2020高考化学考点剖析 锂电池(原卷版)

1、考点锂电池瞄准高考（2018新课标III）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是放电时，多孔碳材料电极为负极放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移x充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1-）O2（2017课标III）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）o下列说法错误的是电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4电池工

2、作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越多（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（xv1）。下列关于该电池的说法不正确的是放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移放电时，负极的电极反应式为Li6-xe-=xLi+C6充电时，若转移1mole-,石墨C6电极将增重7xg充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+二r应试对策锂离子电池作为新型化学电源由于其比能量高、携带储存方便，一直是

3、世界各国电池企业研究热点，也一直是近几年高考关于二次电池考察的重点，由于其电池体系多样，题目有一定的难度，如何判断电极材料及书写电极反应式一直困扰着广大考生，现就锂离子电池的电极材料及方程式的书写方法总结如下：1、电极材料的判断：负极：锂以单质的形式：Li锂以原子形式镶嵌其中：LiAl、LiMnO2、LiC6、LiCo2等。正极：为其他不含锂的材料：S、Fe等。为含有锂的物质（LiMn2O4、Li0.35NiO2等）。2、解题方法：锂单质或镶嵌其中的物质作负极，另一含锂化合物作正极，电池工作时锂离子移向正极。电极方程式的书写：负极：锂单质放电Li=ITxLiXe=xLfLiAl-e=LHaIL

4、iMnO-e=LF-MnO；LiC-eLr+CeLiCQ02-e=LiCo02正极：为其他不含锂的材料（S、FeS）时，一般为这些物质得电子，然后和负极产生的锂离子结合生成新的物质。S+2e-+2Li+=Li2SFeS+2e-+2Li+=Li2S+Fe当正极为含锂的物质时（LiMn2O4、Li0.35NiO2），正极的锂看成是+1价的化合物，正极材料中的其他物质得到电子化合价降低，与负极产生的锂离子结合生成新的化合物：LiMn2O4+xe-+xLi+=Li1-xMn2O42Li0.35NiO2+e-+Li+=2Li0.85NiO2三r难点突破1、无水锂电池典例1（2018届湖北省宜昌市高三4月

5、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2Li+O2=Li2O2o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：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0.01mol电子，负极材料减重0.07gLi+LiO2+e-=Li2OC.电池工作时，正极反应可能经过两个过程：Li+O2+e-=LiO2D.电池充电时间越长，电池中Li2O2越多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，由该电池放电时，锂电极发

6、生了还原反应放电时，Li+向锂电极迁移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Li2O2-2e-=2Li+022、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。下列说法正确的是有机锁議固体电福水性电解液LiOH）Li+穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH溶液放电时，当外电路中有1mole-转移时，水性电解液离子总数增加NA应用该电池电镀铜，阴极质量增加64g,理论上将消耗11.2LO2放电时，负极反应式：Li

7、-e-+OH-=LiOH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有机电解液可以换成水性电解液放电时，外电路通过2mol电子，消耗氧气11.2L放电和充电时，Li+迁移方向相同电池充电时，在正极上发生的反应为4OH-4e-=O2f+2H2O3、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（2三X08）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

8、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放电时，内电路中Li+的移动方向为从a到bCAl2O3的作用是导电、隔离电极反应物充电时，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卫夏心代碗电总示言曲金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料充电时A电极为阴极，发生还原反应充电时B电极的反应:Li2S8-2e-=2Li+S8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

9、电解质流回A电极4、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=CaC屮Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是A.Ca为正极放电过程中，Li+向负极移动C.每转移0.2mol电子，理论上生成20.7gPbD.电池工作一段时间后，正极质量增大典例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

10、锂，正极的电极反应式为P2VPnI2+2e-+2Li+=P2VP（n-l）I2+2LiI。下列说法正确的是该电池放电时，锂电极发生还原反应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1.（甘肃省临夏市临夏中学2018-2019学年高二下学期第一次月考）锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式是Li+MnO2=LiMnO2。下列说法正确的是（）A.Li是负极，电极反应为Lie-=Li+B.Li是正极，电极反应为Li+e=Li

11、-C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-=MnO2-D.Li是负极，电极反应为Li2e-=Li2+2.电动汽车以锂电池提供动力，锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技某锂电池的电池反应为：xLi+Li3-xNiCoMnO=Li3NiCoMnO6，下列说法正确的是)该电池的充、放电过程互为可逆反应放电时，电池的负极反应为Li-e-=Li+放电过程中，Li+向电池的负极移动该电池可以采用醋酸、乙醇等作为电解质溶液（河南省天一大联考2017届高中毕业班阶段性测试四）新型夹心层石墨烯锂硫二次电池的工作原理放电可表示为16Li+xS88Li2Sx,其放电时的工作原理如图所示，下列有关该电池的说法正确

12、的是电池充电时X为电源负极放电时，正极上可发生反应：2Li+Li2S4+2e-=2Li2S2充电时，没生成1molS8转移0.2mol电子离子交换膜只能通过阳离子，并防止电子通过（北京市中国人民大学附属中学2019届高三考前热身练习）高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。放电原理如下：（l-x）LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。列说法不正确的是（）放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi+xe-=xLiFePO4放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极充电时，阴极电极反应式：xL

