歷年高考化學(xué)鋰(離子)電池試題匯編

2006-2019年高考化學(xué)鋰（離子）電池試題匯編（2018全國卷IH,11）一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時，Ch與Li+在多孔碳材料電極處生成（X=O或1）。下列說法正確的是A.放電時，多孔碳材料電極為負(fù)極B.放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極爭孔碳材料非水電解質(zhì)/高聚物隔膜C.充電時，電解質(zhì)溶液中爭孔碳材料非水電解質(zhì)/高聚物隔膜D.充電時，電池總反應(yīng)為口2。2.產(chǎn)2口+（1—06x）02【答案】D【解析】由題意知，放電時負(fù)極反應(yīng)為Li——=口~,正極反應(yīng)為（2—x）C）2+4Li*+4-=2U2。2-式x=0或1）,電池總反應(yīng)為（Lfo2+2Li=口2。2,該電池放電時，金屬鋰為負(fù)極，多孔碳材料為正極，A項(xiàng)錯誤;該電池放電時，外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極，B項(xiàng)錯誤：該電池放電時，電解質(zhì)溶液中的Li卡向多孔碳材料區(qū)遷移，充電時電解質(zhì)溶液中的向鋰材料區(qū)遷移，C項(xiàng)錯誤；充電時電池總反應(yīng)為口2。2x=2Li+(l—)02>D項(xiàng)正確。空氣有機(jī)電解質(zhì)V.固體電解質(zhì)膜,電解質(zhì)水溶液-■（2018浙江卷，17）鋰（Li）—空氣電池的工作原理如圖所示下列說法不正碘的是A.金屬鋰作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.Li+通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移動C.正極的電極反應(yīng)：Ch+4e—=2。2—D.電池總反應(yīng)：4Li+O2+2H2O=4LiOH【答案】C【解空氣有機(jī)電解質(zhì)V.固體電解質(zhì)膜,電解質(zhì)水溶液-■確。正極浸在電解質(zhì)水溶液中，故正極反應(yīng)為：Ch+4e+2H2O=4OH-C錯誤：電池總反應(yīng)4Li+O2+2H2O=4LiOH,D正確。（2017全國HI.11）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的Sg材料，電池反應(yīng)為16Li+xS8==8Li2s式2人8）。下列說法錯誤的是（）A.電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2s6+2Li++2e^=3Li2S4B.電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時間越長，電池中Li2s2的量越多【答案】D【解析】原電池工作時，正極發(fā)生一系列得電子的還原反應(yīng)，即：Li2s8-Li2s6TLi2s4TLi2s2,其中可能有2Li2s6+2Li++2e-=3Li2s4，A項(xiàng)正確：該電池工作時，每轉(zhuǎn)移0.02mol電子，負(fù)極有0.02molLi（質(zhì)量為0.14g）被氧化為Li+,則負(fù)極質(zhì)量減少0.14g,B項(xiàng)正確；石墨烯能導(dǎo)電，利用石墨烯作電極，可提高電極a的導(dǎo)電性，C項(xiàng)正確；充電過程中，Li2s2的量逐漸減少，當(dāng)電池充滿電時，相當(dāng)于達(dá)到平衡狀態(tài)，電池中Li2s2的量趨于不變，故不是電池充電時間越長，電池中Li2s2的量越多，D項(xiàng)錯誤。（2016四川.9）某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應(yīng)為：Lii-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6（x<1）?下列關(guān)于該電池的說法不正確的是A.放電時，Li+在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B.放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LixC6-xe-=xLi++C6C.充電時，若轉(zhuǎn)移1mole-,石墨C6電極將增重7xgD.充電時，陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2-xe=Lii“CoO2+xLi+【答案】C【解析】該電池放電時是原電池，帶正電荷的陽離子向正極移動，放電時負(fù)極失去電子，電極反應(yīng)式為Li*C6—xe"=xLi'+C&>A、B項(xiàng)正確；充電時是電解池，陰極石墨《6）發(fā)生還原反應(yīng)：xLi'+C6+xe=LitC6.若轉(zhuǎn)移1mol電子，則石墨C6電極增重7g,陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為LiCoO2-xe--Lii..vCoO2+xLi+,C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確。（2014海南.16）鋰錦電池的體積小、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)LiClOs溶于混合有機(jī)溶劑中，Li+通過電解質(zhì)遷移入MnCh晶格中，生成LiMnCh?；卮鹣铝袉栴}：（1）外電路的電流方向是由極流向極。（填字母）石―@一由（2）電池正極反應(yīng)式為 。 LiCloJLi4MnO,（3）是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？（填“是”混合有機(jī)~溶劑或“否”），原因是OMnCh可與KOH和KCICh，在高溫下反應(yīng)，生成KzMnCU,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnCh的物質(zhì)的量之比為?！敬鸢浮浚?）b；aMnCh+e+Li+=LiMnCh(3)否；Li能與水反應(yīng)

