2019年高考化学 考点43 锂电池必刷题

放电时，负极的电极反应式为Li-e-=Li+B．熔融的氢氧化锂用惰性电极电解再生时，金属锂在阴极得到有机电解液可以是乙醇等无水有机物放电时，正极的电极反应式为：2屯°+°2*=4°厲【答案】C【解析】A.放电时员极的电极反应式为Lie-Li-,刼血正确'B.熔融的氢氧化锂用惰性电极电解再生时,Li+p=Li,金属锂在阴根得到，故E正确；C锂与乙醇塩生反鼠故C■不正确；D放电时』正极的电极反应式为:2H2O+Q+4e-=40H-,故D正确。科学家研发出一种新型水溶液锂电池，采用复合膜包裹的金属锂作负极，锰酸锂(LiMnO)24作正极，以0.5mol/LiSO水溶液作电解质溶液。电池充、放电时，LiMnO与LiMnO可以2424224相互转化。下列有关该电池的说法正确的是该电池放电时，溶液中的SO2-向电极b移动4该电池负极的电极反应式为:2Li+2H2O==2LiOH+H2f电池充电时，外加直流电源的正极与电极a相连电池充电时，阳极的电极反应式为:LiMnO-e-==LiMnO+Li+22424【答案】D解析】A、根据图示可知，电极a为金属Li作负极，电极b为正极，所以电池放电时，溶液中的SO2-向电负极a移动，即A错误；B、该电池负极的电极反应式为Li-e-=Li+，故B错误；C、在给电池充电时，遵循正接正、负接负的原则，所以外加直流电源的正极与该电池的正极b相连，故C错误；D、根据放电、充电时电子转移的规律可知，充电时的阳极反应式为放电时正极反应的逆反应，即LiMnO-e-==LiMnO+Li+,即D正确。所以本题正确答案为D。22424市场上经常见到的标记为Li—ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li+2LiNiO2LiNiO下列说法不正确的是0.3520.852...放电时，负极的电极反应式：Li—e-=Li+充电时，LiNiO既发生氧化反应又发生还原反应0.852该电池不能用水溶液作为电解质放电过程中Li+向负极移动【答案】D【解祈】放电时』员极反应；Li一亡正极反应；2Liri35NiO：+e-+Li+=、故盘正确j充电时，Lio.回心!的Ni的化合价田3.15ft高到亍呵被氧化』部分U4■还原为"故B正跖仇II银活泼，会与水反也不能用水港礼故C正确：D.IT向正极移动，故D错误』故选D。中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池（图1），电池的工作原理如图2充电锂空气电池（图1），电池的工作原理如图2。下列有关说法正确的是图I金JttE刊机电轟耐裁空％电征图2A.放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极开关K闭合给锂电池充电，金属锂电极增重14g，空气电极放出22.4L的02充电时，阳极的电极反应式为Li2O2-2e-=O2t+2Li+【答案】D【解析】可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，活泼的锂是负极，电解质里的阳离子负极经过有机电解质溶液移向正极；开关K闭合给锂电池充电，电池负极接电源的负极，充电时阳极上发生失电子的氧化反应。A、可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，故A错误；B、放电时,Li+由正极经过有机电解质溶液移向正极，故B错误；C、开关K闭合给锂电池充电，金属锂电极增重14g,1molLi，转移1mol电子，空气

电极放出0.5mol02，标准状况下体积为11.2L的0?，故C错误；D、充电时阳极上发生失电子的氧化反应Li202-2e-=02f+2Li+,故D正确。故D正确。锁电某充电宝锂离子电池的总反应为：xLi+LiMnOLiMn0，某手机镍氢电池总反1-x2424啟电应为：NiOOH+MH充国M+Ni（OH）（M为储氢金属或合金），有关上述两种电池的说法不正2确的是锂离子电池放电时Li+向正极迁移确的是锂离子电池放电时Li+向正极迁移A．B锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：LiM^y-xe-—Lii-xMn2°4+xLi+C.如图九表示用锂离子电池给镍氢电池充电D.镍氢电池放电时，负极的电极反应式：MH+OH--e^=H2O+M【答案】B【解析】九放电属于电池，根据原电池的工作辱理，阳离子向正极移动，故说法正确,氏锂电池充电时,电池的员极跟电源的员极相连，电池的正极跟电源的正极相连，根据原电池的工作原理，同为员极，则L1削月亂耳电极反应式为：Li+e=Li;故说法错误'C.充电宝给手机充电』故说法正确,D、期为储氢金属或合金‘临为员极，其电极反应式為：MH+OH—已=HQ+孔故说法正确4特斯拉全电动汽车使用的是钻酸锂电池，其工作原理如下图，A极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+放电一通过，电池反应式LiC+LiCoOC+LiCoO。下列说法不正确的是x61-x262

