第16講原電池新型電源1．以原電池為例認識化學能可以轉化為電能，從氧化還原反應的角度認識原電池的工作原理，能設計簡單的原電池。2．體會提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高純清潔燃料和研制新型電池的重要性。3．認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用，了解原電池及其常見化學電源的工作原理；能利用相關信息分析化學電源的工作原理，開發(fā)新型電池。【核心素養(yǎng)分析】變化觀念與平衡思想：認識原電池反應的本質是自發(fā)的氧化還原反應；能多角度、動態(tài)地分析原電池中物質的變化及能量的轉換。證據(jù)推理與模型認知：能利用典型的原電池裝置，分析原電池原理，建立解答原電池問題的思維模型，并利用模型揭示其本質及規(guī)律。科學態(tài)度與社會責任：具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念，能對與原電池有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷與分析。知識點一原電池的工作原理及應用1.概念和反應本質原電池是把化學能轉化為電能的裝置，其反應本質是氧化還原反應。2.構成條件(1)一看反應：看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質溶液反應)。(2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。(3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個條件：①電解質溶液；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入電解質溶液中。3.工作原理以鋅銅原電池為例(1)反應原理電極名稱負極正極電極材料鋅片銅片電極反應Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反應類型氧化反應還原反應電子流向由Zn片沿導線流向Cu片鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負極(2)鹽橋的組成和作用①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。②鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。（3）單液原電池(無鹽橋)和雙液原電池(有鹽橋)對比名稱單液原電池雙液原電池裝置相同點正、負極電極反應，總反應式，電極現(xiàn)象不同點還原劑Zn與氧化劑Cu2＋直接接觸，既有化學能轉化為電能，又有化學能轉化為熱能，造成能量損耗Zn與氧化劑Cu2＋不直接接觸，僅有化學能轉化為電能，避免了能量損耗，故電流穩(wěn)定，持續(xù)時間長4.原電池原理的應用(1)比較金屬的活動性強弱：原電池中，負極一般是活動性較強的金屬，正極一般是活動性較弱的金屬(或非金屬)。(2)加快化學反應速率：氧化還原反應形成原電池時，反應速率加快。(3)用于金屬的防護：將需要保護的金屬制品作原電池的正極而受到保護。(4)設計制作化學電源①首先將氧化還原反應分成兩個半反應。②根據(jù)原電池的工作原理，結合兩個半反應，選擇正、負電極材料以及電解質溶液。知識點二常見化學電源及工作原理一、一次電池：只能使用一次，不能充電復原繼續(xù)使用1.堿性鋅錳干電池總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。負極材料：Zn。電極反應：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。正極材料：碳棒。電極反應：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。2.紐扣式鋅銀電池總反應：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。電解質是KOH。負極材料：Zn。電極反應：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。正極材料：Ag2O。電極反應：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。3.鋰電池Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應可表示為8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。(1)負極材料為鋰，電極反應為8Li－8e－===8Li＋。(2)正極的電極反應為3SOCl2＋8e－===2S＋SOeq\o\al(2－,3)＋6Cl－。二、二次電池：放電后能充電復原繼續(xù)使用1.鉛酸蓄電池總反應：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)(1)放電時——原電池負極反應：Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)；正極反應：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。(2)充電時——電解池陰極反應：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；陽極反應：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。2.圖解二次電池的充放電3.二次電池的充放電規(guī)律(1)充電時電極的連接：充電的目的是使電池恢復其供電能力，因此負極應與電源的負極相連以獲得電子，可簡記為負接負后作陰極，正接正后作陽極。(2)工作時的電極反應式：同一電極上的電極反應式，在充電與放電時，形式上恰好是相反的；同一電極周圍的溶液，充電與放電時pH的變化趨勢也恰好相反。三、燃料電池1.氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。種類酸性堿性負極反應式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正極反應式O2＋4e－＋4H＋===2H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－電池總反應式2H2＋O2===2H2O備注燃料電池的電極不參與反應，有很強的催化活性，起導電作用2.解答燃料電池題目的思維模型3.解答燃料電池題目的幾個關鍵點(1)要注意介質是什么？是電解質溶液還是熔融鹽或氧化物。(2)通入負極的物質為燃料，通入正極的物質為氧氣。(3)通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應。高頻考點一原電池原理及其應用【例1】（2022·海南卷）一種采用和為原料制備的裝置示意圖如下。下列有關說法正確的是A.在b電極上，被還原B.金屬Ag可作為a電極的材料C.改變工作電源電壓，反應速率不變D.