1、不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考高考必考題鋰離子電池習(xí)題匯總材料:實(shí)際上是一種鋰離子濃差二次電池(充電電池)，正負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成。它主要依靠在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)；放電時(shí)則相反Li+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極，正極處于富鋰態(tài)在充放電過程中，負(fù)極材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不變。因此，從充放電反應(yīng)的可逆性看，反應(yīng)是一種理想的。目前，用作鋰離子電池的正極材料是和錳的離子嵌入化合物，負(fù)極材料是鋰離子嵌入碳化

2、合物，常用的碳材料有和等。國內(nèi)外已商品化的鋰電池正極是LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O2，負(fù)極是層狀鋰離子電池：鋰系電池分為和鋰離子電池。手機(jī)和使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品1、某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4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(shí)的電池反應(yīng)為：晌伽204叫伽204。下列說法正確的是()A.放電時(shí)，LiMOq發(fā)生氧化反應(yīng)B.放電時(shí)，正極反應(yīng)為：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C.充電時(shí)，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)D.充電時(shí)，陽極反應(yīng)為：Li+e-=Li2、(2014

3、天津6)已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC+Li(1-x)CoO2=C+LiCoO2鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li+S=Li2S有關(guān)上述兩種電池說法電解質(zhì)電解質(zhì)正確的是()電解質(zhì)電解質(zhì)LiCoO.Li鋰離子電池放電時(shí)，Li+向負(fù)極遷移LiCoO.Li鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)理論上兩種電池的比能量相同右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電3、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(LiCoO2),充電時(shí)LiCoO2中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，226僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人參考不得用于商業(yè)用途不得用

4、于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途LiCoCh-H.兗電、CoCh+LiCs以LiC6表示。電池反應(yīng)為，下列說法正確的是（）充電時(shí)，電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6-e-Li+C6放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li+e-LiCoO2羧酸、醇等含活潑氫氣的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)鋰離子電池的比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）低4、（雙選）鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實(shí)用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)：C6Li-xe-=C6Lil+xLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料）TOC o 1-5 h z661-x6正極反應(yīng)：LiMO+x

5、Li+xe-=LiMO（LiMO表示含鋰的過渡金屬氧化物）1-x222下列有關(guān)說法正確的是（）A.鋰離子電池充電時(shí)電池反應(yīng)為CLi+Li=MOLiMO+CLi,61-x2261-x電池反應(yīng)中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1mol電子，金屬鋰所消耗的質(zhì)量最小鋰離子電池放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動D.鋰離子電池充電時(shí)陰極反應(yīng)為C6Li1+xLi+xe-=C6Li61-x65、某種聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為LilxCoO2+LixC6=6C+LiCoO2lx2x62其電池如圖所示。下列說法不正確的是（）放電時(shí)，LiC6發(fā)生氧化反應(yīng)x6充電時(shí)，Li+通過陽離子交換膜從左向右移動充電時(shí)，將電池的負(fù)極與外接

6、電源的負(fù)極相連D.放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為LiCoO+xLi+xe-=LiCoO,lx226、鋰離子電池因其工作電壓高（36V）、無污染等優(yōu)點(diǎn)倍受市場青睞。最常見的一種鋰離子電池工作原理是：C6+LiCoO2花屯LiiCoO2+LiC6下列有關(guān)這種鋰離子電池的說法621x2x6錯(cuò)誤的是電池內(nèi)部運(yùn)載電荷的是Li+B.負(fù)極材料是填充了金屬鋰的石墨（LiC6）x6C.鋰離子電池電解質(zhì)溶液是Li+鹽的水溶液D.放電時(shí)的正極反應(yīng)為LiCoO+xLi+xe=LiCoO,1x227、（2014全國新課標(biāo)2）2013年3月我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。Li快離子導(dǎo)悴廉合料電解質(zhì)Li快離子導(dǎo)悴

