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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：NiO 2放电0.85 NiO 2Li+2Li0.352Li充电下列说法不正确 的是Li-e=LiA放电时，负极的电极反应式：B充电时， Li 0.85 NiO 2 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
2、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：C6H 12O6 +6H 2O-24e - =6CO 2+24H +C放电过程中， H+ 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CO2气体22.4 L【标准答案】 B6【解析】 A 项，高温条件下微生物会变性
3、，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）
4、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+H 22LIH .LiH+H 2O=LiOH+H2反应中的还原剂是，反应中的氧化剂是。1已知 LiH 固体密度为0.82g/cm 3。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
5、化成电能。总反应为 2H2 +O =2H O，其中 H 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222一极，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.H 2O的 H从+1 降至 H 中的零价，作氧化剂。由反应I ，当吸收 10molH2时，则生成 20molLiH ， V=m/2=20 7.9/0.82 10-3L=192.68 10-3L。 V(LiH)/v(H 2)= 192.68 10-3L/224L=8.71 1
6、0-4 。20mol LiH 可生成 20mol H2，实际参加反应的H2 为 20 80%=1.6mol， 1molH2 转化成 1molH2O，转移 2mol 电子，所以 1.6molH 2 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（ LiFePO 4）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(CH 3COO) 2 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
7、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，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：2。（
8、 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）CO 2H 2 ONH3（每空 1 分，共 3 分）（3）Fe+H 2 P O4 +Li +2e LiFePO 4+2H +（ 3 分）（4）（3 分）（5）FePO4+Li +e=LiFePO 4（ 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、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。
9、根据题意和元素守恒，可得其他产物为：CO 2、 H 2 O和 NH 3 。（ 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+H 2 P O4 +Li +2e LiFePO 4+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-SOCl 2 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LiAlCl 4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2
10、SOCl 2 = 4LiCl +S +SO 2。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)SOCl 2 易挥发，实验室中常用NaOH 溶液吸收 SOCl 2，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。3答案（ 1）负极材料为Li （还原剂）， Li e- = Li +（ 2） 2SOCl 2 + 4 e- = 4Cl - + S + SO2（3）出现白雾，有刺激性气体生成SOCl 2 + H 2O = SO 2 + 2HCl
11、 （4）因为构成电池的两个主要成份Li 能和氧气水反应，且SOCl 2 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），Lie- = Li +（2）负极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl+S+SO22 + 4 e= 4Cl（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SOCl 2 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
12、电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行： Cd + 2NiOOH + 2H 2OCd(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：- = NiOOH + H 2ONi(OH) 2 e + OHB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：NiOOH H 2O； Cd(OH) 2 作阴极，Ni(OH) 2 e OH-=Cd(OH)2Cd2OH；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时， Cd 作负2e