電解過程中，固體氧化物電解質中不斷減少【答案】A【解析】由裝置可知，b電極的N2轉化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應，因此b為陰極，電極反應式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a為陽極，電極反應式為2O2-+4e-=O2，據(jù)此分析解答；由分析可得，b電極上N2轉化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應，即N2被還原，A正確；a為陽極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯誤；改變工作電源的電壓，反應速率會加快，C錯誤；電解過程中，陰極電極反應式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，陽極電極反應式為2O2-+4e-=O2，因此固體氧化物電解質中O2-不會改變，D錯誤；故選A?！咀兪教骄俊?2021·廣東卷)火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時()A．負極上發(fā)生還原反應 B．CO2在正極上得電子C．陽離子由正極移向負極 D．將電能轉化為化學能【答案】B【解析】金屬鈉為負極，負極上發(fā)生失電子的氧化反應，A錯誤；碳納米管為正極，CO2在正極上得電子，發(fā)生還原反應，B正確；放電時，陽離子由負極移向正極，C錯誤；原電池是將化學能轉化為電能的裝置，D錯誤。【舉一反三】（2022·浙江卷）pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示，以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl電極)和另一Ag—AgCl電極插入待測溶液中組成電池，pH與電池的電動勢E存在關系：pH=(E-常數(shù))/0.059。下列說法正確的是（）A.如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極反應式為：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol·L-1)B.玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化C.分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的pHD.pH計工作時，電能轉化為化學能【答案】C【解析】如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極為負極、負極發(fā)生氧化反應而不是還原反應，A錯誤；已知：pH與電池的電動勢E存在關系：pH=(E-常數(shù))/0.059，則玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異會引起電動勢的變化，B錯誤；pH與電池的電動勢E存在關系：pH=(E-常數(shù))/0.059，則分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的pH，C正確；pH計工作時，利用原電池原理，則化學能轉化為電能，D錯誤；故選C。高頻考點二鹽橋原電池的考查【例2】(2020·全國卷Ⅰ節(jié)選)為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進行實驗?；卮鹣铝袉栴}：(1)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質發(fā)生化學反應，并且電遷移率(u∞)應盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應選擇________作為電解質。陽離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)陰離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)Li＋4.07HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))4.61Na＋5.19NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))7.40Ca2＋6.59Cl－7.91K＋7.62SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))8.27(2)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽離子進入________電極溶液中。(3)電池反應一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1。石墨電極上未見Fe析出?？芍姌O溶液中c(Fe2＋)＝________。(4)根據(jù)(2)、(3)實驗結果，可知石墨電極的電極反應式為____________________，鐵電極的電極反應式為________________________________。因此，驗證了Fe2＋氧化性小于________、還原性小于________。(5)實驗前需要對鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應完成的方法是____________________。【解析】(1)根據(jù)鹽橋中陰、陽離子不能參與反應，及Fe3＋＋3HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(3))=Fe(OH)3↓＋3CO2↑、Ca2＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do4(4))=CaSO4↓，可排除HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(3))、Ca2＋，再根據(jù)FeSO4溶液顯酸性，而NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(3))在酸性溶液中具有氧化性，可排除NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(3))。最后根據(jù)陰、陽離子的電遷移率應盡可能地接近，知選擇KCl作鹽橋中的電解質較合適。(2)電子由負極流向正極，結合電子由鐵電極流向石墨電極，可知鐵電極為負極，石墨電極為正極。鹽橋中的陽離子流向正極(石墨電極)溶液中。(3)由題意知負極反應為Fe－2e－=Fe2＋，正極反應為Fe3＋＋e－=Fe2＋，則鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加0.02mol·L－1時，石墨電極溶液中c(Fe2＋)增加0.04mol·L－1，故此時石墨電極溶液中c(Fe2＋)＝0.09mol·L－1。(4)石墨電極的電極反應式為Fe3＋＋e－=Fe2＋，鐵電極的電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，故驗證了氧化性：Fe3＋＞Fe2＋，還原性：Fe＞Fe2＋。(5)該活化反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，故通過檢驗Fe3＋是否存在可說明活化反應是否完成，具體操作為取少量活化后溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變血紅色，則說明活化反應已完成?！