi - 3e - +3F - =BiF3导线上每通过1 mol e一有l mol F-生成BiF,,则甲电极质量增加19 9,C项正确;D项,充电时,乙电极为电解池的阴极,与外加电源的负极相连,D项不正确。故答案为C项。
二、已知电池总反应型
此类试题的特点是在题干中给出电池放电和充电时的总反应,以考查原电池和电解池原理。其解题关键有2点:一是根据放电时的总反应,利用原电池原理对有关选项进行分析判断;二是根据充电时的总反应,利用电解原理对有关选项进行分析判断。
例2 LiFePO4电池用途广泛,其总反应为:
内部为能导电的含Li+的固体电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是( )。
A.可加入稀H2SO4以增强电解质的导电性
B.放电时Li+向负极移动
C.放电时正极反应为:
FePO4+Li++e- =LiFeP04
D.充电时阳极反应为:LI+e ==Li
解析A项,根据电池总反应可知,金属锂是原电池的负极,而金属锂是活泼金属,锂能与硫酸反应,则不能加入硫酸以提高电解质的导电性,A项不正确;B项,放电时为原电池,原电池内部的阳离子向正极移动,B项不正确;C项,放电时为原电池,FePO4在正极得到电子并与Li+结合生成LiFePO4,则放电时电池正极反应为:
FePO4+Li++e- =LiFeP04C项正确;D项,充电时为电解池,在阳极LiFeP04失去电子发生氧化反应生成FePO4和“+,则充电时阳极的反应为:
LiFePO4-e - =FePO4+ Li+D项不正确。故答案为C项。
三、已知电池总反应和电池结构示意图型
此类试题的特点是在题干中给出电池放电和充电时总反应的同时,题目还给出了电池结构的示意图,以考查原电池和电解原理。其解题关键有2点:一是根据放电时的总反应,利用原电池原理并结合电池结构示意图对有关选项进行分析判断:二是根据充电时的总反应,利用电解原理并结合电池结构示意图对有关选项进行分析判断。
例3 (2021届四川省泸州市高三一模)如图2所示是一种可充电锂电池结构图,电池的总反应为: SO(CH3)2是溶剂。下列说法正确的是( )。
A.放电时,a极被还原
B.放电时,电解质溶液中PF6-向6极区迁移
C.充电时.6极反应式为:
Fe +2Li2S - 4e= =FeS2 +4Li+
D.充电时,a极连接电源的正极
解析由电池的总反应可知,放电时,Li是原电池负极,FeS:是原电池的正极。A项,放电时,负极Li失去电子发生氧化反应,则a极被氧化.A项不正确;B项,放电时,a极是负极,b极是正极,电解质溶液中的阴离子向负极移动,则电解质溶液中PF6-向a极区迁移,B项不正确;C项,充电时为电解池.6极为电解池的阳极,Fe和Li2S在阳极失去电子生成FeS,和Li,则6极反应式为: Fe +2Li2S - 4e - =FeS2 +4Li+C项正确;D项,充电时,a极是电解池的阴极,应连接电源的负极,D项不正确。故答案为C项。
(收稿日期:2022 - 03 - 14)