高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)剖析考點(diǎn)42 鋰電池（解析版）

考點(diǎn)41鋰電池1．（2018新課標(biāo)Ⅲ）一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x（x=0或1）。下列說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極B．放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2-x=2Li+（1－SKIPIF1<0）O2【答案】D【解析】A．題目敘述為：放電時(shí)，O2與Li+在多孔碳電極處反應(yīng)，說(shuō)明電池內(nèi)，Li+向多孔碳電極移動(dòng)，因?yàn)殛?yáng)離子移向正極，所以多孔碳電極為正極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。B．因?yàn)槎嗫滋茧姌O為正極，外電路電子應(yīng)該由鋰電極流向多孔碳電極（由負(fù)極流向正極），選項(xiàng)B錯(cuò)誤。C．充電和放電時(shí)電池中離子的移動(dòng)方向應(yīng)該相反，放電時(shí)，Li+向多孔碳電極移動(dòng)，充電時(shí)向鋰電極移動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。D．根據(jù)圖示和上述分析，電池的正極反應(yīng)應(yīng)該是O2與Li+得電子轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2O2-X，電池的負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i+，所以總反應(yīng)為：2Li+(1－SKIPIF1<0)O2＝Li2O2-X，充電的反應(yīng)與放電的反應(yīng)相反，所以為L(zhǎng)i2O2-x＝2Li+(1－SKIPIF1<0)O2，選項(xiàng)D正確。2．（2017課標(biāo)Ⅲ）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中的Li2S2量越多【答案】D【解析】A．原電池工作時(shí)，Li+向正極移動(dòng)，則a為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，隨放電的多少可能發(fā)生多種反應(yīng)，其中可能為2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，故A正確；B．原電池工作時(shí)，轉(zhuǎn)移0.02mol電子時(shí)，氧化Li的物質(zhì)的量為0.02mol，質(zhì)量為0.14g，故B正確；C．石墨能導(dǎo)電，利用石墨烯作電極，可提高電極a的導(dǎo)電性，故C正確；D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)越多，生成的Li和S8越多，即電池中Li2S2的量越少，故D錯(cuò)誤；答案為A。3．（2016四川）某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時(shí)電池的總反應(yīng)為：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是A．放電時(shí)，Li+在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6-xe-=xLi++C6C．充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1mole-，石墨C6電極將增重7xgD．充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+【答案】C【解析】A、放電時(shí)，陽(yáng)離子在電解質(zhì)中向正極移動(dòng)，故正確；B、放電時(shí)，負(fù)極失去電子，故正確；C、充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1mol電子，則石墨電極上溶解1/xmolC6，電極質(zhì)量減少，故錯(cuò)誤；D、充電時(shí)陽(yáng)極失去電子，為原電池的正極的逆反應(yīng)，故正確。鋰離子電池作為新型化學(xué)電源由于其比能量高、攜帶儲(chǔ)存方便，一直是世界各國(guó)電池企業(yè)研究熱點(diǎn)，也一直是近幾年高考關(guān)于二次電池考察的重點(diǎn)，由于其電池體系多樣，題目有一定的難度，如何判斷電極材料及書寫電極反應(yīng)式一直困擾著廣大考生，現(xiàn)就鋰離子電池的電極材料及方程式的書寫方法總結(jié)如下：1、電極材料的判斷：負(fù)極：⑴鋰以單質(zhì)的形式：Li⑵鋰以原子形式鑲嵌其中：LiAl、LiMnO2、LiC6、LiCo2等。正極：⑴為其他不含鋰的材料：S、Fe等。⑵為含有鋰的物質(zhì)（LiMn2O4、Li0.35NiO2等）。2、解題方法：鋰單質(zhì)或鑲嵌其中的物質(zhì)作負(fù)極，另一含鋰化合物作正極，電池工作時(shí)鋰離子移向正極。電極方程式的書寫：負(fù)極：鋰單質(zhì)放電正極：為其他不含鋰的材料（S、FeS）時(shí)，一般為這些物質(zhì)得電子，然后和負(fù)極產(chǎn)生的鋰離子結(jié)合生成新的物質(zhì)。