放电时电子从A极通过导线流向B极B.放电时电子从A极通过导线流向B极B.放电时A是负极C.放电时Li+从右向左定向迁移D.钻酸锂电池为二次电池【答案】C【解析】从方程式中看出Li的化合价升高，LiC作负极，LiCO做正极。放电时电子从x61-xO2负极流向正极，故从A极通过导线流向B极，故A正确；LiC作负极，故B正确；放电时x6阳离子移向正极，Li+从左向右定向迁移，故C错误；钻酸锂电池可以充电为二次电池，故D正确。锂硫电池由于具有高比能量以及硫廉价易得等优势而受到人们的广泛关注。锂一硫电池的正极材料主要由单质硫和一些高导电性材料复合而成，金属锂片作为负极，正负极之间用浸有电解液的隔膜隔开，其电池结构如图，下列说法不正确的是()：：・$战賁蔬粘呑喩负极的电极反应式为Li-e-=Li+正极材料中的石墨颗粒主要用于增强导电性电池工作时电子经导线流向正极，又经高氯酸锂介质流向Li极总反应方程式为2Li+S=LiS2【答案】C【解析】A,员极金属锂片失去电子生成L匚申报反应为L2=Li+」凫正砾罠正极材料中的硫粉和聚合物粘合剂都不耳电，这样会影响原电池的形成，所以>入的石墨颗粒是増强正扳材斜的导电性，B正确。G电池工作时，电子在外电路中从Ll电极流出』经过导线流向正根，而在高氯酸锂介虎中则是通过直子的走向迁穆形成闭合回路，C错误。D、硫粉作为正扳，反应原理拠盼在二巩因此总反应为2Li+岂丸谚。菲斯科(Fiskerlnc.)公司宣布正在开发的固态锂电池能量密度是现有电池的2.5倍，续航里程可达500英里(约804公里)，最快充电时间可以分钟计，钻酸锂(LiCoO)电池的工作原理如图所示，M极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料。隔膜只允许特定的离子通过。下列说法正确的是电池的总反应式为:LiC+LiCoO==C+LiCoOx61-x262M为电池的正极放电时，N为负极，电极发生氧化反应充电时，M为阳极，电极发生氧化反应【答案】A【解析】M极材料是金属锂和碳的复合材料碳作金属锂的载体b故M为员卷远ZQ,岌生氧化反应‘N极为正艇电极反应为；Li“CQ+k-虬厂=LiCogB,C项错误］正、员极反应式之和等于'-扎总反应方程式：Li^Cf-Lii-jC0O2=C=-hLiCoO;>A项正确；充电时，同为阴扳‘电极炭主还原反应，D项错误亠锂硫电池是一种新型储能电池，放电时的总反应为2Li+xS=LiS。以该电池为电源制备2x甲烷的原理如图所示。W1K匚0蒲淮下列说法正确的是b为锂硫电池的负极W1K匚0蒲淮下列说法正确的是b为锂硫电池的负极锂硫电池的正极反应式为Li-e-=Li+阳极反应式为C0+3C02-+2H0-2e-==4HC0-323该装置工作时溶液中的CO32-增大【答案】C【解析】A、b为锂硫电池的正极，相应电极为阳极，故A错误；B、锂硫电池的负极反应式为Li-e-=Li+，故B错误；C、阳极失电子，发生氧化反应，阳极反应式为CO+3CO2-+2HO-2e-==4HCO-，故C正确；D、根据阳极反应，该装置工作时溶液中的CO2-降低,3233HCO3-浓度增大，故D错误；故选C。我国成功研制的一种新型可充放电AGDIB电池（铝-石墨双离子电池）采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池反应为CPF+LiAl=C+LiPF+Li+Al。放电过程如图，下列说法正确的是x6yx6y-1电解液B为负极，放电时铝失电子电解液可以用常规锂盐和水代替充电时A电极反应式为C+PF--e-=CPFx6x6