敬鸢浮?1)KCl(2)石墨(3)0.09mol·L－1(4)Fe3＋＋e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋Fe3＋Fe(5)取少量溶液，滴入KSCN溶液，不出現(xiàn)血紅色【變式探究】控制適合的條件，將反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A.反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B.反應開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C.電流表讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D.電流表讀數(shù)為零后，在甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極【答案】D【解析】由圖示結合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流表讀數(shù)為零時，F(xiàn)e3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應達到平衡狀態(tài)，C正確；在甲中加入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移動，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。高頻考點三燃料電池【例3】(2019·卷全國卷Ⅰ)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應生成NH3D．電池工作時質子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動【答案】B【解析】由題圖和題意知，電池總反應是3H2＋N2=2NH3。該合成氨反應在常溫下進行，并形成原電池產(chǎn)生電能，反應不需要高溫、高壓和催化劑，A項正確；觀察題圖知，左邊電極發(fā)生氧化反應MV＋－e－=MV2＋，為負極，不是陰極，B項錯誤；正極區(qū)N2在固氮酶作用下發(fā)生還原反應生成NH3，C項正確；電池工作時，H＋通過交換膜，由左側(負極區(qū))向右側(正極區(qū))遷移，D項正確?！痉椒记伞咳剂想姵仉姌O反應式的書寫第一步：寫出燃料電池反應的總反應式燃料電池的總反應與燃料的燃燒反應一致，若產(chǎn)物能和電解質反應則總反應為加和后的反應。如甲烷燃料電池(電解質為NaOH溶液)的反應式為CH4＋2O2===CO2＋2H2O①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②①式＋②式得燃料電池總反應式為CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。第二步：寫出電池的正極反應式根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質是O2，隨著電解質溶液的不同，其電極反應式有所不同，大致有以下四種情況：(1)酸性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；(2)堿性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；(3)固體電解質(高溫下能傳導O2－)環(huán)境下電極反應式：O2＋4e－===2O2－；(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應式：O2＋2CO2＋4e－===2COeq\o\al(2－,3)。第三步：根據(jù)電池總反應式和正極反應式，寫出負極反應式電池反應的總反應式－電池正極反應式＝電池負極反應式。因為O2不是負極反應物，因此兩個反應式相減時要徹底消除O2?！咀兪教骄俊?雙選)金屬鋰燃料電池是一種新型電池，比鋰離子電池具有更高的能量密度。它無電時也無需充電，只需更換其中的某些材料即可，其工作示意圖如下，下列說法正確的是()A．放電時，通入空氣的一極為負極B．放電時，電池反應為4Li＋O2＋2H2O=4LiOHC．有機電解液可以是乙醇等無水有機物D．在更換鋰電極的同時，要更換水性電解液【答案】BD【解析】A.放電時，Li電極為負極，錯誤；B.放電時，電池反應為4Li＋O2＋2H2O=4LiOH，正確；C.因為有鋰存在，就不能用乙醇，鋰和乙醇反應，錯誤；D.水性電解液中不斷消耗水并有LiOH生成，隨著反應的進行，形成LiOH的飽和溶液，不利于Li＋的移動，所以在更換鋰電極的同時，要更換水性電解液，正確。高頻考點四可充電電池（二次電池）【例4】（2022·遼寧卷）某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是A.放電時負極反應：B.放電時透過多孔活性炭電極向中遷移C.放電時每轉移電子，理論上吸收D.充電過程中，溶液濃度增大【答案】A【解析】放電時負極反應：，正極反應：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯氣，放電時，陰離子移向負極，充電時陽極：2Cl--2e-=Cl2，由此解析放電時負極失電子，發(fā)生氧化反應，電極反應：，故A正確；放電時，陰離子移向負極，放電時透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，故B錯誤；放電時每轉移電子，正極：Cl2+2e-=2Cl-，理論上釋放，故C錯誤；充電過程中，陽極：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯離子，溶液濃度減小，故D錯誤；故選A?！九e一反三】（2021·河北卷）K—O2電池結構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀片。關于該電池，下列說法錯誤的是A．隔膜允許K+通過，不允許O2通過B．放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極C．產(chǎn)生1Ah電量時，生成KO2的質量與消耗O2的質量比值約為2.22D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水【答案】D【解析】由圖可知，a電極為原電池的負極，單質鉀片失去電子發(fā)生氧化反應生成鉀離子，電極反應式為K—e-=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成超氧化鉀；據(jù)以上分析解答。金屬性強的金屬鉀易與氧氣反應，為防止鉀與氧氣反應，電池所選擇隔膜應允許K+通過，不允許O2通過，故A正確；由分析可知，放電時，a為負極，b為正極，電流由b電極沿導線流向a電極，充電時，b電極應與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；由分析可知，生成1mol超氧化鉀時，消耗1mol氧氣，兩者的質量比值為1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正確；鉛酸蓄電池充電時的總反應方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應消耗2mol水，轉移2mol電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗水的質量為×18g/mol=1.8g，故D錯誤；故選D。