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1、 .锂离子电池及其它新型电池专题1.（2009浙江理综，12）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“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为： Li+2Li下列说法不正确的是A放电时，负极的电极反应式：Li-e=LiB充电时，Li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向负极移动答案D【解析】A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确；B项，反应逆向进行时。反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可
2、以与水反应，故应为非水材料，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错。2.（2009江苏单科，12） 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为：C放电过程中，从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下气体【标准答案】B【解析】A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错。【考点分析】原电池反应（反应原理、电极方
3、程式的书写、离子的移动方向）；有关化学方程式的计算。2.（2009天津，10，14分）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为 （用a、b 表示）。（2）负极反应式为。（3）电极表面镀铂粉的原因为 。（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2Li+H22LIH.LiH+H2O=LiOH+H2反应中的还原剂是，反应中的氧化剂是。已
4、知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80，则导线中通过电子的物质的量为 mol。 32【解析】本题考查电化学知识。（1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH。（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。（4）I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.H2O的H从+1降至H2中的
5、零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V=m/=207.9/0.82 10-3L=192.6810-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.6810-3L/224L=8.7110-4。20mol LiH可生成20mol H2，实际参加反应的H2为2080%=1.6mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以1.6molH2可转移3.2mol的电子。3.（2009四川理综，29，15分）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
6、：方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁(CH3COO) Fe、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它产物均以气体逸出。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晶态磷酸亚铁锂。在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子选移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：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）在方法一所发生的反应中
7、，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有、（填化学式）生成。（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为。（4）写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式：。（5）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。答案.（15分）（1）为了防止亚铁化合物被氧化 （2）COHONH3 （每空1分，共3分）（3）Fe+HP+Li+2eLiFePO4+2H+ （3分）（4） （3分）（5）FePO4+Li+e=LiFePO4 （3分）【解析】（1）亚铁离子具有强还原性，制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是为了防止亚铁化合物被氧化（2）将碳酸锂、
8、乙酸亚铁、磷酸二氢铵在800左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂、乙酸及其它产物均以气体逸出。根据题意和元素守恒，可得其他产物为：CO、HO和NH3 。（3）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。阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为Fe+HP+Li+2eLiFePO4+2H+ (4) M具有酯基，在碱性条件下可发生水解，M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式：【考点分析】氧化还原、电极方程式、有机化学方程式综合运用4(2009海南单科，15，9分) Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlC
9、l4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。 请回答下列问题： (1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ； (2)电池正极发生的电极反应为 ；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是 ，反应的化学方程式为 ； (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。答案（1）负极材料为Li（还原剂），Li e- = Li+（2）2SOCl2 + 4 e- = 4Cl- + S + SO2（3）出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2 + H2O = S
10、O2 + 2HCl（4）因为构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应，且SOCl2也与水反应【解析】分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂 ，SOCl2为氧化剂。（1）负极材料为Li（还原剂），Li e- = Li+ （2）负极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl2 + 4 e = 4Cl + S + SO2 （3）题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成。（4）因为构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应，且SOCl2也与水反应4、（08江苏卷）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的
11、电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是（ ）A充电时阳极反应：Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH-向正极移动解析：由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知，Ni(OH)2作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：Ni(OH)2e OH-=NiOOHH2O；Cd(OH)2作阴极，Cd(OH)22e =Cd2OH；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时，Cd作负极，Cd2e
12、2OH =Cd(OH)2，Cd周围的c(OH)下降，OH向负极移动。答案：A。5、(2008广东16)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：FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含U导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是A.可加入硫酸以提高电解质的导电性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减少D.放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e-=LiFePO4解析：16CD 解释： 放电时，负极：Li - e- =Li+，正极：FePO4 + Li+ + e- =
13、 LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4 - e- = FePO4 + Li+ 阴极：Li+ + e- = Li，所以易知C.D正确。若加入硫酸，与Li单质（固体）发生反应，所以A错；放电时，Li+应（正电荷）在电池内部（电解质中）向正极移动，故B错。16.一定条件下，电解较稀浓度的硫酸，其还原产物为双氧水，该原理可用于制取双氧水，其电解的化学方程式为：3H2O+ 3O2 =O3 + 3H2O 。下列有关说法正确的是（ ）CA、电解池的阳极生成双氧水，阴极生成臭氧B、电解池中硫酸溶液的pH保持不变C、产生臭氧的电极反应式为3H2O 6e = O3 + 6H+D、产生双氧水的电极反应式为2H2O 2e =H2O2 + 2H+6、一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li2CO3 和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为：2CO+ O2 = 2CO2 。则下列说法中正确的是（）CA、通CO的一极是电池的正极B、负极发生的电极反应是：O2 + 2CO2 + 4e = 2CO32C、负极发生的电极反应是：CO + 2CO32 2 e =2CO2 D、正极发生氧化反应7、用
