最新高考化学二轮题型必练-—锂电池(提升练).docx
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1、 2020届高考化学二轮题型对题必练届高考化学二轮题型对题必练 化学电源之锂电池(提升练)化学电源之锂电池(提升练) 1. 近期使用的一种可控电池锂水电池的工作原理如下图。 下列说法中不正确的是 ( ) A. 锂电池相比其他电池能量密度更高 B. 放电一段时间后,水中的电解质为 LiOH C. 固体电解质传递的是H+ D. 理论上消耗 14g锂,转移的电子数为2NA 2. 我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍,装置原理如图所示, 其中固体薄膜只允许 Li+通过。锂离子电池反应为 xLi+ Li1-xMn2O4=LiMn2O4。 下列有关说法错误的是( ) A. 该电池的缺点是存
2、在副反应:2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 B. 放电时,正极反应为Li1xMn2O4+ xLi+ xe= LiMn2O4 C. 充电时,b 极为阳极,发生氧化反应 D. 放电时,Li+穿过固体薄膜进入到水溶液电解质中 3. 我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,工作原理如图所示。下列有关说法正确的是() A. 放电时,纸张中的纤维素作为锂电池的正极材料 B. 放电时,正极的电极反应式为:2Li+ O2+ 2e= Li2O2 C. 充电时,有机电解质溶液中Li+移向金属锂电极发生氧化反 应 D. 充电时,金属锂电极增重 14
3、 g,空气电极放出22.4LO2 4. 据最近媒体报道,化学研究人员开发了一种可充电锌空气电池, 这种电池的电解质溶液为 KOH 溶液,储电量是锂电池的五倍,而且更安全、更环 保,未来或许可以取代锂电池,用在智能手机等电子设备中,其反应原理为 2Zn+O2+4KOH+2H2O2K2Zn(OH)4。下列说法正确的是( ) A. 放电时,负极反应式为Zn + 2e 4OH= Zn(OH) B. 放电时,电路中通过 4mol电子,消耗22.4L氧气 C. 充电时,电解质溶液中OH浓度逐渐增大 D. 充电时,电解质溶液中K+向正极移动,且发生氧化反应 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 16
4、页 5. 中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作空气电极(图 1),设计并组装出一种轻型、 能折叠的可充电锂空气电池,其工作原理如图 2 所示。下列有关说法正确的是() A. 闭合开关 K给锂电池充电,X为直流电源负极 B. 放电时.纸张中的纤维素作锂电池的正极 C. 放电时,Li+由正极经过液相有机电解质移向负极 D. 充电时,阳极的电极反应式为Li2O2+ 2e= O2 +2Li+ 6. 磷酸亚铁锂(LiFePO4)可作为新型锂电池的电极材料, 其合成方法如下: 以铁棒和石 墨为电极,电解一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)和氯化锂(LiCl)的混合溶液,即 可析出磷酸亚铁锂,将磷酸亚铁锂煅
5、烧可得晶态磷酸亚铁锂。下列说法中不正确的 是 A. 电解时,铁为阳极,石墨为阴极 B. 电解过程中,阳极附近溶液的 pH增大 C. 电解过程中,石墨电极上有H2生成 D. 煅烧磷酸亚铁锂时需要在惰性氛围中进行 7. 如图是用一种新型锂电池电解处理含NH4 +的工业废水的装置图, 处理过程中NH 4 +, 转化为可参与大气循环的气体。下列说法正确的是 A. X电极上发生还原反应 B. W 电极的电极反应式为O + 4e+ 2HO 4OH C. 电子流动方向:Z Y 质子交换膜 X W D. 电路中每通过 3mol电子,电解池中生成22.4L气体(标准状况) 8. 浙江大学的科研小组成功研制出能在
6、“数分钟之内”将电量充满的锂电池, 其成本 只有传统锂电池的一半。他们把锂锰氧化物(LMO)浸泡在石墨里面,使其变成 一个可以导电的密集网络的负极材料,与电解质和正极材料(石墨)构成可充电电 池。若电解液为 LiAlCl4-SOCl2,电池的总反应为 4LiCl+S+SO2 充电 放电 4Li+2SOCl2。下 列说法正确的是( ) A. 电池的电解液可为 LiCl 水溶液 B. 该电池放电时,负极发生还原反应 C. 充电时阳极反应式为4Cl+ S + SO2 4e= 2SOCl2 D. 放电时电子从负极经外电路流向正极,再从正极经电解质流向负极 9. 磷酸铁锂电池装置如图所示, 其中正极材料
7、橄榄石型 LiFePO4通过黏合剂附着在铝 箔表面,负极石墨材料附着在铜箔表面,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐。电池 工作时的总反应为 LiFePO4+6C 充电 放电 Li1-xFePO4+LixC,则下列说法正确的是( ) A. 图中聚合物隔膜是阴离子交换膜 B. 充电时,Li+迁移方向是由右向左 C. 放电时,正极的电极反应式为LiFePO4 xe Li 1xFePO4+ xLi+ D. 用该电池电解精炼铜,当转移电子1.25mol时能得到精铜 32g,则电子利用率为 80% 10. C-NaMO2电池是科学家正在研发的钠离子电池,据悉该电池可以将传统锂电池的 续航能力提升 7 倍。该电
8、池的电池反应式为:NaMO2 + nCNa(1-x)MO2 + NaxCn,下 列有关该电池的说法正确的是 A. 电池放电时,溶液中钠离子向负极移动 B. 该电池负极的电极反应为NaMO2 xe = Na(1x)MO2+ xNa+ C. 消耗相同质量金属时,用锂作负极产生电子的物质的量比用钠时少 D. 电池充电时的阳极反应式为:nC + xNa+ xe = NaxCn 11. 某锂电池的电池总反应为 4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2, 下列有关说法正确的是 ( ) A. 锂电极作电池负极,放电过程中发生还原反应 B. 1 mol SOCl2发生电极反应转移的电子数为 4 mol 第