废旧AGDIB电池进行“放电处理”时，若转移lmol电子，石墨电极上可回收7gLi【答案】C【解析】电池反应为GFFhL祸IGLiPF廿］加十牡放电吋锂离子定向移动到则A极为正粧B极対员极亠A.B为员趾放电时Li失电子选项迓错误］良锂的金属性很强，能与水反鼠故电解滿不可以■用常规锂盐和水代替'选项B错误SG充电时A电极为阳极，电极反应式为G斗PF—e=GP恥选项C正确］D.BIBAGDIB电池进行“放电St理叩寸」若祎移Lmol电子」閣i失电子，送项D错误。锂碘电池的正极材料是聚2-乙烯吡啶（简写为P2VP）和12的复合物，电解质是熔融薄膜状的碘化锂，正极的电极反应式为p2vp・说2+2&+2『卩2叶.（n-D^Lil。下列说法正确的是该电池放电时，锂电极发生还原反应该电池发生的总反应为2Li+PVP・nI=PVP・（n-l）I+2LiI2222导和I?的复合物是绝缘体，不能导电该电池工作时，碘离子移向正极【答案】B【解析】A项，锂碘电池中Li为负极，锂电极发生氧化反应，负极电极反应式为Li-e-=Li+,A项错误；B项，将正、负极电极反应式相加得电池总反应：2Li+P2VP・nI2=P2VP・（n-1）I2+2LiI，B项正确；C项，正极材料是聚2-乙烯吡啶（简写为P2VP）和I2的复合物，电极材料必须能导电，C项错误；D项，该电池工作时，阴离子移向负极，碘离子移向负极，D项错误；答案选B。锂离子电池在各种电子产品中广泛使用，某种可充电的锂离子电池的装置如图所示（a极材料为金属锂镶嵌在石墨中的复合材料），总反应方程式是放电—FePO（s）+Li（s）LiFePO（s）。下列说法正确的是44々II-々II-zTtc-r忙A.根据图示可以判断该电池处于充电状态在放电状态时，a是正极，充电时a是阳极该电池中a、b极都可以接触水溶液充电时，b极的电极反应式是LiFePO-e-=Li++FePO44【答案】D【解析】该电池反应中i放电时，员极反应式为正极反应式为^PO4+Li+-e=LiFe?G4,充电时二阳极、阴极电极反应式与原电池正员根电极反应式正好相反』则乩由團中艺及Li樓动方向「则岌生Li-e-=Li\所以■该电池处于原电池放电状态，玄错误，B.在放电状态时「包是员艇充电时注是阴极，B错误，C.a极为Li易与水发生反应,所臥该电池中a极不能接触水溶液；C错误5D■放电时,b极反应式为FePO4+L尹圮-=LiFePO4.则充电过程中‘b极电根反应式为：LiT曲OrTi-FePgD正确j答案选D。聚合物锂离子电池是以Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。如图为一种聚合物锂离子电池示意图，其工作原理为LiNiO+6C*-LiNiO+LiC，下列说法错误的是21-x2x6该电池充电可能引起电池正极发生金属锂沉积充电时当外电路通过lmole-时理论上由2molLiC转化为LiCTOC\o"1-5"\h\z0.960.46电池放电时电解质的微粒Li+由负极向正极移动电池放电时正极的电极反应式为LiNiO+xLi++xe-=LiNiO1-x22【答案】A【解析】A项，充电时的阳极为放电时的正极，充电时反应为LiNiO+6C=LiNiO+LiC，阳21-x2x6极反应式为LiNiO-xe-=LiNiO+xLi+，正极没有Li沉积，错误；B项，电极反应21-x2LiC-0.5e-=LiC+0.5Li+，电路中通过lmol电子时有2molLiC发生反应，正确；C项，0.960.460.9放电时为原电池原理，Li+由负极向正极移动，正确；D项，放电时反应为LiNiO+LiC=LiNiO+6C，正极电极反应式为LiNiO+xLi++xe-=LiNiO，正确；答案选A。1-x2x621-x22有“锂”走遍天下。氧化锂(LiO)是锂电池工业的重要原料，以粗碳酸锂为原料制备氧2化锂的一种工艺流程如下：CO：迪爭齐益扎CO：迪爭齐益扎反应II购堆—Li；O注：常温下，碳酸锂微溶于水，氢氧化锂可溶于水。TOC\o"1-5"\h\z反应I中通入co需加压的原因是。2反应II生成LiOH的化学方程式为。浓缩、结晶所得LiOH・HO通过灼烧得到LiOoLiOH・HO中常含有少量的LiCO，22223但该物质对所制LiO的纯度无影响，其原因是。2锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑和家用小电器上。标记为Li-ion的锂离子电池的电池反应可表示为：Li+2LiNiO^电2LiNiO。TOC\o"1-5"\h\z0.3520.852放电时，负极的电极反应式为o充电时，能量转化形式主要是o锂离子电池使用非水溶液做离子导体的原因是(用离子方程式表示)。安全使用锂离子电池的措施有【答案】促进LiCO的转化、加快LiCO反应的速率LiHCO+Ca(OH)=CaCO+LiOH2323323+HOLiCO高温分解生成LiOLi—e-=Li+电能一化学能2Li+2HO=2Li++2OH-+22322H2f避免过充、过放、短路及热冲击或使用保护元件等(答一条即可)【解析KI)反应I中通入E6需扣压的原因是促进LhCO.