跨模块融合命题2　电化学＋晶胞结构的融合

跨模块融合命题2电化学＋晶胞结构的融合01.研真题

明确考向02.模拟练

提升考能内容索引01.研真题明确考向【真题】(2025·云南卷)(Li0.45La0.85)ScO3是优良的固态电解质材料，Ce4+取代部分La3+后产生空位，可提升Li+传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(O2－未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是(

)A．每个晶胞中O2－个数为12B．该晶胞在yz平面的投影为C．Ce4+取代后，该电解质的化学式为(Li0.45La0.85－yCey)ScO3D．若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等答案：C

Ce4+

取代La3+后，Li+数目减小并产生空位，因此，根据化合价的代数和为0可知，取代后该电解质的化学式为(Li0.45－yLa0.85－yCey)ScO3，C错误；Li+与电子所带的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中内电路和外电路通过的电量相等，因此，若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等，D正确。【高考动向】电池充、放电过程中常常存在电极材料晶胞的变化，近几年的高考试题中出现了以晶胞结构为素材的电化学试题。在新教材、新高考改革趋势下，这种晶胞结构知识与其他知识模块的融合考查将成为命题热点。另外，物质结构与反应机理相结合的试题也出现在近几年的高考中，考查的反应机理多为有机反应，一是因为有机反应机理研究的比较成熟，二是因为可以加强有机化学知识和综合能力的考查，此类试题信息量大，考查考生快速提取信息、灵活解决问题的能力。02.模拟练提升考能1.(2025·江苏南通调研)磷酸铁锂电池具有循环稳定性好的优点，其原理如题图甲所示。放电时Li+嵌入Li1－xFePO4(0＜x≤1)形成LiFePO4。M为某种Li1－xFePO4的晶胞(如题图乙所示)，其中O围绕单个Fe、P分别形成正八面体(A)和正四面体(B)，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列有关说法正确的是(

)A．Li1－xFePO4中x＝0.75B．晶胞M中Fe2+与Fe3+的个数比为3∶1C．聚合物隔膜是阴离子交换膜D．充电时，X电极应与直流电源的正极相连答案：B

在LiFePO4中Fe为＋2价，在Li1－xFePO4中，设Fe2+个数为a，Fe3+个数为b，则a＋b＝4，根据化合物中各元素化合价代数和为0，可得3×1＋2a＋3b＝12，解得a＝3，b＝1，所以Fe2+与Fe3+的个数比为3∶1，B正确；放电时Li+从X电极移向Y电极，所以聚合物隔膜是阳离子交换膜，允许Li+通过，C错误；放电时X电极上LixC6失电子，X为负极，充电时，X电极应与直流电源的负极相连，D错误。

2．(2025·四川成都三模)水溶液锌电池(图甲)的电极材料是研究热点之一，一种在晶体MnO空位中嵌入Zn2+的电极材料充、放电过程如图乙所示(除中心空位外，其他空位未画出)。已知：(1)充、放电过程中，晶体中O2－的个数不变；(2)嵌入的Zn2+位于晶胞面上。下列叙述中正确的是(

)A．该电极材料在锌电池中作负极B．①为MnO活化过程，其中Mn的价态可能不变C．②代表电池放电过程D．③中1mol晶体转移的电子数为0.2mol答案：C

3．(2025·浙江浙东北联盟三模)LiCoO2是锂离子电池正极材料，晶体中O围绕Co形成八面体，八面体共棱形成层状空间结构，与Li+层交替排列。在充、放电过程中，Co(Ⅲ)与Co(Ⅳ)相互转化，Li+在层间脱出或嵌入，晶胞组成变化如图所示。

答案：B

4．(2025·山东东营三模)LiMn2O4为尖晶石型锰系锂离子电池材料，其晶胞由8个立方单元组成，这8个立方单元可分为A、B两种类型。电池充电过程的总反应可表示为LiMn2O4＋C6―→Li1－xMn2O4＋LixC6。已知：充、放电前后晶体中Mn的化合价只有＋3价、＋4价，分别表示为Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)。下列说法不正确的是(

)A．每个LiMn2O4晶胞中含有8个Li+B．B立方单元中Mn、O原子个数比为1∶2C．放电时，正极的电极反应式为Li1－xMn2O4＋xLi+＋xe－===LiMn2O4D．若x＝0.6，则充电后材料中Mn(Ⅲ)与Mn(Ⅳ)的个数比为1∶4答案：B

若x＝0.6，则充电后材料的化学式为Li0.4Mn2O4，设晶体中Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)的个数分别为a、b，则a＋b＝2①