專題6鋰離子電池的化學(xué)原理

1、專題 6鋰離子電池的化學(xué)原理學(xué)號(hào) 姓名1.【2018全國(guó)出卷5題】一種可充電鋰 W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Li 202-x （x = 0或1）。下列說法正確的是（）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 + （1二/2） 022.12017全國(guó)出卷11題】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 = 8Li 2Sx （2蟲W8。下列說法

2、錯(cuò)誤的是（）A ,電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2s6 + 2Li+ + 2e - = 3Li 2s4B.電池工作時(shí)，外電路中流過 0.02 mol電子，負(fù)極材料減重 0.14 gC.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Li2s2的量越多3.12018浙江17題】鋰（Li）-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正 確的是（）百蛇中箭用*A.金屬鋰作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B, Li +通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移動(dòng)C.正極的電極反應(yīng)：O2 + 4e -= 2O2 一D.電池總反應(yīng)：4Li + O2 + 2H2O = 4LiOH4.12016四川卷5題】某電動(dòng)汽車配載一

3、種可充放電的鋰離子電池。放電時(shí)電池的總反應(yīng)為:Lii-xCoO2 + LixC6 = LiCoO 2 + C6 （x1）。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是（）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 1 mol e ；石墨C6電極將增重7x gD.充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO 2 - xe = Li i-xCoO2 + Li + 5.12014全國(guó)II卷12題】2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A . a為電池的正極C.放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)

4、發(fā)生變化D .放電時(shí)，溶液中 Li+從b向a遷移B,電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn 2O4 = Li1-xMn2O4 + xLi放電6.12014天津6題】已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC + LixCoO2C + LiCoO 2放電鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li + SLi2S允電有關(guān)上述兩種電池說法正確的是（）A .鋰離子電池放電時(shí)，Li +向負(fù)極遷移B.鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C.理論上兩種電池的比能量相同D.右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 7.12014海南16題】鋰鎰電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO 4溶于混合有機(jī)溶劑中，L

5、i+通過電解質(zhì)遷移入 MnO2晶格中，生成LiMnO 2?；卮鹣铝袉栴}:外電路的電流方向是由 極流向 極(填字母)。(2)電池正極反應(yīng)式為。LiLiClO 4絡(luò)合有 機(jī)溶劑MnO2a. A lb(3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？ (填 是或 否”，)原因是1 .【答案】D【解析】A.放電時(shí)，O2與Li+在多孔碳電極處反應(yīng)，說明電池內(nèi)，Li +向多孔碳電極移動(dòng)，因?yàn)殛栯x子移向正極，所以多孔碳電極為正極，故 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）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

6、動(dòng)，故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+得電子車?；癁?U2O25電池的負(fù)極反應(yīng)是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i + ,所以總反應(yīng)為：2Li + （1切2）O2 = Li2O2%充電的反應(yīng)與放電的反應(yīng)相反，所以為L(zhǎng)i2O2-x = 2Li + (1 7X/2)O2,故D正確?！窘馕觥緼.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)，隨放電的進(jìn)行可能發(fā)生多種反應(yīng)，其中可能發(fā)生反應(yīng)2Li2s6 + 2Li + + 2e = 3Li2s4,故 A 正確;B.原電池工作時(shí)，轉(zhuǎn)移0.02 mol電子時(shí)，氧化Li的物質(zhì)的量為 0.02 mol,質(zhì)量為0.14

7、g,故B正確;C.石墨烯導(dǎo)電，S8不能導(dǎo)電，利用摻有石墨烯的S8材料作電極，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Li 2s2的量越少，故D錯(cuò)誤。.【答案】C【解析】A.在鋰空氣電池中，鋰失電子作負(fù)極，故A正確;B. Li在負(fù)極失電子生成 Li + , Li +向正極移動(dòng),即通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移動(dòng)，故B正確;C.正極上是氧氣得電子生成氫氧根離子，則電極方程式為O2 + 4e+2H2O = 4OH ；故C錯(cuò)誤；D.負(fù)極反應(yīng)式為 Li - e = Li+,正極反應(yīng)式為 O2 + 2H2O+4e=4OH 一,所以電池反應(yīng)式為 4L

8、i + O2 + 2H2O=4LiOH ,故D正確。.【答案】C【解析】A.放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，故正確；B.放電時(shí)，負(fù)極失去電子，故正確；C.充電時(shí)，石墨電極反應(yīng)為xLi+ + C6 + xe- = LixC6,轉(zhuǎn)移1 mol e ,增加1 mol Li+ （7g）,故C錯(cuò)誤；D.充電時(shí)陽極失去電子，為原電池的正極的逆反應(yīng)，故正確。.【答案】C【解析】A.根據(jù)圖知，放電時(shí)，b電極上Li失電子生成Li + ,所以b是負(fù)極，則a是正極，故A正確；B.充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為 xLi + + xe -= xLi ,陽極反應(yīng)式為 LiMn 2O4 - xe = xLi + + Li 1-xMn2O4

9、,所以充電反應(yīng)為 LiMn 2O4 = Li i-xMn2O4 + xLi ,故 B 正確；C.放電時(shí)，a極上Li元素化合價(jià)都是+1價(jià)，化合價(jià)不變，故 C錯(cuò)誤；D . a是正極、b是負(fù)極，放電時(shí)電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動(dòng)，所以溶液中的Li+從b向D正確。.【答案】B【解析】A .原電池中陽離子向正極移動(dòng)，則鋰離子電池放電時(shí)，Li +向正極遷移，故 A錯(cuò)誤；B.鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極與外接電源的負(fù)極相連，鋰電極上Li +得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故C.比能量是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，鋰硫電池放電時(shí)負(fù)極為電池放電時(shí)負(fù)極為 LixC,兩種電池的負(fù)極材料不同，所以比能量不同，故 C錯(cuò)誤； D.充電時(shí)，正極接正極，負(fù)極接負(fù)極，連接錯(cuò)誤，故 D錯(cuò)誤。.【答案】(1) b; a; MnO2 + e - + Li + = LiMnO 2;(3)否；電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)?！窘馕觥?1)