文档文本内容
2-5 新型二次电池
图示引导：多数题目配有电池结构或工作原理示意图，要求从图中提取关键信息（如电极材料、离子
交换膜类型、反应过程等）。
综合性强：融合原电池与电解池知识，考查放电（原电池模式）和充电（电解池模式）的双向过程。
选项干扰性高：选项常涉及电极判断、离子迁移、电子转移计算、质量变化等易混淆点，需精细分
析。
新颖情境：多采用最新科研成果或新型电池体系（如铝-电催化剂电池、AgCl-Sb 电池、水系锌电池
等），考查学生在陌生情境中迁移知识的能力。
考查知识：
电化学基础：原电池与电解池的工作原理、电极反应式书写、电子流向、离子迁移规律。
氧化还原反应：化合价变化、电子转移数目计算、氧化剂与还原剂判断。
二次电池特性：充放电反应的可逆性、能量转换（化学能
电能）、离子交换膜的作用。
↔
化学键与结构：配合物中的共价键与配位键（如题3）。
考查能力：
读图能力：从示意图中识别电极、反应物、产物及离子移动路径。
分析推理能力：根据反应过程判断选项正误，尤其是隐含的定量关系（如电子转移、物质消
耗）。
综合应用能力：将理论知识应用于新型电池系统，解决实际问题。
审题能力：准确理解题干中的关键描述（如“游离离子数目”“理论上需要”等）。
考查方式：
通过图示与文字结合呈现电池体系，要求判断正误选项。
选项设计注重细节辨析，如离子数目变化、电极反应式准确性、充电与放电的逆反应关系。
第一步 识别电池模式：
放电：原电池模式（负极氧化，正极还原）。
充电：电解池模式（阴极还原，阳极氧化）。
第二步 确定电极与反应：
从图示或描述中判断放电时的正负极，并写出电极反应式。
充电时，原电池的负极变为阴极，正极变为阳极，反应式通常为放电的逆反
应。
第三步 分析离子迁移：
根据电场方向与离子交换膜类型（如质子交换膜、阴离子交换膜）判断离子移
动方向。
放电：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
充电：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。
第四步 验证选项：
逐项检查选项，结合电极反应、电子转移和离子变化进行推理。
特别注意质量变化、电子守恒、离子数目等定量关系。
第五步 排除陷阱：
警惕“数目保持不变”“理论上需要”等表述，进行定量计算。
确认电极反应式是否配平（质量与电荷守恒）。
原电池（放电）：
负极：失电子，发生氧化反应。
正极：得电子，发生还原反应。
电子流向：负极 → 外电路 → 正极。
离子迁移：阳离子向正极，阴离子向负极。
电解池（充电）：
阴极：得电子，发生还原反应（对应原电池负极）。
阳极：失电子，发生氧化反应（对应原电池正极）。
电子流向：电源负极 → 阴极，阳极 → 电源正极。
离子迁移：阳离子向阴极，阴离子向阳极。
电极反应式书写规则：
遵循质量守恒和电荷守恒。
注意介质（酸性、碱性或水溶液）对反应产物的影响。
二次电池的充放电反应应互为逆反应。
离子交换膜：
质子交换膜：只允许H⁺通过。
阴离子交换膜：只允许阴离子（如OH⁻、Cl⁻）通过。
通用离子交换膜：需根据题干说明判断。
电子转移计算：
根据电极反应式确定转移电子数（e⁻）。
应用关系：1 mol e⁻ ≈ 96500 C，或与反应物物质的量比例计算。
质量变化分析：
放电时负极可能质量增加（如生成不溶物）或减少（如金属溶解）。
充电时阴极可能质量增加（如金属沉积）。
电极名称混淆：
错误：放电时说“阳极”“阴极”。
正确：放电用“正负极”，充电用“阴阳极”。
离子移动方向错误：
错误：阳离子向负极移动。
正确：放电时阳离子向正极，充电时阳离子向阴极。
电极反应式书写错误：
忽略介质（如碱性条件下OH⁻参与反应）。
电荷不守恒或物质不守恒。
电子转移数计算错误：
未正确配平反应式，导致电子数错误。
忽略多步反应中的总电子转移。
质量变化误解：
如放电时Pb 负极质量增加（生成PbSO₄），误认为减少。
充电与放电反应逆关系忽略：
错误：充电总反应与放电总反应无关。
正确：充电总反应通常是放电总反应的逆反应。
离子数目变化分析不全：
未考虑离子迁移补偿，误判“数目保持不变”。
【典例】
【审题】
1．（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一
种
电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电
池，用于还原污水中的
为
，其工作原理如图所
示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表
面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的
逐步还原为
。
下列说法错误的是
A．放电时，负极区游离的
数目保持不变
B．放电时、还原
为
，理论上需要
氢原
子
C．充电时，
从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区
D．充电时，电池总反应为
1.