S+2e-+2Li+=Li2SFeS+2e-+2Li+=Li2S+Fe當(dāng)正極為含鋰的物質(zhì)時(shí)（LiMn2O4、Li0.35NiO2），正極的鋰看成是+1價(jià)的化合物，正極材料中的其他物質(zhì)得到電子化合價(jià)降低，與負(fù)極產(chǎn)生的鋰離子結(jié)合生成新的化合物：LiMn2O4+xe-+xLi+=Li1-xMn2O42Li0.35NiO2+e-+Li+=2Li0.85NiO21、無(wú)水鋰電池典例1（2018屆湖北省宜昌市高三4月調(diào)研考試）鋰-空氣電池的工作原理如圖所示。其中多孔電極材料選用納米多孔金時(shí)，該電池表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。電池反應(yīng)為：2Li＋O2＝Li2O2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤A．該電池的電解液常用鋰鹽的有機(jī)溶液B．電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.01mol電子，負(fù)極材料減重0.07gC．電池工作時(shí)，正極反應(yīng)可能經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程：Li+＋O2＋e－＝LiO2Li+＋LiO2＋e－＝Li2O2D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2O2越多【答案】D【解析】A、該電池的負(fù)極是Li，所以電解質(zhì)溶液不能是水溶液，根據(jù)圖示，鋰離子定向移動(dòng)，故電解液常用鋰鹽的有機(jī)溶液，A正確；B、負(fù)極的電極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，外電路中流過(guò)0.01mol電子，即有1molLi反應(yīng)，負(fù)極材料減重0.07g，B正確；C、根據(jù)總反應(yīng)Li最終轉(zhuǎn)化成了Li2O2，所以正極可能先生成LiO2，再生成Li2O2，故正極反應(yīng)可能經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程：Li+＋O2＋e－＝LiO2Li+＋LiO2＋e－＝Li2O2，C正確；D、充電時(shí)的反應(yīng)為：Li2O2＝2Li＋O2，電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2O2越少，D錯(cuò)誤。典例2（2018屆吉林市普通中學(xué)高中畢業(yè)班第三次調(diào)研測(cè)試）鋰--空氣電池是一種新型的二次電池，由于具有較高的比能量而成為未來(lái)電動(dòng)汽車的希望。其放電時(shí)的工作原理如右圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．該電池放電時(shí)，鋰電極發(fā)生了還原反應(yīng)B．放電時(shí)，Li＋向鋰電極遷移C．電池中的電解液可以是有機(jī)電解液或稀鹽酸等D．充電時(shí)，電池陽(yáng)極的反應(yīng)式為L(zhǎng)i2O2－2e－＝2Li＋＋O2【答案】D【解析】A.該電池放電時(shí)，鋰電極做負(fù)極，發(fā)生了氧化反應(yīng)，A錯(cuò)；B.放電時(shí)，Li＋向正極遷移即向Li2O2極移動(dòng)，B錯(cuò)；C.金屬鋰會(huì)與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)，C錯(cuò)；D.充電時(shí)，電池y陽(yáng)極的反應(yīng)式為L(zhǎng)i2O2－2e－＝2Li＋＋O2，D正確。2、一邊是水溶液，一邊是有機(jī)電解液典例3（2018年遼寧省葫蘆島市普通高中高三第二次模擬考試）新型鋰-空氣電池具有能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，可以用作新能源汽車的電源，其結(jié)構(gòu)如圖所示，其中固體電解質(zhì)只允許Li+通過(guò)。下列說(shuō)法正確的是A．Li+穿過(guò)固體電解質(zhì)向正極移動(dòng)而得到LiOH溶液B．放電時(shí)，當(dāng)外電路中有1mole－轉(zhuǎn)移時(shí)，水性電解液離子總數(shù)增加NAC．應(yīng)用該電池電鍍銅，陰極質(zhì)量增加64g，理論上將消耗11.2LO2D．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式：Li－e－＋OH－＝LiOH【答案】A【解析】A項(xiàng)，由圖示可得，放電時(shí)鋁在負(fù)極失電子，氧氣在正極得電子，固體電解質(zhì)只允許Li+通過(guò)，所以Li+穿過(guò)固體電解質(zhì)向正極移動(dòng)而得到LiOH溶液，A正確；B項(xiàng)，放電時(shí)正極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-，當(dāng)外電路中有1mole－轉(zhuǎn)移時(shí)，生成1molOH-，同時(shí)1molLi+穿過(guò)固體電解質(zhì)進(jìn)入水性電解液，所以離子總數(shù)增加2NA，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)電子守恒，應(yīng)用該電池電鍍銅，陰極質(zhì)量增加64g，即生成1mol銅，則電路中通過(guò)2mol電子，理論上消耗0.5molO2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2L，若不是標(biāo)準(zhǔn)狀況則不一定，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，因?yàn)楣腆w電解質(zhì)只允許Li+通過(guò)，所以放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式：Li－e－＝Li+，D錯(cuò)誤。