历年高考化学锂(离子)电池试题汇编.pdf

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1、微信公众号C 3 H 3 化学编辑2006-2019年高考化学锂（离子）电池试题汇编1.（2 0 1 8 全国卷i n,1 1）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，0 2 与 L i+在多孔碳材料电极处生成口2。2*（尸0或 1 ）。下列说法正确的是A.放电时，多孔碳材料电极为负极B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时，电解质溶液中L i+向多孔碳材料区迁移D.充电时，电池总反应为L i 2 C 2*=2 L i+（l-0 6 x）0 2【答案】D非水电解质/高聚物隔膜【解析】由题意知，放电时负极反应为L i e-=L，正极反应为（2 x）O 2+4 L i +4

2、 b=2 L i 2 O 2-x（x=0 或1）,电池总反应为LIZ+Z U=L i 2 O 2 r。该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误;该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液中的L i+向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的L i,向锂材料区迁移，C项错误；充电时电池总反应为口2。2A=2 L i+(l-|)O2.D项正确。2.（2 0 1 8 浙江卷，1 7）锂（L i）空气电池的工作原理如图所示下列说法不正确的是A.金属锂作负极，发生氧化反应B.L i,通过有机电解质向水溶液处移动C.正极的电极反应：C h+4 e=2

3、。2-D.电池总反应：4 L i+O 2+2 H2O=4 L i O H有机电解质固体电解质膜-卫电解质水溶液空气【答案】C【解析】金属锂失电子作负极，发生氧化反应，A正确；在原电池内电路中，阳离子向正极运动，B正确。正极浸在电解质水溶液中，故正极反应为：O?+4 e +2 H 2 O=4 O H-C 错误：电池总反应4 L i+O2+2 H2O=4 L i O H,D 正确。3.（2 0 1 7 全国i n.l l）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S 8 材料，电池反应为1 6 L i+x S 8=8 L i 2 s 式 2 维 8）。下列说

4、法错误的是（）电极a l一国叵I电极b侬及 电解质A.电池工作时，正极可发生反应：2 L i 2 s 6+2 L i +2 e-=3 L i 2 s 4B.电池工作时，外电路中流过0.0 2 m o l 电子，负极材料减重0.1 4 g1_ 微信公众号C3H3化学编辑C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长，电池中Li2s2的量越多【答案】D【解析】原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2s8-Li2s6TLi2s4TLi2s2,其中可能有2Li2s6+2Lr+2e-=3Li2s4,A项正确；该电池工作时，每转移0.02 m ol电子，负极有0.02 mol

5、 Li（质量为0.14 g）被氧化为L i+,则负极质量减少0.14 g,B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2s2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池 中Li2s2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2s2的量越多，D项错误。4.（2016四川.9）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为:Li.xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6（x若转移1 m ol电子，则石墨C6电极增重7 g,阳极失去电子发生氧化反应，电极反应式为LiCoCh-rCoO2+xLi+,C项错误，D项正确。5.（

6、2014海南.16）锂锦电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质 LiC104。溶于混合有机溶剂中，Li卡 通过电解质迁移入MnCh晶格中，生成LiMnCh。回答下列问题：（1）外电路的电流方向是由 极流向 极。（填字母）Q（2）电池正极反应式为_|LiCloJLi 4 MnC（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_ （填“是”卜 昆 合 有 机|溶剂或“否”），原因是 O（4）MnCh可与KOH和KCICh，在高温下反应，生成KzMnCU,反 应 的 化 学 方 程 式 为。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnCh的 物 质 的 量 之

7、比 为。【答案】（1）b；a（2）MnO2+e+L i+=LiMnO2（3）否；L i能与水反应2微信公众号C 3 H 3化学编辑(4)3 M n O2+K C 1 O3+6 K O H=f i&=3 K2M n O4+K C 1+3 H20；2:16 .（2 0 1 4 新课标全国卷I I,1 2）2 0 1 3 年 3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错B.电池充电反应为Li Mn 2 O 4=Li-Mn 2 O 4+x LiC.放电时，a 极锂的化合价发生变化D.放电时，溶液中Li+从 b 向 a 迁移【答案】C【解析】图示所给出的是原电池装置。A项，由图示分析，

8、金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即 b 为负极，a 为正极，正确;逆反应，正确；C项，放电时，a 极为原电池的正极,B项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的发生还原反应的是M n元素，锂元素的化合价没有变化，不正确；D项，放电时为原电池，Li+为阳离子，应向正极（a 极）迁移，正确。充电7 .（2 0 1 4 天津理综，6）已知：锂离子电池的总反应为Li x C+Li i C o C h 宝/C+Li C o C h充电锂硫电池的总反应为2 Li +S、放也反i 2 s有关上述两种电池说法正确的是（）A.锂离子电池放电时，向负极迁移 B.锂硫电池充电时，锂电

