2014年高考化學(xué)題電化學(xué)收集3鋰電池.docx

2014年高考化學(xué)題電化學(xué)收集3鋰電池（2014全國(guó)新課標(biāo)2）122013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是Aa為電池的正極B電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D放電時(shí)，溶液中的Li+從b向a遷移【答案】C 【解析】根據(jù)題給裝置圖判斷，電極b是原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e- =Li+，電極a是原電池的正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i1-xMn2O4 +xLi+ +xe- = LiMn2O4。A、綜上所述，a是原電池的正極，A正確；B、根據(jù)正負(fù)極的電極反應(yīng)可知，電池放電總反應(yīng)為L(zhǎng)i1-xMn2O4+xLi=LiMn2O4電池充電總反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi，B正確；C、放電時(shí)，a極錳的化合價(jià)發(fā)生變化，Li的化合價(jià)沒(méi)有變化，C錯(cuò)誤；D、放電時(shí)，溶液中的Li+從b向a遷移，D正確。（2014天津）6已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)ixCLi1xCoO2CLiCoO2鋰硫電池的總反應(yīng)2LiSLi2S有關(guān)上述兩種電池說(shuō)法正確的是()A鋰離子電池放電時(shí)， Li向負(fù)極遷移B鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C理論上兩種電池的比能量相同D下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電【答案】B 【解析】1、根據(jù)題給裝置圖判斷，鋰離子電池電極反應(yīng)式如下：電極C是原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC-xe- =xLi+C電極LiCoO2是原電池的正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i1xCoO2+ xLi+ +xe- = LiCoO2。（與上一題電極反應(yīng)式書寫相似）2、鋰硫電池電極反應(yīng)式如下：電極Li是原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e- =Li+電極S是原電池的正極，電極反應(yīng)為S+ 2Li+ +2e- = Li2S。A、電池工作時(shí)，陽(yáng)離子(Li)向正極遷移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B、鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極上發(fā)生Li得電子生成Li的還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；C、兩種電池負(fù)極材料不同，故理論上兩種電池的比能量不相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D、根據(jù)電池總反應(yīng)知，生成碳的反應(yīng)是氧化反應(yīng)，因此碳電極作電池的負(fù)極，而鋰硫電池中單質(zhì)鋰作電池的負(fù)極，給電池充電時(shí)，電池負(fù)極應(yīng)接電源負(fù)極，即鋰硫電池的鋰電極應(yīng)與鋰離子電池的碳電極相連，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 （2014年海南）16（9分）鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4。溶于混合有機(jī)溶劑中，Li+通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?！窘馕觥侩姌Oa是原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e- =Li+，電極b是原電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2 +Li+ +e- = LiMnO2。2014年高考化學(xué)題電化學(xué)收集4鎳氫電池（2014年全國(guó)大綱）9右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種金屬氫化物鎳電池(MHNi電池)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是A放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOHH2OeNi(OH)2OHB電池的電解液可為KOH溶液C充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MHOHMH2OeDMH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高【答案】C【解析】鎳氫電池中主要為KOH作電解液，放電時(shí)負(fù)極：MHOHMH2Oe正極：NiOOHH2OeNi(OH)2OH，總反應(yīng)為MH+NiOOH=M+Ni(OH)2。充電時(shí)，陰極反應(yīng)：M+ H2Oe=MH+ OH，陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH)2+ OH= NiOOH+ H2Oe，總反應(yīng)為M+ Ni(OH)2=MH+ NiOOH；以上各式中M為金屬合金，MH為吸附了氫原子的儲(chǔ)氫合金。