典例4（2018屆山西省高三第一次模擬考試）正在研發(fā)的鋰空氣電池能量密度高、成本低，可作為未來(lái)電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，其工作原理如圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是A．有機(jī)電解液可以換成水性電解液B．放電時(shí)，外電路通過(guò)2mol電子，消耗氧氣11.2LC．放電和充電時(shí)，Li+遷移方向相同D．電池充電時(shí)，在正極上發(fā)生的反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O【答案】D【解析】A.因Li和水可以發(fā)生反應(yīng)，所以不能將有機(jī)電解液換成水性電解液，A錯(cuò)誤；B.因未說(shuō)明氣體是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況，所以無(wú)法計(jì)算氧氣的體積，B錯(cuò)誤；C.放電時(shí)Li+移向正極，充電時(shí)Li+移向陰極（即放電時(shí)的負(fù)極），移動(dòng)方向不同，C錯(cuò)誤；D.充電時(shí)，電池的正極為充電時(shí)的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：4OH－－4e－=O2↑+2H2O，D正確。3、固體電解質(zhì)典例5（2018年山東省聊城市高三一模）鋰—液態(tài)多硫電池具有能量密度高、儲(chǔ)能成本低等優(yōu)點(diǎn)，以熔融金屬鋰、熔融硫和多硫化鋰[Li2Sx(2≤x≤8)]分別作兩個(gè)電極的反應(yīng)物，固體Al2O3

陶瓷(可傳導(dǎo)Li+)為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．該電池比鈉一液態(tài)多硫電池的比能量高B．放電時(shí)，內(nèi)電路中Li+的移動(dòng)方向?yàn)閺腶

到bC．Al2O3

的作用是導(dǎo)電、隔離電極反應(yīng)物D．充電時(shí)，外電路中通過(guò)0.2mol

電子，陽(yáng)極區(qū)單質(zhì)硫的質(zhì)量增加3.2g【答案】D【解析】鋰—液態(tài)多硫電池具有能量密度高、儲(chǔ)能成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以該電池比鈉一液態(tài)多硫電池的比能量高，A正確；放電時(shí)，Na失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以a作負(fù)極、b作正極，電解質(zhì)中陽(yáng)離子鋰離子向正極b移動(dòng)，B正確；Al2O3為離子化合物，在該電池中作用是導(dǎo)電、隔離電極反應(yīng)物，C正確；充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為SX2—-2e-=xS，外電路中通過(guò)0.2mol電子，陽(yáng)極生成單質(zhì)硫的質(zhì)量為0.1x，由于2≤x≤8，質(zhì)量為6.4-25.6g之間，D錯(cuò)誤。典例6（2018屆廣東省韶關(guān)市高三4月模擬考試二模）某手機(jī)電池采用了石墨烯電池，可充電5分鐘，通話2小時(shí)。一種石墨烯鋰硫電池(2Li+S8=Li2S8)工作原理示意圖如圖。下列有關(guān)該電池說(shuō)法不正確的是A．金屬鋰是所有金屬中比能量最高的電極材料B．充電時(shí)A電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．充電時(shí)B電極的反應(yīng):Li2S8-2e-=2Li++S8D．手機(jī)使用時(shí)電子從A電極經(jīng)過(guò)手機(jī)電路版流向B電極，再經(jīng)過(guò)電池電解質(zhì)流回A電極【答案】D【解析】A、單位質(zhì)量的電極材料失去電子的物質(zhì)的量越多，則得到的電能越多，能量越高，Li是所有金屬元素中原子量最小的金屬，所以金屬鋰是所有金屬中比能量最高的電極材料，A正確；B、原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，由圖可知，做電源時(shí)，B為正極，A為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；反過(guò)來(lái)，充電時(shí)負(fù)極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；C、B電極上S8得電子生成Li2S8，則B電極的反應(yīng)：2Li++S8+2e-═Li2S8，C正確；D、電子只能在電極和導(dǎo)線中移動(dòng)，電子不能在電解質(zhì)溶液中移動(dòng)，D錯(cuò)誤。