9、! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 16 页 C. 电池的正极反应为2SOCl2+ 2e= 4Cl+ S + SO2 D. 组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行 12. 磷酸铁锂电池装置如图所示, 其中正极材料橄榄石型 LiFePO4通过粘合剂附着在铝 箔表面,负极石墨材料附着在铜箔表面,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐。电池 工作时的总反应为:LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6,则下列说法正确的是 ( ) A. 图中聚合物隔膜是阴离子交换膜 B. 充电时,Li+迁移方向是“由右向左” C. 放电时,正极的电极反应式为LiFePO4 xe= Li1xFePO4+ xL
10、i+ D. 用该电池电解精炼铜,当转移电子1.25mol时能得到精铜 32g,则电子利用率为 80% 13. 新能源汽车的核心技术是电池。固态锂电池,续航里程可达 800km,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,其中 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( ) A. 电池的总反应式为:LixC6+ Li1xCoO2 放电 充电 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
11、反应 14. 碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一种理想的锂电池有机电解液生成碳酸甲乙酯 的原理为:C2H5OCOOC2H5(g )+CH3OCOOCH3(g)2CH3OCOOC2H5(g)其 它条件相同时,CH3OCOOCH3的平衡转化率()与温度(T)、反应物配比(R=n (C2H3OCOOC2H5):n(CH3OCOOCH3)的关系如图所示三种反应物配比分别 为 1:1、2:1、3:1下列说法不正确的是( ) A. 该反应的逆反应 H 0 B. 增大反应物中CH3OCOOCH3的浓度能提高碳酸甲乙酯的平衡转化率 C. 650,反应物配比为 1:1 时,平衡常数K = 6 D. 当C2
12、H5OCOOC2H5与CH3OCOOC2H5生成速率比为 1:2 时,反应达到平衡状态 15. “锌+碘”新型安全动力电池有望取代目前广泛使用的“铅蓄电池”、“锂电池” 等,已知该电池的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A. 该电池安全性高,且对环境友好 B. 正极反应式为I3 + 2e= 3I,电极 a附近显红色 C. 电子的移动方向为“Zn电极a电极b石墨毡” D. “回流通道”可以减缓电池两室的压差,避免电池受损 16. 中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作空气电极(图 1),设计并组装出一种轻型、 能折叠的可充电锂空气电池,其工作原理如图 2所示。下列有关说法正确的是 A. 放电时,
13、纸张中的纤维素作锂电池的正极 B. 闭合开关 K给锂电池充电,X 为直流电源负极 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 16 页 C. 放电时,Li+由正极经过液相有机电解质移向负极 D. 充电时,阳极的电极反应式为Li2O2+ 2e= O2 +2Li+ 17. 某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()中而形成的,电池总反应方程式为:4Li2SOCl24LiCl SO2S,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. 金属锂被还原作电池的负极 C. 电池工作过程中,Cl向石墨电极移动 D. 电池工作过程
14、中,金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为 4:1 18. 有关碱金属元素,下列说法正确的是( ) A. 单质沸点随原子序数的递增而升高 B. 周期表第一列是第A 族元素,又称碱金属元素 C. 金属锂常用于制造锂电池,这跟它还原性强、密度小有关 D. 金属锂在空气中燃烧,产物是 Li2O2 19. 如图是一种应用广泛的锂电池, LiPF6是电解质, SO (CH3) 2是溶剂,反应原理是 4Li+FeS2=Fe+2Li2S下列说法正确 的是( ) A. Li 发生氧化反应,a 极为阴极 B. 电子由 a 极流出通过电流表流入 b 极,然后再由 b 极经 内电路回到 a 极 C. 可以用
15、水代替 SO(CH3)2做溶剂 D. b 极反应式是 FeS2+ 4Li+ 4e= Fe + 2Li2S 20. 利用锂电池“固定 CO2”的电化学装置如图所示,在催化剂的作用下,该电化学装 置放电时可将 CO2转化为 C和 Li2CO3,充电时选用合适催化剂,只有 Li2CO3发生 氧化反应,释放出 CO2和 O2。下列说法正确的是( ) A. 该电池放电时,Li+向电极 X方向移动 B. 该电池充电时,每转移0.4mol的电子,理论上阳极产生4.48LCO2 C. 该电池放电时,每转移 4 mol电子,理论上有3molCO2参加反应 D. 该电池充电时,阳极反应式为C + 2Li2CO3
16、4e= 3CO2 +4Li+ 21. 目前三元聚合物锂电池已在电动汽车中得到广泛应用。 该电池以能传递锂离子的聚 合物为电解质,以金属锂和镍钴锰酸锂 LiNixCoyMn1xyO2为电极材料,充电后, 镍钴锰三种元素均变为正四价。下列有关该电池的说法不正确的是( ) A. 放电时正极的电极反应式: LiNixCoyMn1xyO2+ Li+ e= Li2NixCoyMn1xyO2 B. 放电时负极的电极反应式:Li e= Li+ C. 充电时阳极的电极反应式:LiNixCoyMn1xyO2 e= NixCoyMn1xyO2+ Li+ D. 放电时,理论上正极增加的质量与负极减小的质量相等 第!
