近年高考真题与最新名校模拟试题分类汇编:锂电池(附答案与全解全析).doc
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1、 近年高考真题与最新名校模拟试题分类汇编:锂电池 1全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极 a 常用掺有石墨烯的 S8 材料,电池反 应为:16Li+xS8=8Li2Sx(2x8).下列说法错误的是( ) A 电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4 B 电池充电时间越长,电池中的 Li2S2量越多 C 石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D 电池工作时,外电路中流过 0.04mol 电子,负极材料减重 0.28g 2 LiFePO4电池具有稳定性高、 安全、 对环境友好等优点, 可用于电动汽车。 电池反应为 FePO4Li=LiFeP
2、O4, 电池的正极材料是 LiFePO4,负极材料是石墨,含 Li 导电固体为电解质。下列有关 LiFePO 4电池说法正确 的是( ) A 可加入硫酸以提高电解液的导电性 B 放电时电池内部 Li 向负极移动 C 充电过程中,电池正极材料的质量增加 D 放电时电池正极反应为 FePO4Li e=LiFePO 4 3热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无 水 LiCl-KCl 混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法不正确 的是 A 放电时,电子由 Ca
3、 电极流出 B 放电过程中,Li+向 PbSO4电极移动 C 每转移 0.2mol 电子,理论上生成 20.7 g Pb D 负极反应式:PbSO4+2e-+2Li+Li2SO4+Pb 4锂电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的 电极反应式为 负极反应:C6Lixe = C 6Li1-xxLi +(C 6Li 表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料) 正极反应:Li1-xMO2xLi+x e-= LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物) 下列有关说法正确的是 A锂电池充电时电池反应为 C6LiLi1-xMO2 = LiMO2C6Li1-x B
4、在电池反应中,锂、锌、银、铅各失去 1mol 电子,金属锂所消耗的质量最小 C锂电池放电时电池内部 Li+向负极移动 D锂电池充电时阴极反应为 C6Li1-xxLi+xe = C 6Li 5已知电池的比能量是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小。有关下述两种电池说法正确 的是( ) 锂离子电池的总反应为:LixCLi1xCoO2CLiCoO2 锂硫电池的总反应为:2LiSLi2S A锂离子电池放电时,Li 向负极迁移 B锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C理论上两种电池的比能量相同 D右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 6锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大
5、、电压高的特性。锂离子电池放电 时的电极反应式为 负极反应:C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+(C6Li 表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料) 正极反应:Li1-xMO2+xLi+x e-=LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物) 下列有关说法正确的是( ) A锂离子电池放电时电池反应为 LiMO2+C6Li1-x=C6Li+Li1-xMO2 B锂离子电池充电时电池内部 Li+向负极移动 C锂离子电池放电时电池内部电流从负极流向正极 D锂离子电池充电时阳极反应为 C6Li1-x+xLi+xe-=C6Li 7锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大、电压高的特性
6、。锂离子电池放电 时的电极反应式为:负极反应:C6Lixe =C 6Li1xxLi +(C 6Li 表示锂原子嵌入石墨形成复合材料) 正极反应:Li1xMO2xLi+x e =LiMO 2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物) 下列有关说法正确的是( ) A锂离子电池充电时电池反应为 C6LiLi1xMO2=LiMO2C6Li1x B电池反应中,锂、锌、银、铅各失去 1mol 电子,金属锌所消耗的质量最小 C锂离子电池放电时电池内部 Li+向负极移动 D锂离子电池充电时阴极反应为 C6Li1xxLi+x e =C 6Li 8有一种锂电池,用金属锂和石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯铝锂(LiA
7、lCl4)溶解在亚硫酰氯 ()中而形成的,电池总反应方程式为:8Li+3SOCl26LiCl+Li2SO3+2S,下列叙述中正确的是 ( ) A电解质溶液中混入水,对电池反应无影响 B金属锂作电池的正极,石墨作电池的负极 C电池工作过程中,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为 Li2SO3 D电池工作过程中,金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为 41 9 有一种锂电池, 用金属锂和石墨作电极材料, 电解质溶液是由四氯铝锂 (LiAlCl4) 溶解在亚硫酰氯 (SOCl2) 中而形成的,电池总反应方程式为:8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S,下列叙述中正确的是( ) A 电解质溶
