鋰離子電池習(xí)題匯總

2/2122/2122/2122/2121/1121/112高考必考題鋰離子電池習(xí)題匯總材料：鋰科子電池實際上是一種鋰昌子濃差二次電池（充電電池），正負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成。它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)；放電時則相反丄i+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極,正極處于富鋰態(tài)在充放電過程中，負(fù)極材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不變。因此，從充放電反應(yīng)的可逆性看，鋰離子電池反應(yīng)是種理想的可逆反應(yīng)子電池反應(yīng)是種理想的可逆反應(yīng)。目前，用作鋰離子電池的正極材料是過渡金屬和錳的離子嵌入化合物，負(fù)極材料是鋰離子嵌入碳化合物，常用的碳材料有石油焦和石墨等。國內(nèi)外已商品化的鋰電池正極是LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O2，負(fù)極是層狀石墨鋰離子電池：鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品1、 某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負(fù)極，含Li+1、 某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負(fù)極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時的電池反應(yīng)為：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是（ ）A.放電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) B.放電時，正極反應(yīng)為：Li++LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C.充電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) D.充電時，陽極反應(yīng)為：Li++e-=Li2、（2014天津6）已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC+Li（1-x）CoO2=C+LiCoO2鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li+S=Li2S 有關(guān)上述兩種電池說法正確的是（ ）鋰離子電池放電時，Li+向負(fù)極遷移鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)理論上兩種電池的比能量相同右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電3、 天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鉆■多r<]w電解質(zhì)LtCoOiS（LiCoOj,充電時LiCoO,中Li被氧化，Li+遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳（C）中,TOC\o"1-5"\h\z2 2 6LiCoCh-H^- 、CoCh+LiCa 以Liq表示。電池反應(yīng)為 恿宅 ，下列說法正確的是（ ）6充電時，電池的負(fù)極反應(yīng)為成6”^=\+。6放電時，電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li++e- LiCoO2鴻酸、醇等含活潑氫氣的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)鋰離子電池的比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）低4、（雙選）鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)：C6Li-xe-==C6Lilx+xLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料）正極反應(yīng)：LilxMO2+xLi++xe-==LiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物）下列有關(guān)說法正確的是（ ）A.鋰離子電池充電時電池反應(yīng)為CLi+Li==M0LiMO+CLi6 1-X 2 2 61-XB.電池反應(yīng)中，鋰、鋅、銀、鉛各失去lmol電子，金屬鋰所消耗的質(zhì)量最小C.鋰離子電池放電時電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動D.鋰離子電池充電時陰極反應(yīng)為C6Li1x+xLi++xe=C6Li5、某種聚合物鋰離子電池放電時的反應(yīng)為Li（xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2,其電池如圖所示。下列說法不正確的是 （ ）放電時，發(fā)生氧化反應(yīng)XO充電時，Li+通過陽離子交換膜從左向右移動充電時，將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連最常見的一種鋰離D.放電時，電池的正極反應(yīng)為Li|_xCoO2+xLi++xe-=LiCoO26、鋰離子電池因其工作電壓高（3.6V）、無污染等優(yōu)點倍受市場青睞。最常見的一種鋰離44A1244A1233/S12畝電、子電池工作原理是：C.+LiCoO,備五Li〔CoO,+LiCT列有關(guān)這種鋰離子電池的說法6 2 1—x 2x6A.電池內(nèi)部運載電荷的是A.電池內(nèi)部運載電荷的是Li+B.負(fù)極材料是填充了金屬鋰的石墨（口否6）XOC.鋰離子電池電解質(zhì)溶液是Li+鹽的水溶液D.放電時的正極反應(yīng)為xCoO2+xLi++xe-=LiCoO27、（2014全國新課標(biāo)2）2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。L腿QLL腿QL「快高子導(dǎo)作衆(zhòng)畬期電解械A(chǔ).a為電池的正極B.電池充電反應(yīng)為LiMnO=LiMnO+xLiC.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化lC.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化D.放電時，溶液中的Li+從b向a遷移8、 （雙選）LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池放電.反應(yīng)為：FePO4+Li充電LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是（ ）可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性放電時電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少放電時電池正極反應(yīng)為：FePO4+Li++e==LiFePO49、 Li-AI/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：2Li++FeS+2e-=、S+Fe有關(guān)該電池的下列敘述中正確的是（ ）A.該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS=qS+Fe