(4)3MnO2+KClCh+6KOH-直選3K2M11O4+KCI+3H2。；2:1（2014?新課標(biāo)全國卷II,12）2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯C.放電時，aC.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=LiiMn2O4+xLiD.放電時，溶液中Li卡從b向a遷移【答案】C【解析】圖示所給出的是原電池裝置。A項(xiàng)，由圖示分析，金屬鋰易失電子，由原電池原理可知，含有鋰的-端為原電池的負(fù)極，即b為負(fù)極，a為正極，正確；B項(xiàng)，電池充電時為電解池，反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，放電時，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)的是Mn元素，鋰元素的化合價沒有變化，不正確；D項(xiàng)，放電時為原電池，Li+為陽離子，應(yīng)向正極（a極）遷移，正確。充電7.（2014?天津理綜，6）已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為LirC+Li—CoCh書而^C+LiCoCh充電鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li+S、小"Li2s有關(guān)上述兩種電池說法正確的是（）A.鋰離子電池放電時，Li+向負(fù)極遷移B.鋰硫電池充電時，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C彳解％LiCoO?Li彳解％SFlill【答案】B【解析】鋰離子電池放電時，為原電池，陽離子Li+移向正極，A錯誤；鋰硫電池充電時，為電解池，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)生成Li,B正確；電池的比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的多少,兩種電池材料不同，顯然其比能量不同，C錯誤：由圖可知，鋰離子電池的電極材料為C和LiCoCh，應(yīng)為該電池放電完全所得產(chǎn)物，而鋰硫電池的電極材料為Li和S,應(yīng)為該電池充電完全所得產(chǎn)物，故此時應(yīng)為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程，D錯誤。8.（2013課標(biāo)全國1,27）（15分）鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鉆酸鋰（LiCoCh）、導(dǎo)電劑乙煥黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe--LivC6o現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。

廢I日鋰一放電一正極思于由?iL處窺堿浸tNaOH溶液一濾液一國H用C歌H)廢I日鋰一放電一正極思于由?iL處窺堿浸tNaOH溶液有機(jī)相一再生利用水相(CoSO,溶液)T有機(jī)相一再生利用水相(CoSO,溶液)T里鉆I過濾1~匚NthHCOi溶液濾渣CoCCh固體回答下列問題：(l)LiCoO2中,Co元素的化合價為o(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。(3)“酸浸”?般在80。(3下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式 ；可用鹽酸代替H2s04和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是.(4)寫出“沉鉆”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?(5)充放電過程中，發(fā)生LiCoCh與Li/CoCh之間的轉(zhuǎn)化,寫出放電時電池反應(yīng)方程式。(6)上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是o在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有 (填化學(xué)式)o【答案】(1)+3(2)2A1+2OH+6H2O—2[Al(OH)4]+3H2t(3)2LiCoO2+3H2sO4+H2O2AU2so4+2COSO4+O2T+4H2O2H2O292H2O+O2T有氯氣生成，污染較大(4)CoSO4+2NH4HCO3-CoCO3|+(NH4)2SO4+H2O+CO2t(5)Lii-xCoO2+Li.tC6-LiCoO：+6C(6)Li+從負(fù)極中脫出，經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進(jìn)入正極材料中Al(0H)3、CoCCh、Li2sO4【解析】(2)正極材料中含有與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的Al;(3)LiCoCh經(jīng)酸浸生成CoSO4,Co化合價由+3降低為+2,化合價升高的只能為HzCh.HzCh中的O化合價由-1升高為0,生成02,據(jù)此配平即可;注意題干中有對溫度的要求,可知H2O2會發(fā)生分解;抓住信息“用鹽酸代替H2s04和H2O2的混合液''，把還原劑H2O2去掉了，所以作為還原劑的只能為鹽酸，鹽酸被氧化生成Cb,C12有毒，污染環(huán)境;(5)正極發(fā)生得電子的反應(yīng),C。的化合價降低，由LijCoCh生成LiCoCh化合價由+(3+x)降低到+3,降低了x,故正極反應(yīng)式為Lii*CoO2+xe-+xLi+——LiCoO2,由充電時電池負(fù)極反應(yīng)式可知放電時負(fù)極反應(yīng)式為LivC6-xe—6C+xLi+,兩電極反應(yīng)式相加可得電池反應(yīng)式;(6)注意信息”有利于鋰在正極的回收''結(jié)合原電池的工作原理，陽離子向正極移動即可分析;沉淀有Al(0H)3、CoCCh,水相為Li2s。4溶液，可知回收的金屬化合物。9.(2013?新課標(biāo)全國卷II,11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCb和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是(