8、液中混入水,对电池反应无影响 B 金属锂作电池的正极,石墨作电池的负极 C 电池工作过程中,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为 Li2SO3 D 电池工作过程中,金属锂提供的电子与正极区析出的硫的物质的量之比为 41 10TESLA 电动汽车的电池采用了松下提供的 NCA 系列(镍钴铝体系)的 18650A 型钴酸锂(LiCoO2)锂 离子电池。电池正极材料为钴酸锂(LiCoO2) ,负极材料是石墨(C6) 。电池反应为: LiCoO2C6C6LixLi1xCoO2。下列有关说法不正确 的是 A锂离子电池与传统铅蓄电池相比,具有高比能量(比能量指的是单位重量或单位体积的能量)的特点 B废旧锂离子电
9、池先进行“放电处理”让 Li+进入石墨(C6)中而利于回收 C放电时,正极锂的化合价未发生改变 D充电时电池标有(+)的极上发生的反应为:LiCoO2x e = Li 1x CoO2xLi + 11水溶液锂电池是当今锂电池研发的前沿和方向之一,它用普通的水溶液替换传统锂电池中的有机电解 质溶液。我国化学家研发的一种水锂电池采用复合膜包裹的金属锂作负极,锰酸锂(LiMn2O4)作正极,以 0.5 mol L1 Li2SO4水溶液作电解质,工作时电池的总反应为:LiMn2O4+LiLi2Mn2O4。下列有关该电池的说 法不正确的是 A 该电池放电时,溶液中的锂离子向电极 b 移动 B 该电池的负极
10、反应式为:2Li+2H2O2LiOH+H2 C 负极产生等量电子时,消耗锂的质量比用钠时少 D 电池充电时的阳极反应式为:Li2Mn2O4eLiMn2O4+Li+ 12金属锂燃料电池是一种新型电池,比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也无需充电,用作燃料 电池时,可更换正极的水性电解液和卡盒以及负极的金属锂就可以连续使用,分离出的氢氧化锂可采用电解 其熔融物法回收锂而循环使用。其工作示意图见图,下列说法不正确的是 A 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 C 有机电解液可以是乙醇等无水有机物 D 放电时,正极的电极反应式为
11、:2H2O+O2+4e-=4OH- 13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(LiMn2O4)作正极,以 0.5 mol/Li2SO4 水溶液作电解质溶液。电池充、放电时,LiMn2O4与 Li2Mn2O4可以相互转化。下列有关该电 池的说法正确的是 A 该电池放电时,溶液中的 SO42-向电极 b 移动 B 该电池负极的电极反应式为:2Li+2H2O=2LiOH+H2 C 电池充电时,外加直流电源的正极与电极 a 相连 D 电池充电时,阳极的电极反应式为:Li2Mn2O4-e-=LiMn2O4 +Li+ 14 市场上经常见到的标记为 Liion 的电池称为“
12、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 2Li0.35NiO2 充电 放电 2Li0.85NiO2 下列说法不正确 的是 A放电时,负极的电极反应式:Lie Li B充电时,Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应 C该电池不能用水溶液作为电解质 D放电过程中 Li 向负极移动 15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。下列有关说法正确的是 A 放电时,纸张中的纤维素作锂电池的正极
13、B 放电时,Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极 C 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 O2 D 充电时,阳极的电极反应式为 Li2O2-2e-=O2+2Li+ 16某充电宝锂离子电池的总反应为:xLi+Li1xMn2O4 LiMn2O4,某手机镍氢电池总反应为: NiOOH+MH M+Ni(OH)2(M 为储氢金属或合金) ,有关上述两种电池的说法不正确的是 A锂离子电池放电时 Li+ 向正极迁移 B锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4xe Li 1xMn2O4+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
14、时,负极的电极反应式:MH+OH-e-H2O+M 17特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂电池,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+通过,电池反应式 LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2。下列说法不正确的是 A 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 钴酸锂电池为二次电池 18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
15、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 ( ) A 负极的电极反应式为 Li- e- =Li+ B 正极材料中的石墨颗粒主要用于增强导电性 C 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 D 总反应方程式为 2Li+S =Li2S 19菲斯科(FiskerInc.)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,钴酸锂(LiCoO2) 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