4、熔融電解質(zhì)典例7（陜西省榆林市2018屆高考模擬第一次測(cè)試）熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．Ca為正極B．放電過(guò)程中，Li+向負(fù)極移動(dòng)C．每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,理論上生成20.7gPbD．電池工作一段時(shí)間后，正極質(zhì)量增大【答案】C【解析】A、由原電池總反應(yīng)可知Ca化合價(jià)升高，失電子，故Ca為原電池的負(fù)極，A錯(cuò)誤；B、電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)電池總反應(yīng)，每反應(yīng)1molCa轉(zhuǎn)移2mol電子，正極生成1molPb，每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,理論上生成0.1molPb，即20.7gPb，C正確；D、電池工作時(shí)，正極為PbSO4固體轉(zhuǎn)化為Pb固體，正極質(zhì)量減小，D錯(cuò)誤。典例8（2018屆遼寧省重點(diǎn)高中協(xié)作校高三第三次模擬考試）鋰碘電池的正極材料是聚2-乙烯吡啶(簡(jiǎn)寫為P2VP)和I2的復(fù)合物，電解質(zhì)是熔融薄膜狀的碘化鋰，正極的電極反應(yīng)式為P2VP·nI2+2e-+2Li+=P2VP·(n-1)I2+2LiI。下列說(shuō)法正確的是A．該電池放電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)B．該電池發(fā)生的總反應(yīng)為2Li+P2VP·nI2=P2VP·(n-1)I2+2LiIC．P2VP和I2的復(fù)合物是絕緣體，不能導(dǎo)電D．該電池工作時(shí)，碘離子移向正極【答案】B【解析】A項(xiàng)，鋰碘電池中Li為負(fù)極，鋰電極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-=Li+，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，將正、負(fù)極電極反應(yīng)式相加得電池總反應(yīng)：2Li+P2VP·nI2=P2VP·（n-1）I2+2LiI，B正確；C項(xiàng)，正極材料是聚2-乙烯吡啶（簡(jiǎn)寫為P2VP）和I2的復(fù)合物，電極材料必須能導(dǎo)電，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，碘離子移向負(fù)極，D錯(cuò)誤。1．（甘肅省臨夏市臨夏中學(xué)2018-2019學(xué)年高二下學(xué)期第一次月考）鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)式是Li＋MnO2

＝LiMnO2。下列說(shuō)法正確的是（）A．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e-＝Li+B．Li是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i＋e-＝Li-C．MnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2＋e-＝MnO2-D．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－2e-＝Li2+【答案】A【解析】A.根據(jù)鋰電池的總反應(yīng)式Li+MnO2=LiMnO2，失電子的金屬Li為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，故A正確；B.根據(jù)鋰電池的總反應(yīng)式Li+MnO2=LiMnO2，失電子的金屬Li為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，故B錯(cuò)誤；C.MnO2是正極，電極反應(yīng)為MnO2+e-=MnO2-，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)鋰電池的總反應(yīng)式Li+MnO2=LiMnO2，失電子的金屬Li為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，故D錯(cuò)誤。2．電動(dòng)汽車以鋰電池提供動(dòng)力，鋰電池技術(shù)已經(jīng)成為汽車研究的前沿科技某鋰電池的電池反應(yīng)為：xLi+Li3-xNiCoMnO6Li3NiCoMnO6，下列說(shuō)法正確的是A．該電池的充、放電過(guò)程互為可逆反應(yīng)B．放電時(shí)，電池的負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-=Li+C．放電過(guò)程中，Li+向電池的負(fù)極移動(dòng)D．