NaAICl,多孔Ni/NiCb

鈉離子導(dǎo)體液體金屬鈉HNaAICl,多孔Ni/NiCb

鈉離子導(dǎo)體液體金屬鈉H鋼殼TA.電池反應(yīng)中有NaCl生成C.正極反應(yīng)為NiCh+2e=Ni+2clB.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價鋁離子D.鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動【答案】B【解析】結(jié)合蓄電池裝置圖，利用原電池原理分析相關(guān)問題。A項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Na-e-==Na+,正極反應(yīng)為NiCL+2e-==Ni+2C「，故電池反應(yīng)中有NaCl生成；B項(xiàng)，電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價鍥離子；C項(xiàng)，正極上NiCL發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為NiCb+2e=Ni+2C「；D項(xiàng)，鈉在負(fù)極失電子，被氧化生成Na+,Na+通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動。10.（2013?安徽理綜，10）熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KC1混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2s。4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是（）B.放電過程中，Li+向負(fù)極移動C.每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD.常溫時，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉(zhuǎn)【答案】D【解析】正極應(yīng)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；放電時為原電池，陽離子移向正極，B錯誤；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，根據(jù)電子守恒，應(yīng)生成0.05molPb,質(zhì)量為10.35g,C錯誤；常溫下，電解質(zhì)不能熔融形成自由移動的離子，所以不能導(dǎo)電，故指針不偏轉(zhuǎn)，D正確。（2011年福建卷）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是A.水既是氧化劑又是溶劑 B.放電時正極上有氫氣生成C.放電時0H-向正極移動 D.總反應(yīng)為2Li+2H2O=2LiOH+H2T【答案】C【解析】由于Li屬于堿金屬，化學(xué)性質(zhì)活潑，金屬性大于鐵，所以，該電池的總電極反應(yīng)由題意可知：2Li+2H2O=2LiOH+H2t，負(fù)極：Li,正極：鋼板。負(fù)極反應(yīng)為：Li-e-=Li+,放電時，OH一向負(fù)極移動，故C選項(xiàng)不正確。（2009年浙江卷）市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池放申反應(yīng)式為：Li+2Li0.35NiO2■2Li0.85NiO2o下列說法不正確的是A.放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e-=Li+B.充電時，Lio/NiCh既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D.放電過程中Li.向負(fù)極移動【答案】D【解析】A項(xiàng)，Li從零價升至正價，失去電子，作為負(fù)極，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)逆向進(jìn)行時。反應(yīng)物只有一種,故化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，正確：C項(xiàng)，由于Li可以與水反應(yīng)，故應(yīng)為非水材料，正確；D項(xiàng)，原電池中陽離子應(yīng)遷移至正極失電子，故錯。（2008廣東卷16）LiFePCh電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動汽車。電池反應(yīng)為：FePO4+Li===LiFePCh，電池的正極材料是LiFePCh,負(fù)極材料是石墨，含Li+導(dǎo)電固體允電為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePCh電池說法正確的是（）A、可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性B、放電時電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動C、充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增加D、放電時電池正極反應(yīng)為：FePO4+Li++e-=LiFePO4【答案】C、D【解析】放電時，負(fù)極：Li—e-=Li+,正極：FePO4+Li++e=LiFePO4；充電時，陽極：LiFePCh-e-==FePCh+Li+陰極：Li++e-==Li,所以易知C.D正確。若加入硫酸，與Li單質(zhì)（固體）發(fā)生反應(yīng)，所以A錯；放電時，Li+應(yīng)（正電荷）在電池內(nèi)部（電解質(zhì)中）向正極移動，故B錯。（2007年天津13）天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鉆（LiCoO?）,充電時，LiCoCh中的Li被氧化，Li+遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳（C6）中，以充電、LiCe表水。電池反應(yīng)為：LiCoC）2+C61（：——CoO2+LiC6下列說法正確的是A、充電時，電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6—e—=Li++C6B、放電時，電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li++e—=LiCoO?C、按酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D、鋰離子電池的比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）低【答案】B【解析】A、充電時，電池的負(fù)極和陰極相連，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故A錯誤；B、放電時，電池的正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，CoO2+Li++e=LiCoO2.故B正確：C、由于單質(zhì)鋰較活潑，易與醇以及撥酸類物質(zhì)反應(yīng)而變質(zhì)，電解質(zhì)不能含有醇和陵酸，故C錯誤.D、鋰離子電池的比能量高，故D錯誤.故選B.（2006年廣東卷）某可充電的鋰離子電池以LiMmO4為正極，嵌入鋰的碳材料為負(fù)極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時的電池反應(yīng)為：Li++LiMmO4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是A、放電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)B、放電時，正極反應(yīng)為：Li++LiMn2O4+e-=Li2Mn2C>4C、充電時，LiMmCU發(fā)生氧化反應(yīng)D、充電時，陽極反應(yīng)為：Li++e==Li【答案】B【解答】解：A.由總反應(yīng)式可知，放電時，Mn元素化合價降低，LiMmO’發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯誤；B.正極LiMmCh得電子被還原，電極反應(yīng)式為Li++LiMn2O4+e*Li2Mn2O4,故B正確；C.充電時，反應(yīng)向左進(jìn)行，LizMmCh被氧化，故C錯誤；D.充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，LizMmCh失電子被氧化，故D錯誤.16.（2006年江蘇卷）鋰離子電池已經(jīng)成為新一