7、廉合料電解質(zhì)A.a為電池的正極電池充電反應(yīng)為LiMnO=LiMnO+xLi241-x24放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化放電時(shí)，溶液中的Li+從b向a遷移8、（雙選）LiFePO4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4反應(yīng)為：FePO4+LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，444含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是（）4可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少放電時(shí)電池正極反應(yīng)為：FePO+Li+e-=LiFePO“449、Li-Al/FeS電池是一種正在開

8、發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：2Li+FeS+2eLi2S+Fe有關(guān)該電池的下列敘述中正確的是（）該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeSLi2S+FeLi-Al在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價(jià)為+1價(jià)C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Al-3eAI3+DLi-Al/FeS電池是一種一次性電池10、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(shí)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(shí)正極上有氫氣生成C.放電時(shí)0H-向正極移動D.總反應(yīng)為：2Li+2H2O=2LiOH+H2水11、

9、新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位?？捎米鞴?jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下：方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵（CH3-COO）2Fe、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在80OC左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時(shí)生成的乙酸及其它產(chǎn)物均以氣體逸出。方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800C左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。在鋰離子電池中，需要一種有機(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰離ooIIIICHooII

10、IICHZ=C-C-OCH2CH2O-c-och3的結(jié)構(gòu)簡式如下：請回答下列問題1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。其原因是（2）在方法一所發(fā)生的反應(yīng)中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有、（填化學(xué)式）生成（3）在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為（4）寫出M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：（5）已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為12、（2014海南卷16）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LiLiClO4絡(luò)合有機(jī)溶劑Much理如圖所示，其中電解質(zhì)LiCIO4。溶于混合有機(jī)溶劑中，

11、Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}：2）電池正極反應(yīng)式為（1）外電路的電流方向是由極流向2）電池正極反應(yīng)式為3）是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？（填“是”或“否”），原因是“no?可與KOH和Ke在高溫下反應(yīng)，生成K2MnO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為244213、（2013年課標(biāo)卷I）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鈷酸鋰（LiCoO2）、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi+xe-=LiC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材

12、料中的某些金屬資源（部分條件x6未給出）。f正戰(zhàn)科徨*過総Lf正戰(zhàn)科徨*過総L刊杭HI一矗叩-靜用回答下列問題：（1）LiCoO2中，Co元素的化合價(jià)為_（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程（3）“酸浸一般在80C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TOC o 1-5 h z可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是。2422_（4）寫出“沉鈷”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LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式21-x2（6）上述工藝中，放電處理有利于鋰在正極的回收，其原因。在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化

13、合物有（填化學(xué)式）。14、廢舊鋰離子電池的正極材料（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可用于回收鈷、鋰,工藝流程如下：（1）在上述溶解過程中，S2O32-被氧化成SO42-，LiCoO2在溶解過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為還原產(chǎn)物是（2）在上述除雜過程中，通入空氣的作用是廢渣的主要成分是（3）沉淀鉆和“沉淀鋰”的離子方程式分別為（4）除了廢渣可以回收利用外，本工藝還可回收的副產(chǎn)品是15、Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCI2-NH4Cl混合溶液。224（1）該電池的負(fù)極材料是。電池工作時(shí)，電子流向（填“正極”或“負(fù)極”）。（2）若ZnCI2-NH4CI混合溶液中含有雜質(zhì)Cu

14、2+，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是。欲除去Cu2+，最好選用下列試劑中的（填代號）a.NaOHb.Znc.Fed.NHyO（3）MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陽極的電極反應(yīng)式24是。若電解電路中通過2mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為g16.2014.北京卷用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的廢液，通過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/LFeCl2溶液，研究廢液再生機(jī)理。記錄如下(a、b、c代表電壓值)：序號電壓/V陽極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物Ix2a電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生有Fe3+、有Cl2IIax2b電極