該電池可以采用醋酸、乙醇等作為電解質(zhì)溶液【答案】B【解析】A、對(duì)電池充電是在外接電源的情況下，使其逆向進(jìn)行，而放電是在沒(méi)有外接電源的情況下自發(fā)進(jìn)行的，二者進(jìn)行的條件不同，充、放電也不是同時(shí)發(fā)生的，所以二者不是可逆反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B、原電池放電時(shí)，較活潑的電極或易失電子的物質(zhì)作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-=Li+，故B正確；C、原電池放電過(guò)程中，電池內(nèi)部的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以Li+向電池的正極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、醋酸能與金屬Li反應(yīng)，而乙醇是非電解質(zhì)，所以該電池不能用醋酸、乙醇作電解質(zhì)溶液，故D錯(cuò)誤。本題答案為B。3．（河南省天一大聯(lián)考2017屆高中畢業(yè)班階段性測(cè)試四）新型夾心層石墨烯鋰硫二次電池的工作原理可表示為16Li+xS88Li2Sx，其放電時(shí)的工作原理如圖所示，下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是A．電池充電時(shí)X為電源負(fù)極B．放電時(shí)，正極上可發(fā)生反應(yīng)：2Li++Li2S4+2e-=2Li2S2C．充電時(shí)，沒(méi)生成1molS8轉(zhuǎn)移0.2mol電子D．離子交換膜只能通過(guò)陽(yáng)離子，并防止電子通過(guò)【答案】B【解析】A、在原電池中，電解質(zhì)里的陽(yáng)離子移向正極，所以M是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，N是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電池充電時(shí)X為電源正極，A錯(cuò)誤；B、根據(jù)裝置圖可知正極反應(yīng)式可以為2Li++Li2S4+2e-=2Li2S2，B正確；C、根據(jù)總反應(yīng)式可知充電時(shí)每生成xmolS8轉(zhuǎn)移16mol電子，C錯(cuò)誤；D、電子一定不會(huì)通過(guò)交換膜，D錯(cuò)誤，答案選B。4．（北京市中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)2019屆高三考前熱身練習(xí)）高能LiFePO4電池，多應(yīng)用于公共交通。電池中間是聚合物的隔膜,主要作用是在反應(yīng)過(guò)程中只讓Li+通過(guò)。結(jié)構(gòu)如圖所示。原理如下：(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列說(shuō)法不正確的是（）A．放電時(shí)，正極電極反應(yīng)式：xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4B．放電時(shí)，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到正極C．充電時(shí)，陰極電極反應(yīng)式：xLi++xe-+nC===LixCnD．充電時(shí)，Li+向左移動(dòng)【答案】D【解析】A.放電時(shí)，F(xiàn)ePO4為正極，正極化合價(jià)降低得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4，故A正確；B.放電時(shí)，作為原電池，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到正極，故B正確；C.充電時(shí)，陰極化合價(jià)降低得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為xLi++xe-+nC===LixCn，故C正確；D.充電時(shí)，作為電解池，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，Li+向右移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。5．（湖南省長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué)2019屆高三下學(xué)期一模理科綜合）科學(xué)工作者研發(fā)了一種SUNCAT的系統(tǒng)，借助鋰循環(huán)可持續(xù)，合成其原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．過(guò)程I得到的Li3N的電子式為B．過(guò)程Ⅱ生成W的反應(yīng)為L(zhǎng)i3N+3H2O=3LiOH+NH3↑C．過(guò)程Ⅲ涉及的陽(yáng)極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2OD．過(guò)程I、Ⅱ、Ⅲ均為氧化還原反應(yīng)【答案】D【解析】A.Li3N是離子化合物，Li+與N3-之間通過(guò)離子鍵結(jié)合，電子式為，A正確；B.Li3N與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生LiOH、NH3，反應(yīng)方程式為：Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑，B正確；C.