2019高考化学 难点剖析 专题42 锂电池讲解.doc

专题42 锂电池一、高考题再现1（2017课标）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2x8）。下列说法错误的是A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越多【答案】D2（2016四川）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是A放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi+ C6C充电时，若转移1 mol e-，石墨C6电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+【答案】C【解析】A、放电时，阳离子在电解质中向正极移动，故正确；B、放电时，负极失去电子，故正确；C、充电时，若转移1 mol电子，则石墨电极上溶解1/x mol C6，电极质量减少，故错误；D、充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反应，故正确。二、考点突破1、无水锂电池典例1（2018届湖北省宜昌市高三4月调研考试）锂-空气电池的工作原理如图所示。其中多孔电极材料选用纳米多孔金时， 该电池表现出良好的循环性能。电池反应为： 2LiO2Li2O2。 下列说法错误A 该电池的电解液常用锂盐的有机溶液B 电池工作时，外电路中流过 0.01 mol 电子，负极材料减重 0.07gC 电池工作时，正极反应可能经过两个过程： Li+O2eLiO2 Li+LiO2eLi2O2D 电池充电时间越长，电池中 Li2O2越多【答案】D典例2（2018届吉林市普通中学高中毕业班第三次调研测试）锂-空气电池是一种新型的二次电池，由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望。其放电时的工作原理如右图所示。下列说法正确的是A 该电池放电时，锂电极发生了还原反应B 放电时，Li向锂电极迁移C 电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等D 充电时，电池阳极的反应式为Li2O2 2e2LiO2【答案】D【解析】A. 该电池放电时，锂电极做负极，发生了氧化反应，A错；B. 放电时，Li向正极迁移即向Li2O2极移动，B错；C. 金属锂会与稀盐酸发生反应，C错； D. 充电时，电池y阳极的反应式为Li2O2 2e2LiO2， D正确。2、一边是水溶液，一边是有机电解液典例3（2018年辽宁省葫芦岛市普通高中高三第二次模拟考试）新型锂-空气电池具有能量密度高的优点，可以用作新能源汽车的电源，其结构如图所示，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是A Li+穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH溶液B 放电时，当外电路中有1 mol e转移时，水性电解液离子总数增加NAC 应用该电池电镀铜，阴极质量增加64 g，理论上将消耗11.2 L O2D 放电时，负极反应式：LieOHLiOH【答案】A典例4（2018届山西省高三第一次模拟考试）正在研发的锂空气电池能量密度高、成本低，可作为未来电动汽车的动力源，其工作原理如图。下列有关该电池的说法正确的是A 有机电解液可以换成水性电解液B 放电时，外电路通过2 mol 电子，消耗氧气11.2 LC 放电和充电时，Li+迁移方向相同D 电池充电时，在正极上发生的反应为4OH-4e-= O2+2H2O【答案】D3、固体电解质典例5（2018年山东省聊城市高三一模）锂液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂Li2Sx(2x8)分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li+)为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是A 该电池比钠一液态多硫电池的比能量高B 放电时，内电路中Li+的移动方向为从a到bC Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物D 充电时，外电路中通过0.2mol电子，阳极区单质硫的质量增加3.2g【答案】D【解析】锂液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，所以该电池比钠一液态多硫电池的比能量高，A正确；放电时，Na失电子发生氧化反应,所以a作负极、b作正极，电解质中阳离子锂离子向正极b移动，B正确；Al2O3为离子化合物，在该电池中作用是导电、隔离电极反应物，C正确；充电时，阳极反应为SX2-2e-=xS，外电路中通过0.2mol电子，阳极生成单质硫的质量为0.1x，由于2x8，质量为6.4-25.6 g之间，D错误。典例6（2018届广东省韶关市高三4月模拟考试二模）某手机电池采用了石墨烯电池，可充电5分钟，通话2小时。一种石墨烯锂硫电池(2Li+S8=Li2S8)工作原理示意图如图。下列有关该电池说法不正确的是A 金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料B 充电时A电极为阴极，发生还原反应C 充电时B电极的反应:Li2S8-2e-=2Li+S8D 手机使用时电子从A电极经过手机电路版流向B电极，再经过电池电解质流回A电极【答案】D4、熔融电解质典例7（陕西省榆林市2018届高考模拟第一次测试）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是A Ca为正极 B 放电过程中，Li+向负极移动C 每转移0.2mol电子,理论上生成20.7gPb D 电池工作一段时间后，正极质量增大【答案】C典例8（2018届辽宁省重点高中协作校高三第三次模拟考试）锂碘电池的正极材料是聚2-乙烯吡啶(简写为P2VP)和I2的复合物，电解质是熔融薄膜状的碘化锂，正极的电极反应式为P2VPnI2+2e-+2Li+=P2VP(n-1)I2+2LiI。下列说法正确的是A 该电池放电时，锂电极发生还原反应B 该电池发生的总反应为2Li+P2VPnI2=P2VP(n-1)I2+2LiIC P2VP和I2的复合物是绝缘体，不能导电D 该电池工作时，碘离子移向正极【答案】B【解析】A项，锂碘电池中Li为负极，锂电极发生氧化反应，负极电极反应式为Li-e-=Li+，A错误；B项，将正、负极电极反应式相加得电池总反应：2Li+P2VPnI2=P2VP（n-1）I2+2LiI，B正确；C项，正极材料是聚2-乙烯吡啶（简写为P2VP）和I2的复合物，电极材料必须能导电，C错误；D项，该电池工作时，阴离子移向负极，碘离子移向负极，D错误。