Li-AI在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價為+1價 負(fù)極的電極反應(yīng)式為：AI-3e-=A|3+Li-AI/FeS電池是一種一次性電池10、研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源.該電池以金屬鋰和鋼 板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電.關(guān)于該電池的下列說法不正確的是（ ）A.水既是氧化劑又是溶劑B.放電時正極上有氫氣生成C.放電時A.水既是氧化劑又是溶劑B.放電時正極上有氫氣生成C.放電時0H-向正極移動D.總反應(yīng)為：2Li+2H2O=2LiOH+H2個 新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位?？捎米鞴?jié)能環(huán)保電動汽車的動力 電池。磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下: 方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵：（CH3-COO）2Fe]＞磷酸二氫位按一定比例混合、充分研磨后, 在800°C左右、惰性氣體氛圍中嘏燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時生成的乙酸及其它產(chǎn)物均以氣體逸出。方法二：將一定濃度的磷酸二氫位、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為 陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800°C左右、惰性氣體氛圍 中嘏燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。在鋰離子電池中，需要一種有機(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰離 子移動的介質(zhì)，該有機(jī)聚合物的單體之一（用M表示）o o的結(jié)構(gòu)簡式如下:II II的結(jié)構(gòu)簡式如下:chz=c-c-och2ch2o-c-och2 請回答下列問題（1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。其原因是 （2） 在方法一所發(fā)生的反應(yīng)中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有 、 （填化學(xué)式）生成 （3） 在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為 （4） 寫出M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： #112氫氧化鈉和鉆離子反應(yīng)生成氫氧化鉆沉淀，碳酸鈉和鋰離子反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀；根據(jù)溶液中的溶質(zhì)判斷.解答：解：(1)正極材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，加入稀H2SO4>Na2S2O3,S2O32-被氧化成SO42-，具有還原性，正極材料中只有LiCoO2具有氧化性，與反應(yīng)Na2S2O3反應(yīng)生成CoSO，反應(yīng)化學(xué)方程式為:8LiCoO+NaSO+11HSO=4LiSO+8CoSO+NaSO+11HO,4 2 2 2 3 2 4 2 4 4 2 4 2該反應(yīng)中還原產(chǎn)物是CoSO4，故答案為：8LiCoO+NaSO+11HSO=4LiSO+8CoSO+NaSO+11HO，CoSO；2 223 2 4 2 4 4 2 4 2 4弱酸性條件下，鋁離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，但氫氧化亞鐵不穩(wěn)定易被氧氣氧化生成氫氧化鐵沉淀，所以廢渣的成分是氫氧化鋁和氫氧化鐵，通入空氣的作用是將亞鐵離子氧化生成鐵離子而除去，故答案為：將Fe2+氧化成Fe3+；A1(OH)3和Fe(OH)3；根據(jù)流程圖知，鉆離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鉆沉淀，離子方程式為：Co2++2OH-=Co(OH)2。，碳酸根離子和鋰離子反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀，離子方程式為：2Li++CO32-=Li2CO3。，故答案為：Co2++2OH-=Co(OH)2力；2Li++CO32-=Li2CO3?；稀硫酸和氫氧化鈉、硫代硫酸鈉反應(yīng)都生成硫酸鈉，且硫酸鈉是可溶性的，所以溶液中存在硫酸鈉，則還可以得到副產(chǎn)物Na2SO4，故答案為：Na2SO415、(1)Zn(或鋅)；正極(2)鋅與還原出的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕；b(2)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；8716.(1)溶液變紅(2)2Cl--2e-===Cl2C12+2Fe2+===2CL-+2Fe3+(3)還原(4)①0.2②取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán)③通過控制電壓，證實了產(chǎn)生Fe3+的兩種原因都成立；通過控制電壓，驗證了Fe2+先于C1-放電［解析］(1)在電解池中，氯離子在陽極放電：2C1-—2e-=C12f,生成的C12能夠與溶液中的Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)：C12+2Fe2+===2C1-+2Fe3+。(2)陽極產(chǎn)物沒有氯氣，二價鐵離子具