在過(guò)程Ⅲ中OH-在陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，C正確；D.過(guò)程Ⅱ的反應(yīng)為鹽的水解反應(yīng)，沒(méi)有元素化合價(jià)的變化，不屬于氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。6．（河南省新鄉(xiāng)市2019屆高三第三次模擬測(cè)試）熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能，此時(shí)硫酸鉛電極處生成Pb。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．輸出電能時(shí)，外電路中的電子由硫酸鉛電極流向鈣電極B．放電時(shí)電解質(zhì)LiCl－KCl中的Li＋向鈣電極區(qū)遷移C．電池總反應(yīng)為Ca＋PbSO4＋2LiClPb＋Li2SO4＋CaCl2D．每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上消耗42.5gLiCl【答案】C【解析】A.輸出電能時(shí)，電子由負(fù)極經(jīng)過(guò)外電路流向正極，即從鈣電極經(jīng)外電路流向硫酸鉛電極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.Li+帶正電，放電時(shí)向正極移動(dòng)，即向硫酸鉛電極遷移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.負(fù)極反應(yīng)方程式為Ca+2Cl??2e?=CaCl2，正極電極反應(yīng)方程式為：PbSO4+2e?+2Li+=Pb+Li2SO4，則總反應(yīng)方程式為：PbSO4+Ca+2LiCl=Pb+CaCl2+Li2SO4，C項(xiàng)正確；D.鈣電極為負(fù)極，電極反應(yīng)方程式為Ca+2Cl??2e?=CaCl2，根據(jù)正負(fù)極電極反應(yīng)方程式可知2e?～2LiCl，每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，消耗0.2molLiCl，即消耗85g的LiCl，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．（山東省濱州市2019屆高三第二次模擬）國(guó)內(nèi)某科技研究小組首次提出一種新型的Li+電池體系，原理示意圖如下。該體系正極采用含有I-、Li+的水溶液，負(fù)極采用固體有機(jī)聚合物，電解質(zhì)溶液采用LiNO3溶液，聚合物陽(yáng)離子交換膜作為隔膜將液態(tài)正極和固態(tài)負(fù)極分隔開(已知I3A．左圖是原電池工作原理圖B．放電時(shí)，Li+從右向左通過(guò)聚合物離子交換膜C．放電時(shí)，正極區(qū)電解質(zhì)溶液的顏色變深D．充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為：【答案】B【解析】A.左圖是電子流向固體有機(jī)聚合物，則左圖是電池充電原理圖，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.放電時(shí)，Li+由負(fù)極向正極移動(dòng)，即Li+從右向左通過(guò)聚合物離子交換膜，B正確；C.放電時(shí)，正極液態(tài)電解質(zhì)溶液的I3-得電子被還原成I-，使電解質(zhì)溶液的顏色變淺，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.充電時(shí)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故陰極的電極反應(yīng)式為：，故D錯(cuò)誤；答案：B。8．（山東省臨沂市2019年普通高考模擬考試二模）我國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一種“可固氮”的鋰-氮二次電池，將可傳遞Li+的醚類作電解質(zhì)，電池的總反應(yīng)為6Li+N22Li3A．固氮時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)B．脫氮時(shí)，釕復(fù)合電極的電極反應(yīng)：2Li3N-6e-=6Li++N2↑C．固氮時(shí)，外電路中電子由釕復(fù)合電極流向鋰電極D．脫氮時(shí)，Li+向釕復(fù)合電極遷移【答案】B【解析】A.固氮時(shí)，鋰電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B.脫氮時(shí)，釕復(fù)合電極的電極反應(yīng)為正極反應(yīng)的逆反應(yīng)：2Li3N-6e-=6Li++N2↑，故B正確；C.固氮時(shí)，外電路中電子由鋰電極流向釕復(fù)合電極，故C錯(cuò)誤；D.脫氮時(shí)，Li+向鋰電極遷移，故D錯(cuò)誤。9．（四川省成都市2019屆高三下學(xué)期第三次診斷性檢測(cè)）已知某高能鋰離子電池的總反應(yīng)為：2Li+FeS=Fe+Li2S，電解液為含LiPF6．SO(CH3)2的有機(jī)溶液（Li+可自由通過(guò)）。