17、!异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 16 页 答案和解析答案和解析 1.【答案】C 【解析】【分析】 本题考查了原电池原理,涉及电极反应式的书写、电化学综合计算、离子的移动方向判 断等知识点,理解图示中电池所给的信息是解题的关键。易错选项是 C,固体电解质传 递的是 Li+,为易错点。 【解答】 该电池负极是锂: Li-e-=Li+, 正极是碳: 2H2O+2e-=H2+2OH-, 固体电解质传递的是 Li+。 A.做负极的锂摩尔质量小,等质量时物质的量大,所以锂电池相比其他电池能量密度更 高,故 A 正确; B.放电一段时间后,固体电解质向正极区传递 Li+,在水中生成 LiOH,故 B正
18、确; C.电池放电过程中,阳离子向正极移动,所以固体电解质传递的是 Li+,故 C错误; D.该电池负极反应是:Li-e-=Li+,则消耗 14g即 2molLi,转移电子 2mol,即转移的电子 数为 2NA,故 D正确。 故选 C。 2.【答案】A 【解析】【分析】 本题考查了新型电池的分析,关键是要掌握原电池的基本原理,难度不大。 【解答】 A.锂和水不接触,不存在锂和水的反应,故 A错误; B.正极发生还原反应, Li1-xMn2O4得电子被还原, 反应为 Li1-xMn2O4+xLi+xe-LiMn2O4, 故 B 正确; C.b为原电池正极, 充电时连接电源正极, 为电解池的阳极,
19、 发生氧化反应, 故 C 正确; D.原电池工作时阳离子向正极移动,则放电时,Li+穿过固体薄膜进入到水溶液电解质 中,故 D 正确。 故选 A。 3.【答案】B 【解析】【分析】 本题考查电化学的热点-锂离子电池,根据总反应式判断出正负极和阴阳极的反应,从 化合价变化的角度分析。 【解答】 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,正极的电极反应式为:2Li+O2+2e= Li2O2,故 B 正确; C. 充电时,有机电解质溶液中 Li移向阴极发生还原反应,故 C错误; D. 充电时, 金属锂电极增重 14 g即 2mol, 空气电极放出标况下 2
20、2 4 LO2 , 故 D错误。 故选 B。 4.【答案】C 【解析】【分析】 本题旨在考查学生对原电池的工作原理、 电极反应的综合应用, 是中学化学的重要知识, 难度一般。关键是理解电化学的原理,侧重知识的能力考查。 【解答】 A.放电时,负极反应式为 Zn+4OH-2e-=Zn(OH)42-,故 A错误; B.放电时, 每消耗标况下 22.4L氧气, 转移电子 4mol, 但题目没有说明气体所处的状况, 故 B 错误; C.充电时,电池反应为 2Zn(OH)42-=Zn+4OH-2e-,电解质溶液中 c(OH-)逐渐增大, 故 C 正确; D.充电时阳离子向负极移动,故 D 错误。 故选
21、C。 5.【答案】A 【解析】【分析】 本题考查电化学的热点-锂离子电池,根据总反应式判断出正负极和阴阳极的反应,从 化合价变化的角度分析。 【解答】 A. 放电时锂为负极,则充电时,锂为阴极,与电源负极相连,故 A正确; B. 纤维素不导电,故 B 错误; C. 放电时,Li+由正极经过有机电解质溶液移向正极,故 C错误; D. 充电时阳极上发生失电子的氧化反应 Li2O22e-=O2+2Li+,故 D错误。 故选 A。 6.【答案】B 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 16 页 【解析】【分析】 本题考查电解池的工作原理, 电解制磷酸亚铁锂的工作原理, 需要分析电子离子的转移,
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