16、许特定的离子通 过。下列说法正确的是 A 电池的总反应式为:LixC6+Li1-xCoO2=C6+LiCoO2 B M 为电池的正极 C 放电时,N 为负极,电极发生氧化反应 D 充电时,M 为阳极,电极发生氧化反应 20锂硫电池是一种新型储能电池,放电时的总反应为 2Li+xS=Li2Sx。以该电池为电源制备甲烷的原理如图 所示。 下列说法正确的是 A b 为锂硫电池的负极 B 锂硫电池的正极反应式为 Li-e-=Li+ C 阳极反应式为 CO+3CO32-+2H2O-2e-=4HCO3- D 该装置工作时溶液中的 CO32-增大 21我国成功研制的一种新型可充放电 AGDIB 电池(铝-石
17、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 CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1+Al。放电过程如图,下 列说法正确的是 A B 为负极,放电时铝失电子 B 电解液可以用常规锂盐和水代替 C 充电时 A 电极反应式为 Cx + PF6- - e-= CxPF6 D 废旧 AGDIB 电池进行“放电处理”时,若转移 1mol 电子,石墨电极上可回收 7gLi 22锂碘电池的正极材料是聚 2-乙烯吡啶(简写为 P2VP)和 I2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 nI2+2e-+2Li+=P2VP (
18、n-1)I2+2LiI。下列说法正确的是 A 该电池放电时,锂电极发生还原反应 B 该电池发生的总反应为 2Li+P2VP nI2=P2VP (n-1)I2+2LiI C P2VP 和 I2的复合物是绝缘体,不能导电 D 该电池工作时,碘离子移向正极 23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 FePO4(s)+Li(s)LiFePO4(s)。下列说法正确的是 A 根据图示可以判断该电池处于充电状态 B 在放电状态时,a 是正极,充电时a 是阳极 C 该电池中 a、b 极都可以接触水溶液 D 充电
19、时,b 极的电极反应式是 LiFePO4-e-=Li+FePO4 24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 LiNiO2+6CLi1-xNiO2+LixC6,下列说法错误的是 A 该电池充电可能引起电池正极发生金属锂沉积 B 充电时当外电路通过 1mole-时理论上由 2molLi0.9C6转化为 Li0.4C6 C 电池放电时电解质的微粒 Li+由负极向正极移动 D 电池放电时正极的电极反应式为 Li1-xNiO2+xLi+xe-=LiNiO2 25有“锂”走遍天下。氧化锂(Li2O)是锂电池工业的重要原料,以粗碳酸锂为
20、原料制备氧化锂的一种工艺流 程如下: 注:常温下,碳酸锂微溶于水,氢氧化锂可溶于水。 (1)反应中通入 CO2需加压的原因是_。 (2)反应生成 LiOH 的化学方程式为_。 (3)浓缩、结晶所得 LiOH H2O 通过灼烧得到 Li2O。LiOH H2O 中常含有少量的 Li2CO 3,但该物质对所制 Li2O 的纯度无影响,其原因是_。 (4)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 + 2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。 放电时,负极的电极反应式为_。 充电时,能量转化形式主要是_。 锂离子电池使用非水溶
21、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_。 26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 (LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下: 方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁(CH3COO)2Fe、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在 800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 800左右、惰性气体氛围中煅烧制得
22、晶态磷酸亚铁锂。 请回答下列问题: (1)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_。 (2)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为_。 (3)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 。 27锂空气电池能够提供相当于普通锂离子电池 l0 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。 (1)图 I 中电极 a 是 极。 (2) 用锂一空气电池电解 100mL 0.5mol/L CuSO4溶液, 当电池中消耗 1.4g Li 时, 在阴极会析出 g 铜。 (3)电池中间的固
23、体电解质(含阳离子交换膜)能阻止 H2O、N2、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 。 (4)当给图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 。 锂电池锂电池 1全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极 a 常用掺有石墨烯的 S8 材料,电池反 应为:16Li+xS8=8Li2Sx(2x8).下列说法错误的是( ) A 电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4 B 电池充电时间越长,电池中的 Li2S2量越多 C 石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D 电池工作
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