读题与识图：
o
题干指出电池用于还原NO₃⁻为
NH₃，放电时H⁺在电催化剂表面
得电子成为H 原子，再还原
NO₃⁻。
o
图示显示铝为负极，电催化剂为
正极。
2.
确定电极反应：
o
放电负极：Al+4OH⁻-3e⁻→
[Al(OH)₄]⁻（消耗OH⁻）。
o
放电正极：H⁺得电子生成H 原
子，H 原子逐步还原NO₃⁻至NH₃
（总过程涉及8e⁻）。
3.
分析选项：
o
A 选项：判断OH⁻数目是否变
化。负极反应消耗OH⁻，虽有
OH⁻通过离子交换膜补充，但净
消耗（转移3e⁻ 时消耗1 mol
OH⁻），故数目减少，A 错误。
o
B 选项：还原NO₃⁻ 至NH₃ 需
8e⁻，每e⁻对应1 个H 原子（因
H⁺+e⁻→H ），故需8 mol H 原
子，B 正确。
o
C 选项：充电时，OH⁻为阴离
子，应向阳极（电催化剂）移
动，故从阴极区移向阳极区，C
正确。
o
D 选项：充电总反应由电极反应
推导（阴极：[Al(OH)₄]⁻还原为
Al；阳极：H₂O 氧化为O₂），与
题干一致，D 正确。
4.
结论：A 错误，为答案。
关键点：
关注离子迁移的净效果，结合反应
式定量分析。
理解多步还原过程中的电子转移。
【典例】
【审题】
2．（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb 二次电池的放电
过程示意图如图所示。
下列叙述正确的是
A．放电时，M 极为正极
B．放电时，N 极上反应为
C．充电时，消耗4 mol Ag 的同时将消耗
D．充电时，M 极上反应为
1.
读题与识图：
o
图示显示放电时M 极（Sb）失
电子生成SbCl₃，N 极（AgCl）
得电子生成Ag。
2.
确定电极反应：
o
放
电
负
极
（
M
）
：
。
o
放电正极（N）：AgCl+e⁻→Ag+
Cl⁻。
3.
分析选项：
o
A 选项：放电时M 极失电子，为
负极，故A 错误。
o
B 选项：N 极为正极，反应应为
AgCl + e⁻ → Ag + Cl⁻，故B 错
误。
o
C 选项：充电时，N 极为阳极，
反应为Ag + Cl⁻ → AgCl + e⁻。消
耗4 mol Ag 需4 mol Cl⁻，但选项
说“消耗4 mol Ag 的同时将消耗
4 mol Sb”？错误，因Sb 与Ag 的
电子转移关系为：3Ag ~ 1 Sb
（3e⁻转移），消耗4 mol Ag 对应
消耗4/3 mol Sb，故C 错误。
o
D 选项：充电时M 极为阴极，与
放电逆反应一致，D 正确。
4.
结论：D 正确，为答案。
关键点：
正确识别电极极性是解题基础。
电子转移比例关系是计算关键（3Ag
≡ 1 Sb）。
1．（2024·安徽·高考真题）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以
(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和
为电极，以
和
混合液为电解质溶
液。下列说法错误的是
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：
C．充电时，阴极被还原的
主要来自
D．放电时，消耗
，理论上转移
电子
2．（2023·辽宁·高考真题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧
通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
3．（2023·全国乙卷·高考真题）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室
温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化
纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：
S8+e-→
S
，
S
+e-→S
，2Na++
S
+2(1-
)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为：2Na++
S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
4．（2023·新课标卷·高考真题）一种以
和
为电极、
水溶液为电解质的电池，其示意
图如下所示。放电时，
可插入
层间形成
。下列说法错误的是
A．放电时
为正极
B．放电时
由负极向正极迁移
C．充电总反应：
D．充电阳极反应：
5．（2020·天津·高考真题）熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为
(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是
A．Na2S4的电子式为
B．放电时正极反应为
C．Na 和Na2Sx 分别为电池的负极和正极
D．该电池是以
为隔膜的二次电池