【方法技巧】1．可充電電池的思維模型因此，充電時電極的連接可簡記為“負接負后作陰極，正接正后作陽極”。2．可充電電池的分析流程(1)可充電電池有充電和放電兩個過程，放電時是原電池反應，充電時是電解池反應。(2)放電時的負極反應和充電時的陰極反應互為逆反應，放電時的正極反應和充電時的陽極反應互為逆反應。將負(正)極反應式變換方向并將電子移項即可得出陰(陽)極反應式。(3)充、放電時電解質溶液中離子移動方向的判斷分析電池工作過程中電解質溶液的變化時，要結合電池總反應進行分析。①首先應分清電池是放電還是充電。②再判斷出正、負極或陰、陽極。(4)“加減法”書寫新型二次電池放電的電極反應式若已知電池放電時的總反應式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，由總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。【變式探究】(2021·山東卷)以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清潔燃料電池，下列說法正確的是()A．放電過程中，K＋均向負極移動B．放電過程中，KOH物質的量均減小C．消耗等質量燃料，(CH3)2NNH2-O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4-O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標準狀況下為11.2L【答案】C【解析】堿性環(huán)境下，CH3OH-O2燃料電池總反應為2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O；N2H4-O2燃料電池總反應為N2H4＋O2=N2＋2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C元素和N元素的化合價均為－2價，H元素化合價為＋1價，其燃料電池的總反應為(CH3)2NNH2＋4O2＋4KOH=2K2CO3＋N2＋6H2O。放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯誤；由總反應可知，N2H4-O2燃料電池放電時未消耗KOH，所以KOH的物質的量不變，其他兩種燃料電池KOH的物質的量減小，B錯誤；設消耗燃料的質量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量(物質的量表達式)分別是eq\f(mg,32g·mol－1)×6、eq\f(mg,32g·mol－1)×4、eq\f(mg,60g·mol－1)×16，通過比較可知(CH3)2NNH2-O2燃料電池理論放電量最大，C正確；根據(jù)得失電子數(shù)守恒和總反應式可知，消耗1molO2時，N2H4-O2燃料電池生成的氮氣的物質的量為1mol，在標準狀況下為22.4L，D錯誤?！九e一反三】（2021·浙江卷）鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，K1、K2為開關，a、b為直流電源的兩極)。下列說法不正確的是A．斷開K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉化形式：化學能→電能B．斷開K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應C．電極B發(fā)生氧化反應過程中，溶液中KOH濃度不變D．鎳鎘二次電池的總反應式：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C【解析】根據(jù)圖示，電極A充電時為陰極，則放電時電極A為負極，負極上Cd失電子發(fā)生氧化反應生成Cd(OH)2，負極反應式為Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，電極B充電時為陽極，則放電時電極B為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應生成Ni(OH)2，正極反應式為2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放電時總反應為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，據(jù)此分析作答。斷開K2、合上K1，為放電過程，鎳鎘電池能量轉化形式：化學能→電能，A正確；斷開K1、合上K2，為充電過程，電極A與直流電源的負極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B正確；電極B發(fā)生氧化反應的電極反應式為2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，則電極A發(fā)生還原反應的電極反應式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此時為充電過程，總反應為Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH濃度減小，C錯誤；根據(jù)分析，放電時總反應為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，則鎳鎘二次電池總反應式為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正確；答案選C。高頻考點五新型電源【例5】（2022·廣東卷）科學家基于易溶于的性質，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設備(如圖)。充電時電極a的反應為：。下列說法正確的是A.充電時電極b是陰極B.放電時溶液的減小C.放電時溶液的濃度增大D.每生成，電極a質量理論上增加【答案】C【解析】由充電時電極a的反應可知，充電時電極a發(fā)生還原反應，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；放電時電極反應和充電時相反，則由放電時電極a的反應為可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；放電時負極反應為，正極反應為，反應后Na+和Cl-濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；充電時陽極反應為，陰極反應為，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質量理論上增加23g/mol2mol=46g，故D錯誤；答案選C?！咀兪教骄俊浚?022·全國乙卷）電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科學家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