9、极发生还原反应C.理论上两种电池的比能量相同 D.下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电【答案】B【解析】锂离子电池放电时，为原电池，阳离子Li+移向正极，A错误；锂硫电池充电时，为电解池，锂电极发生还原反应生成Li,B正确；电池的比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的多少,两种电池材料不同，显然其比能量不同，C错误；由图可知，锂离子电池的电极材料为C和 Li C o C h，应为该电池放电完全所得产物，而锂硫电池的电极材料为Li 和 S,应为该电池充电完全所得产物，故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程，D错误。8 .（2 0 1 3 课标全国1,2 7）（1 5 分）锂离子电池

10、的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钻酸锂（Li C o C h）、导电剂乙快黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6 C+x Li+x e-L i C。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。3微信公众号C3H3化学编辑废旧锂5 T拆 解 I 震 T 过滤l-一滤液一画画黑H),固体一滤渣一j号浸1调PH|T过滤_ _ _H2so4、HQ?NaOH溶液有机相一再生利用水相(CoSO 溶液)T 沉钻 H 过滤Hf-JC oC Q,固体NH4HCOi溶液回答下列问题：(l)LiCoO2中,Co元素的化合价为 o(2)写出“正极碱浸”中发生

11、反应的离子方程式 o(3)“酸浸”一般在80。(2下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式；可用盐酸代替H2so4和H2O2的混合液，但缺点是。(4)写出“沉钻”过程中发生反应的化学方程式 o(5)充放电过程中，发生LiCoCh与LizCoCh之 间 的 转 化,写 出 放 电 时 电 池 反 应 方 程 式。(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是。在整个回收工艺中，可 回 收 到 的 金 属 化 合 物 有(填 化 学 式)。【答案】+3(2RA1+2OH-+6H202A1(OH)4-+3H2T(3)2LiCoO2+3H2sO4+H2O29U2so4+2C

12、oSO4+O2f+4H20,2比02上2比0+021 有氯气生成，污染较大(4)COSO4+2NH4HCO3CoCO3l+(NH4)2SO4+H2O+CO2t(5)Lii-.rCoO2+Li.rC6 iLiCoO2+6C(6)Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 A1(OH)3、CoCCh、Li2sO4【解析】(2)正极材料中含有与强碱溶液反应的Al;(3)LiCoC2经酸浸生成CoSO4,Co化合价由+3降低为+2,化合价升高的只能为+02,比02中的0化合价由-1升高为0,生成Ch,据此配平即可;注意题干中有对温度的要求,可知H2O2会发生分解;抓住信息“用盐酸代替H2

13、s04和H2O2的混合液”，把还原剂H2O2去掉了，所以作为还原剂的只能为盐酸，盐酸被氧化生成CL,CL有毒，污染环境;(5)正极发生得电子的反应,C。的化合价降低，由Lii*CoC2生成LiCoCh化合价由+(3+x)降低到+3,降低了 x,故正极反应式为L ii,vCoO2+xe+xLi*=LiCoCh,由充电时电池负极反应式可知放电时负极反应式为Li4被氧化，故C错误；D.充电时，阳极发生氧化反应，LizMmCU失电子被氧化，故D错误.16.（2006年江苏卷）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。锂离子电池放电时的电极反应式为负极反应：CeLixb

14、=C eLi-+xLi+（CeLi表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）正极反应：Li-xM O 2+xLi+xe-=LiMO2（LiMCh表示含锂的过渡金属氧化物）7微信公众号C3H3 化学编辑下列有关说法正确的是A、锂离子电池充电时电池反应为C6Li+Li_XMO2=LiMO2+C6Li,_xB、电池反应中，锂、锌、银、铅各失去Im ol电子，金属锂所消耗的质量最大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C6Li x+xLi+xe=C6Li【答案】BD【解答】A 选项，根据放电时的电极反应式：负极反应：CeLixe-=C6Li x+xLi*（C（,Li表示锂原

15、子嵌入石墨形成复合材料）正极反应：Li xMO2+xLi+xe-=LiMO2（LiMCh表示含锂的过渡金属氧化物）可以写出电池放电的总反应为：C6Li+Li1_xMO2=C6Lii_x+LiMCh,充电和放电是逆过程，所以充电时电池反应为：LiMO2+C6Li_x=C6Li+Li!.XMO2,因此 A 选项错误。B 选项，根据四种金属的化合价可知：失 去 Im ol电子，消耗的锂、锌、银、铅的物质的量分别为lmol、0.5mol、Imok 0.5mol,然后乘以对应的金属的摩尔质量，可知B 选项正确。C 选项，离子的移动方向取决于电荷之间的相互作用，Li+带正电，电子通过外导线移到正极，所以正极带负电，正负电荷相互吸引，所以Li+向正极移到，因此，C 选项错误。D 选项，阴极反应是负极反应的逆方向，所以C6Lii-x+xLi+xe=C6Li正确。8