某小組以該電池為電源電解廢水并獲得單質(zhì)鎳，工作原理如圖所示。下列分析正確的是A．該鋰離子電池正極反應(yīng)為FeS+2Li++2e-=Fe+Li2SB．X與電池的Li電極相連C．電解過(guò)程中c(BaC12)保持不變D．若去掉陽(yáng)離子膜將左右兩室合并，則X電極的反應(yīng)不變【答案】A【解析】A.由上述分析可知，F(xiàn)eS發(fā)生還原反應(yīng)作正極，電極反應(yīng)式為：FeS+2Li++2e-=Fe+Li2S，故A正確；B.X為陽(yáng)極，與FeS電極相連，故B錯(cuò)誤；C.電解過(guò)程中，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)：4OH--4e-=2H2O+O2↑，陽(yáng)極區(qū)的Ba2+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入BaCl2溶液中；陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Ni2++2e-=Ni，溶液中Cl-通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入BaCl2溶液中。故電解過(guò)程中，BaCl2的物質(zhì)的量濃度將不斷增大，故C錯(cuò)誤；D.若將陽(yáng)離子交換膜去掉，因BaCl2溶液中含有C1-，故陽(yáng)極電極反應(yīng)式為：2C1--2e-=Cl2↑，故X電極的電極反應(yīng)發(fā)生改變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10．（河北省示范性高中2019屆高三4月聯(lián)考）一銅空氣燃料電池是一種“高容量、低成本”的新型電池。該電池通過(guò)一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”“產(chǎn)生電力，其中放電過(guò)程為SKIPIF1<0。下列說(shuō)法不正確的是A．通空氣時(shí)，銅腐蝕表面產(chǎn)生SKIPIF1<0B．放電時(shí)，SKIPIF1<0透過(guò)固體電解質(zhì)向SKIPIF1<0極移動(dòng)C．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為SKIPIF1<0D．整個(gè)過(guò)程中，銅相當(dāng)于催化劑【答案】C【解析】A．放電過(guò)程為2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，可知通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O，故A正確；B．因?yàn)樵姵胤烹姇r(shí)，陽(yáng)離子移向正極，所以Li+透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)，故B正確；C．該電池通過(guò)一種復(fù)雜的銅腐蝕而產(chǎn)生電力，由方程式可知負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-═Li+，故C錯(cuò)誤；D．由C項(xiàng)分析知，銅先與氧氣反應(yīng)生成Cu2O，放電時(shí)Cu2O重新生成Cu，則整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，銅相當(dāng)于催化劑，故D正確。11．（河南省洛陽(yáng)市2019屆高三第四次模擬考試）以石墨負(fù)極（C）、LiFePO4正極組成的鋰離子電池的工作原理如圖所示（實(shí)際上正負(fù)極材料是緊貼在鋰離子導(dǎo)體膜兩邊的）。充放電時(shí)，Li+在正極材料上脫嵌或嵌入，隨之在石墨中發(fā)生了LixC6生成與解離。下列說(shuō)法正確的是A．鋰離子導(dǎo)電膜應(yīng)有保護(hù)成品電池安全性的作用B．該電池工作過(guò)程中Fe元素化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化C．放電時(shí)，負(fù)極材料上的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6D．放電時(shí)，正極材料上的反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+【答案】A【解析】根據(jù)上述分析，總反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6。A.為了防止正負(fù)極直接相互接觸，因此用鋰離子導(dǎo)電膜隔開，鋰離子導(dǎo)體膜起到保護(hù)成品電池安全性的作用，故A正確；B.根據(jù)總反應(yīng)方程式LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6可知，LiFePO4與Li1-xFePO4中鐵元素的化合價(jià)一定發(fā)生變化，否則不能構(gòu)成原電池反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C.放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：LixC6-xe-=6C+xLi+，故C錯(cuò)誤；D.