寫電極反應(yīng)式的關(guān)鍵是MH中M化合價(jià)是0，H化合價(jià)也是0，A、放電時(shí)，正極：NiOOH+H2O+e= Ni(OH)2+OH，故A正確；B、為了防止MH被氫離子氧化，鎳氫電池中電解液為堿性溶液，主要為KOH作電解液，故B正確；C、充電式，負(fù)極作陰極，陰極反應(yīng)為M+H2O+e=MH+OH，故C錯(cuò)誤；D、M為儲(chǔ)氫合金，MH為吸附了氫原子的儲(chǔ)氫合金，儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高，故D正確；（2014年浙江）11 鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型，NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金，該電池在充電過(guò)程中的總反應(yīng)方程式是Ni(OH)2M=NiOOHMH。已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO下列說(shuō)法正確的是()ANiMH電池放電過(guò)程中，正極的電極反應(yīng)式為NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB充電過(guò)程中OH從陽(yáng)極向陰極遷移C充電過(guò)程中陰極的電極反應(yīng)式：H2OMe=MHOH，H2O中的H被M還原DNiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液【解析】該電池在充電過(guò)程中的總反應(yīng)方程式是Ni(OH)2M=NiOOHMH。其放電時(shí)總反應(yīng)為MH+ NiOOH= M+ Ni(OH)2；負(fù)極：MHOHMH2Oe正極：NiOOHH2OeNi(OH)2OH，11A解析 放電時(shí)正極發(fā)生的是得電子的還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；充電時(shí)陰離子移向陽(yáng)極，B錯(cuò)項(xiàng)誤；充電時(shí)，被還原的是氫元素，生成的H2被儲(chǔ)氫合金M吸收起來(lái)，M不參與反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)?NiOOH NH3 H2OOH=6Ni(OH)2 NO，故NiMH電池中不可以同時(shí)使用KOH溶液、氨水，D項(xiàng)錯(cuò)誤。練習(xí)：某貯氫的鑭鎳合金、泡沫氧化鎳、氫氧化鉀溶液組成的鎳氫電池被用于制作原子鐘，反應(yīng)原理為：LaNi5H6+6NiO（OH）LaNi5+6NiO+6H2O寫出其放電時(shí)的電極反應(yīng)方程式 負(fù)極：LaNi5H6+6OH6eLaNi5+6H2O正極：6NiOOH6e6NiO6OH2014年高考化學(xué)題電化學(xué)收集2電解氯化亞鐵溶液（北京高考第28題）28（15分）用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的廢液，通過(guò)控制電壓電解得以再生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓（x）下電解pH=1的0.1mol/L的FeCl2溶液，研究廢液再生機(jī)理。記錄如下（a、b、c代表電壓數(shù)值）：序號(hào)電壓/V陽(yáng)極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物Ixa電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生有Fe3+、有Cl2IIaxb電極附近出現(xiàn)黃色，無(wú)氣泡產(chǎn)生有Fe3+、無(wú)Cl2IIIbx0無(wú)明顯變化無(wú)Fe3+、無(wú)Cl2（1）用KSCN檢驗(yàn)出Fe3+的現(xiàn)象是_。（2）I中，F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因可能是Cl在陽(yáng)極放電，生成的Cl2將Fe2+氧化。寫出有關(guān)反應(yīng)：_。（3）由II推測(cè)，F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因還可能是Fe2+在陽(yáng)極放電，原因是Fe2+具有_性。（4）II中雖未檢驗(yàn)出Cl2，但Cl在陽(yáng)極是否放電仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。電解pH=1的NaCl溶液做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，記錄如下：序號(hào)電壓/V陽(yáng)極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物IVaxc無(wú)明顯變化有Cl2Vcxb無(wú)明顯變化無(wú)Cl2NaCl的濃度是_mol/LIV中檢測(cè)Cl2的實(shí)驗(yàn)方法_。與II對(duì)比，得出的結(jié)論（寫出兩點(diǎn)）：_?！敬鸢浮浚?5分）（1）溶液變紅（2）2Cl -2e =Cl2 Cl2+2Fe2+=2Cl+2Fe3+（3）還原（4）0.2 取少量陽(yáng)極附近的溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán) 通過(guò)控制電壓，證實(shí)了產(chǎn)生Fe3的兩種原因都成立；通過(guò)控制電壓，驗(yàn)證了Fe2先于Cl放電【解析】這道題源于去年福建省、天津高考考查電解氯化亞鐵溶液。它們給的標(biāo)準(zhǔn)答案是2Fe2 + 2H 2Fe3 + H2。當(dāng)時(shí)我提出疑問(wèn)：2013年高考福建化學(xué)中考查到了氯化亞鐵溶液的電解（23題最后一問(wèn)），同時(shí)天津高考化學(xué)第9題也有涉及，電解氯化亞鐵溶液的電極反應(yīng)是如何寫的呢？解釋一：陰極：2H2e=H2 陽(yáng)極：Fe2e=Fe3總反應(yīng)為：2Fe2 + 2H=2Fe3 + H2因?yàn)镕e2的還原性強(qiáng)于Cl，所以陽(yáng)極Fe2放電，變成Fe3。解釋二：陰極：2H2e=H2 陽(yáng)極：2Cl2e= Cl22Fe2 + Cl2 =2Fe3 + 2Cl兩個(gè)反應(yīng)疊加得出陽(yáng)極反應(yīng)是Fe2e=Fe3因?yàn)殛庪x子流向陽(yáng)極，陽(yáng)極肯定是Cl放電，生成Cl2，Cl2再氧化Fe2變成Fe3。雖然它們