15、附近出現(xiàn)黃色，無氣泡產(chǎn)生有Fe3+、無Cl2IIIbx0無明顯變化無Fe3+、無Cl2(1)用KSCN溶液檢驗(yàn)出Fe3+的現(xiàn)象是I中，F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因還可能是Cl-在陽極放電，生成的Cl2將Fe2+氧化。寫出有關(guān)TOC o 1-5 h z反應(yīng)的離子方程式：。由II推測，F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因還可能是Fe2+在陽極放電。原因是Fe2+具有性。11中雖未檢驗(yàn)出Cl2，但C卜在陽極是否放電仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。電解pH=1的NaCl溶液做對照實(shí)驗(yàn)，記錄如下：序號電壓/V陽極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物ax2c無明顯變化有Cl2Vcx2b無明顯變化無Cl2TOC o 1-5 h zNaC1溶液的濃度是mol/L。W中檢驗(yàn)

16、Cl2的實(shí)驗(yàn)方法：。與II對比，得出的結(jié)論(寫出兩點(diǎn))。參考答案：1、試題分析：本題主要考查原電池及電解池的工作原理。所給電池放電時(shí)金屬鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A不正確，正極反應(yīng)：Li+LiMn2O4+e-=口:皿譏，B正確，充電時(shí)，陽極發(fā)僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途生氧化反應(yīng)，LiMn204應(yīng)為還原產(chǎn)物，顯然C不正確，又由充電時(shí)Li2Mn2O4為反應(yīng)物，故D24224不正確，故本題答案為B2、B3、試題分析：原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。充電

17、相當(dāng)于是電解池，放電相當(dāng)于是原電池。充電時(shí)，電池的負(fù)極和電源的負(fù)極相連，做陰極得到電子，電極反應(yīng)式應(yīng)該是LiH+C6+e-=LiC6,A不正確；放電時(shí)，正極得到電子，B正確；Li是活潑的金屬，能和羧酸、醇發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣，所以不能用羧酸、醇等含活潑氫氣的有機(jī)物作鋰離子電池的電解質(zhì)，C不正確；Li的相對原子質(zhì)量小，鋰離子電池的比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）高，D不正確，答案選B。4、試題分析：由題目所給的放電時(shí)的電極反應(yīng)知電池反應(yīng)為C6Li+LiiMO2=LiMO2+C6Lii，61-x2261-x充電反應(yīng)為放電反應(yīng)的逆反應(yīng)，A不正確；比較這些金屬失去1mol電子時(shí)所對應(yīng)質(zhì)量知B選項(xiàng)正確；在電

18、池放電時(shí)電池內(nèi)部的陰離子向電源負(fù)極移動，C不正確；在鋰電池充電時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成鋰的單質(zhì)，結(jié)合其存在形式知D正確，所以答案選BD。5、B6、C7、C8、CD9、A10、C11、（1）為了防止亞鐵化合物被氧化（2）CO；HO；NH（3）Fe+HPO-+Li+-2e-=LiFePO+2H+223244（4）（5）FePO+Li+e-=LiFePO4412、ba（2）MnO2+e-+Li+=LiMnO2;否電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)；（4）3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O;2:1.試題分析：（1）外電路的電流方向是由正極b流向負(fù)極a。（2）在電池正極b上發(fā)生

19、的電極反應(yīng)式為MnO2+e-+Li+=LiMnO2;（3）由于負(fù)極材料Li是活潑的金屬，能夠與水發(fā)生反應(yīng)，所以不可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。（4）根據(jù)題意結(jié)合原子守恒、電子守恒可得方程式：3MnO+KClO+6KOH=3KMnO+Ka+3HO;KMnO在酸性溶液中歧化，生成KMnO和MnO232422442根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)等于電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目可知：每轉(zhuǎn)移2mol的電子，產(chǎn)生1mol的MnO2、2molKMnOo所以生成KMnO和MnO.的物質(zhì)的量之比為2:1.442不得用于商業(yè)用途13、(1)+3(2)2AI+2OH-+6H2O=2AI(0H)-4+3H2個(gè)2LiCoO+3HSO+H.O.