13、i+xe-+nC=LixCn充电时，Li+向左移动（湖南省长沙市雅礼中学2019届高三下学期一模理科综合）科学工作者研发了一种SUNCAT的系统，借助锂循环可持续，合成其原理如图所示。下列说法不正确的是过程I得到的Li3N的电子式为A.过程II生成W的反应为Li3N+3H2O=3LiOH+NH3T过程III涉及的阳极反应为4OH-4e-=O2f+2H2O过程I、II、III均为氧化还原反应（河南省新乡市2019届高三第三次模拟测试）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-KC1混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，此时硫酸铅电极处

14、生成Pb。下列有关说法正确的是HI环UCI-KC1UJ-I输出电能时，外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极放电时电解质LiCl-KCl中的Li楠钙电极区迁移电池总反应为Ca+PbSO4+2LiCl=Pb+Li2SO4+CaCl2每转移0.2mol电子，理论上消耗42.5gLiCl（山东省滨州市2019届高三第二次模拟）国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li+电池体系,原理示意图如下。该体系正极采用含有I-、Li+的水溶液，负极采用固体有机聚合物，电解质溶液采用LiNO3溶液，聚合物阳离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔丹已知二在水溶液中呈黄色）。下列有关判断正确的是左图是原电池工作原理

15、图放电时，Li+从右向左通过聚合物离子交换膜放电时，正极区电解质溶液的颜色变深充电时，阴极的电极反应式为:（山东省临沂市2019年普通高考模拟考试二模）将可传递Li+的醚类作电解质，电池的总反应为匚-工+2Lr我国科学家发明了一种可固氮”的锂-氮二次电池,=-下列说法正确的是A.固氮时，锂电极发生还原反应脱氮时，钉复合电极的电极反应：2Li3N-6e-=6Li+N2T固氮时，外电路中电子由钉复合电极流向锂电极脱氮时，Li+向钉复合电极迁移（四川省成都市2019届高三下学期第三次诊断性检测）已知某高能锂离子电池的总反应为：2Li+FeS=Fe+Li2S，电解液为含LiPF6.SO（CH3）2的有

16、机溶液（Li+可自由通过）。某小组以该电池为电源电解废水并获得单质镍，工作原理如图所示。XY砥棒f1町筋口】辛漩j氮盅予响下列分析正确的是A.该锂离子电池正极反应为FeS+2Li+2e-=Fe+Li2SB.X与电池的Li电极相连电解过程中c（BaC12）保持不变D.若去掉阳离子膜将左右两室合并，则X电极的反应不变（河北省示范性高中2019届高三4月联考）一铜空气燃料电池是一种“高容量、低成本”的新型电池该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”“产生电力，其中放电过程为2Li+CuO+HO=2Cu+2Li+2OH-。下22列说法不正确的是OHf帆W!訥f电解质体电蔭水搐躍电馨虽A.通空气时，铜腐蚀表面

17、产生Cu2O放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移动放电时，负极的电极反应式为CuO+HO+2e-=2Cu+2OH-22整个过程中，铜相当于催化剂（河南省洛阳市2019届高三第四次模拟考试）以石墨负极（C）、LiFePO4正极组成的锂离子电池的工作原理如图所示（实际上正负极材料是紧贴在锂离子导体膜两边的）充放电时，Li+在正极材料上脱嵌或嵌入，随之在石墨中发生了LixC6生成与解离。下列说法正确的是I.who弼石ibJ畔顷侨液锂离子导电膜应有保护成品电池安全性的作用该电池工作过程中Fe元素化合价没有发生变化放电时，负极材料上的反应为6C+xLi+xe-=LixC6放电时，正极材料上的反应为Li

18、FePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+（辽宁省葫芦岛协作校2019届高三下学期第二次模拟考试）一种新型的“电池的正极采用含有I-、Li+的水溶液，负极采用固体有机聚合物用An，（Ali）n表示,电解质溶液采用LiNO3溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开（原理示意图如图）。已知含I3-的溶液呈棕黄色，下列有关判断正确的是喲甲*An图甲是原电池工作原理图，图乙是电池充电原理图放电时，正极液态电解质溶液的颜色变浅c放电时，no3从右向左通过聚合物离子交换膜D.放电时，负极的电极反应式为:(ALi)+2ne-=An+2nLi+2（安徽省淮北宿州2019届高三第二次模拟

19、考试）一种新型锂离子电池的工作原理如图所示，其中a极区含有Li+、I-、I3-等离子的水溶液，电极b是一种固态有机聚合物。下列说法不正确的是充电时，a极区I3-的浓度增大充电时，电极b与外接电源的负极连接放电时，电极a可能发生反应I3-+2e-=3I-放电时，外电路中每转移0.1mol电子，电极b增重0.7g（福建省南平市2019届普通高中毕业班第二次综合质量检查）国内最新研究，实现CO2的固定和储能的多功能电化学反应装置，如图所示。该装置充放电过程并不完全可逆，即充电过程C不参与反应。放电过程反应方程式为：4Li+3CO2=2Li2CO3+C,下列叙述正确的是放电过程正极反应式为4Li+3CO2+4e=2Li2CO3+C若放电过程转移电子物质的量为0.2mol,理论上可以固定C的质量为1.2g充电过程B电极为阴极，发生氧化反应可用LiC