的转化血快LHC6反应的速率K打反应HL1HCO1与哪卧反应生成LiOH,同时生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为L1HCO24-Ca(OH)z=CaCO^LiOH-JWi(3).LhCOz高温分解生成hO浓缩i结晶所得LiOH-H：O通过灼烧得到LiOHHO中常含有少量的LMS,但该物质对所制口心的纯度无影响$<4)①放电时，锂为员极失电子产生Lij员极的电极反应式为邛-严L讥②充电时为电解池，能量转化形式主要是电能T七学能5③锂离子电池使用非水溶液做离子导体的原因是2L1■+肚O=皿f2GH十④安全使用锂离子电池的措施有避免过充、过放、短路及热冲击或使用保护元件等。新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：4方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CHCOO)Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在32800°C左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800C左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。请回答下列问题：上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为。已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为。【答案】(1)以免磷酸亚铁锂被氧化(2)Fe-2e-+Li+HP0-=LiFeP0+2H+(3)FePO+e-+Li+2444=LiFePO4【解析】(1)亚钱高子具有强还原性，制备磷酸亚铁锂的过程都矽页在惰性气休氛围中曲亍，耳熄因就是为了防止磷酸亚钱锂被氧化j⑵电解池中阳极失去电阻，发生氧化反应则阳极是铁失电子生成琏酸亚铁锂，电扱反应式为Fe-2e-+Li+H2POr=LiFero4+2H+5<3)锂离子电池在充电过程中」阳极的磷醱亚铁锂生成磷酸铁，电极反应为LiFePm=FeP6+LL^,该电池放电时‘正极发生还原反鼠与充电时的阳极反应相瓦电极反应式为氏P6-“Li±L吐Pg锂一空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池技术。下图是锂—空气电池放电和充电时的工作示意图。图I中电极a是极。用锂一空气电池电解100mL0.5mo1/LCuSO溶液，当电池中消耗1.4gLi时，在阴极4会析出g铜。电池中间的固体电解质(含阳离子交换膜)能阻止H2O、％、O2等物质的通过，防止Li和这些物质反应。Li和水在常温下发生反应的化学方程式为。当给图II中的锂空气电池充电时，d极应接电源的极，该电极的电极反应式为。【答案】(1)负(1分)3.2g(1分)2Li+2H0=2Li0H+Hf(2分)22正(1分)、40H-—4e-=2H0+0f(2分)2228．锂电池应用很广，某种锂离子电池，其正极材料可再生利用。其正极材料有钴酸锂(LiCoO)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LiC，现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给x6出)。琏IH阪予程ftT耐!胡—?>|^11|~―琏IH阪予程ftT耐!胡—?>|^11|~―k再生回用L►水相（LhSOJ1—相—*筈5碱嵯—丽T|t＜冠匱卜竝一►j加（OHh固ft———wo蹄ctg触）-*—i-rwi-T5HJiCOa^fe回答下列问题：写出“正极碱浸”中发生反应的化学方程式；“酸浸”一般在80°C下进行，写出该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学方程式；如果可用盐酸代替h2S04和h202的混合溶液，可能发生反应的离子方程式3)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式；⑷充放电过程中，发生LiCoq与Lii-xCo02之间的转化，写出充电时正极的电极反应在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有(填化学式)；最近美国和韩国的科学家合作研究出新型锂—空气电池，他们的锂—空气电池在放电过程中产生稳定的晶状超氧化锂(Li02)，超氧化锂可以很容易地分解成锂和氧，从而具有更高的效率和更长的循环寿命。请写出该电池正极的电极反应。TOC\o"1-5"\h\z【答案】(1)2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3Hf(2)2LiCoO+3HSO+H0=222224