20、LiSO+2CoSO+O個(gè)+4HO22422244222H2O22H2O+O2個(gè)；有氯氣生成，污染較大。CoSO+2NHHCO=CoCO1+(NH)SO+CO個(gè)+HO443342422(5)LiCoO+LiC=LiCoO+6C1-x2x62(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AI(OH)3、C0CO3、Li2SO4試題分析：(1)根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則，LiCoO2中Li為+1價(jià)，O為-2價(jià),iCo元素的化合價(jià)為+3。(2)根據(jù)工藝流程和相關(guān)產(chǎn)物可知，鋰離子電池正極材料中只有鋁箔與氫氧化鈉反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2AI+2OH-+6H2O=2AI(OH)-4+3

21、H2個(gè)。根據(jù)“酸浸”的反應(yīng)物和反應(yīng)條件，發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2個(gè)+4H2O,H2O2自身發(fā)生分解反應(yīng)，2H2O22H2O+O2個(gè)；LiCoO2具有較強(qiáng)的氧化性，用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，氯氣生成，污染較大。根據(jù)“沉鉆過程中反應(yīng)物和產(chǎn)物，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式CoSO4+2NH4HCO3=CoCO344333(nh4)2so4+co2個(gè)+h2o。充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，放電時(shí)負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為21-x2LiC-xe-=6C+xLi+，正極LiCoO+xe-=LiC

22、oO+xLi+，電池總反應(yīng)方程式LiCoO+LiC=x61-x221-x2x6LiCoO2+6C。進(jìn)行放電處理時(shí)，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，有利于鋰在正極的回收。根據(jù)整個(gè)工藝流程的化學(xué)反應(yīng)原理，可回收到的金屬化合物有ai(oh)3、CoCO3、Li2SO4三種TOC o 1-5 h z14、答案：(1)8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+1IH2OCoSO4將Fe2+氧化成Fe3+A1(OH)3和Fe(OH)3Co2+2OH-=Co(OH)I2Li+CO2-=LiCOI(4)NaSO,23231g24分析：

23、(1)通過題給信息可知LiCoO2與Na2S2O3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)為8LiCoO+NaSO+11HSO1=4LiSO1+8CoSO+NaSO+11HO，氧化劑對應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物；22232444242鋁離子、亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)分別生成氫氧化鋁、氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定易被氧化生成氫氧化鐵；氫氧化鈉和鈷離子反應(yīng)生成氫氧化鈷沉淀，碳酸鈉和鋰離子反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀；根據(jù)溶液中的溶質(zhì)判斷.解答：解：(1)正極材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，加入稀H2SO4、Na2S2O3,S2O/-22422323被氧化成SO42-,具有還原性，正極材料中只有LiCoO2具有氧化性

24、，與反應(yīng)Na2S2O3反應(yīng)生成CoSO，反應(yīng)化學(xué)方程式為：8LiCoO+NaSO+11HSO=4LiSO1+8CoSO+NaSO+11H0,4222324244242該反應(yīng)中還原產(chǎn)物是CoSO4，故答案為：48LiCOO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8COSO4+Na2SO4+11H20,CS04；弱酸性條件下，鋁離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，但氫氧化亞鐵不穩(wěn)定易被氧氣氧化生成氫氧化鐵沉淀，所以廢渣的成分是氫氧化鋁和氫氧化鐵，通入空氣的作用是將亞鐵離子氧化生成鐵離子而除去，故答案為：將Fe2+氧化成Fe3+；A1(OH)3和Fe(OH)3；根據(jù)流程圖知，鈷離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鈷沉淀，離子方程式為：Co2+2OH-=Co(OH)20,碳酸根離子和鋰離子反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀，離子方程式為：2Li+CO32_=Li2CO3l，故答案為：Co2+2OH-=Co(OH)21；2Li+CO32-=Li2CO3C；稀硫酸和氫氧化鈉、硫代硫酸鈉反應(yīng)都生成硫酸鈉，且硫酸鈉是可溶性的，所以溶液中存在硫酸鈉，則還可以得到副產(chǎn)物Na2SO4,故答案為：Na2SO4242415、(1)Zn(或鋅)；正極(2)鋅與還原出的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕；b(2)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；8