放電時(shí)，Li1-xFePO4在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4，故D錯(cuò)誤。12．（遼寧省葫蘆島協(xié)作校2019屆高三下學(xué)期第二次模擬考試）一種新型的“電池的正極采用含有SKIPIF1<0的水溶液，負(fù)極采用固體有機(jī)聚合物［用An，(Ali)n表示]，電解質(zhì)溶液采用SKIPIF1<0溶液，聚合物離子交換膜作為隔膜將液態(tài)正極和固態(tài)負(fù)極分隔開(原理示意圖如圖)。已知含SKIPIF1<0的溶液呈棕黃色，下列有關(guān)判斷正確的是A．圖甲是原電池工作原理圖，圖乙是電池充電原理圖B．放電時(shí)，正極液態(tài)電解質(zhì)溶液的顏色變淺C．放電時(shí)，SKIPIF1<0從右向左通過(guò)聚合物離子交換膜D．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：SKIPIF1<0【答案】B【解析】A.甲圖是電子傳向固體有機(jī)聚合物，電子傳向負(fù)極材料，則圖甲是電池充電原理圖，圖乙是原電池工作原理圖，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.放電時(shí)，正極液態(tài)電解質(zhì)溶液的I2也會(huì)得電子生成I-，故電解質(zhì)溶液的顏色變淺，B項(xiàng)正確；C.放電為原電池工作原理，SKIPIF1<0向負(fù)極移動(dòng)，從左向右通過(guò)聚合物離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化過(guò)程，故負(fù)極的電極反應(yīng)式為：SKIPIF1<0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。13．（安徽省淮北宿州2019屆高三第二次模擬考試）一種新型鋰離子電池的工作原理如圖所示，其中a極區(qū)含有Li+、I-、I3-等離子的水溶液，電極b是一種固態(tài)有機(jī)聚合物。下列說(shuō)法不正確的是A．充電時(shí)，a極區(qū)I3-的濃度增大B．充電時(shí)，電極b與外接電源的負(fù)極連接C．放電時(shí)，電極a可能發(fā)生反應(yīng)I3-+2e-=3I-D．放電時(shí)，外電路中每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，電極b增重0.7g【答案】D【解析】A項(xiàng)由充電時(shí)圖示中Li+移動(dòng)方向可知，電極a為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)3I--2e-=I3-，I3-的濃度增大，故A正確；B項(xiàng)充電時(shí)電極b為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，需與外接電源負(fù)極相連，故B正確；C項(xiàng)放電時(shí)，氧化劑I3-在a電極區(qū)域發(fā)生還原反應(yīng)I3-+2e-=3I-，負(fù)電荷增加，鋰離子移向a極區(qū)，電子自外電路輸入a極，a為正極，故C正確；D項(xiàng)放電時(shí)，b電極區(qū)域失去Li+，根據(jù)得失電子守恒，轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，應(yīng)減輕0.7g，故D錯(cuò)誤。14．（福建省南平市2019屆普通高中畢業(yè)班第二次綜合質(zhì)量檢查）國(guó)內(nèi)最新研究，實(shí)現(xiàn)CO2的固定和儲(chǔ)能的多功能電化學(xué)反應(yīng)裝置，如圖所示。該裝置充放電過(guò)程并不完全可逆，即充電過(guò)程C不參與反應(yīng)。放電過(guò)程反應(yīng)方程式為：4Li+3CO2=2Li2CO3+C，下列敘述正確的是A．放電過(guò)程正極反應(yīng)式為4Li++3CO2+4e－=2Li2CO3+CB．若放電過(guò)程轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.2mol，理論上可以固定C的質(zhì)量為1.2gC．充電過(guò)程B電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)D．可用LiClO4水溶液代替LiClO4-DMSO【答案】A【解析】A.放電過(guò)程為原電池，根據(jù)放電過(guò)程反應(yīng)方程式為：4Li+3CO2=2Li2CO3+C，正極上二氧化碳得到電子生成Li2CO3和C，電極反應(yīng)式為4Li++3CO2+4e－=2Li2CO3+C，故A正確；B.根據(jù)A的分析，若放電過(guò)程轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.2mol，理論上可以固定C0.05mol，質(zhì)量為0.05mol×12g/mol=0.6g，故B錯(cuò)誤；C.放電過(guò)程中金屬鋰為負(fù)極，則充電過(guò)程鋰電極(A)為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.鋰能夠與水反應(yīng)，不能用LiClO4水溶液代替LiClO4-DMSO，故D錯(cuò)誤。15．（四川省成都市第七中學(xué)2019屆高三三診模擬考試）用Li和石墨的復(fù)合材料以及納米Fe2O3材料作電極的鋰離子電池，