高考化学一轮复习 电化学 专题01 锂电池练习.docx

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高考化学一轮复习电化学专题01锂电池练习

专题01锂电池

1．锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如图所示。

电池反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。

电池工作时，下列说法错误的是（）

A.金属锂作负极

B.电子从锂电极经导线流向镍电极

C.海水作为电解质溶液

D.可将电能转化为化学能

【答案】D

2．某科研小组公司开发了Li-SO2Cl2军用电池，其示意图如下图所示，已知电池总反应为：

2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑。

下列叙述中错误的是

A.电池工作时负极材料是Li，发生氧化反应

B.电池工作时电子流向：

锂电极→导线→负载→碳棒

C.电池工作时，外电路流过0.2mol电子，标准状况下生成4.48L气体

D.电池工作过程中，石墨电极反应式为SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑

【答案】C

【解析】根据电池的总反应：

2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑。

得到单质锂在反应中失电子化合价升高，所以单质锂是该电池的负极，发生失电子的氧化反应，选项A正确。

锂电极为负极，所以电子从锂电极流出，经导线、负载，到达石墨电极，选项B正确。

总反应的电子转移数为2e-，所以转移电子是生成的SO2气体的2倍，外电路流过0.2mol电子，标准状况下生成2.24L（0.1mol）气体，选项C错误。

石墨电极是反应的正极，正极上是SO2Cl2得电子，转化为SO2和Cl-，方程式为：

SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑，选项D正确。

3．下图是采用新能源储能器件将CO2转化为固体产物，实现CO2的固定和储能灵活应用的装置。

储能器件使用的Li-CO2电池组成为钌电极/CO2-饱和LiClO4-DMSO电解液/锂片。

下列说法正确的是

A.Li-CO2电池电解液由LiClO4和DMSO溶于水得到

B.CO2的固定中，每转移8mole-，生成3mol气体

C.过程Ⅱ中电能转化为化学能

D.过程Ⅰ的钌电极的电极反应式为2Li2CO3+C-4e-=4Li++3CO2↑

【答案】D

4．中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性、能折叠的可充电锂空气电池如下图1，电池的工作原理如下图2。

下列有关说法正确的是

A.放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极

B.开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源负极

C.放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极

D.充电时，阳极的电极反应式为：

Li2O2+2e-=O2↑+2Li+

【答案】B

5．锂电池的构造如图所示，电池内部“→”表示放电时Li＋的迁移方向，电池总反应可表示为：

Li1－xCoO2＋LixC6

LiCoO2＋6C，下列说法错误的是（）

A.该电池的负极为LiCoO2

B.充电时Li＋向C电极电极移动

C.充电时的阴极反应：

Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2

D.外电路上的“→”表示放电时的电子流向

【答案】B

【解析】试题分析：

由Li＋的迁移方向可知，LiCoO2电极为负极，C电极为正极。

A.该电池的负极为LiCoO2，A正确；B.充电时Li＋迁移方向与放电时相反应，所以充电时Li＋向LiCoO2电极移动，B不正确；C.充电时的阴极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，C正确；D.外电路上的“→”表示放电时的电子流向，D正确。

本题选B。

6．近几年科学家发明了一种新型可控电池一一锂水电池，工作原理如图所示。

下列有关说法不正确的是

A.电极a的材料是LiB.电极b上发生还原反应，气体N是氢气

C.消耗锂的质量为14g时，产生22.4L气体ND.该装置是一次电池

【答案】C

7．锂空气电池放电时的工作原理如图所示。

下列叙述正确的是

A.放电时Li＋由B极向A极移动

B.电池放电时总反应方程式为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH

C.电解液a、b之间可采用阴离子交换膜

D.电解液a可能为LiCl水溶液

【答案】B

【解析】A、在原电池中，A是负极，B是正极，阳离子由负极向正极移动，即由A极向B极移动，故A错误；B、原电池放电反应为自发地氧化还原反应，即4Li+O2+2H2O=4LiOH，故B正确；C、根据图示，LiOH由正极区流出，说明电解液a、b之间可采用阳离子交换膜，故C错误；D、金属锂可以和水发生反应，电解质中不能含有水，故D错误；故选B。

8．锂—铜空气燃料电池（如图）容量高、成本低，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＋Cu2O＋H2O＝2Cu＋2Li+＋2OH-，下列说法错误的是

A.整个反应过程中，氧化剂为O2

B.放电时，正极的电极反应式为：

Cu2O＋H2O＋2e-＝2Cu＋2OH-

C.放电时，当电路中通过0.1mol电子的电量时，有0.1molLi+透过固体电解质向Cu极移动，有标准状况下1.12L氧气参与反应

D.通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O

【答案】C

9．锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。

工作原理示意图如下，下列叙述正确的是

A.该电池工作时Li+向负极移动

B.Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液

C.电池充电时间越长，电池中Li2O含量越多

D.电池工作时，正极可发生:

2Li++O2+2e-=Li2O2

【答案】D

【解析】原电池中，阳离子应该向正极移动，选项A错误。

单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解质溶液不能使用任何水溶液，选项B错误。

电池充电的时候应该将放电的反应倒过来，所以将正极反应逆向进行，正极上的Li应该逐渐减少，所以电池充电时间越长，Li2O含量越多应该越少，选项C错误。

题目给出正极反应为：

xLi++O2+xe-=LixO2，所以当x=2的时候反应为：

2Li++O2+2e-=Li2O2，所以选项D正确。

10．Li-Cu-空气燃料电池的原理示意如图，电池通入空气腐蚀铜电极而产生正极反应物Cu2O。

下列有关说法正确的是

A.电池工作时，正极上有金属锂析出

B.电池工作时,负极区溶液中c（OH-）增大

C.电池放电过程中的总反应为:

2Cu+2Li++2OH-=2Li+Cu2O+H2O

D.停止通入空气一段时间，电池将停止放电

【答案】D

11．一种新型的“锂-呼吸CO2电化学装置”的结构如下图所示，下列说法正确的是

A.该装置可由电能转变为化学能

B.利用该技术可减少温室气体CO2的排放

C.正极的电极反应为：

C2O42--2e-=2CO2

D.每生成10.2gLi2C2O4，有0.2molLi+从正极迁移至负极

【答案】B

【解析】由图可知，该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4，锂是负极，锂失电子被氧化生成Li+；正极上CO2被还原为C2O42-，所以利用该技术可减少温室气体CO2的排放。

Li+从负极移向正极。

综上所述，B正确，本题选B.

12．金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。

它无电时也无需充电,用作燃料电池时,可更换正极的水性电解液和卡盒以及负极的金属锂就可以连续使用,分离出的氢氧化锂可采用电解其熔融物法回收锂而循环使用。

其工作示意图见图，下列说法不正确的是

A.放电时,负极的电极反应式为Li-e-=Li+

B.熔融的氢氧化锂用惰性电极电解再生时，金属锂在阴极得到

C.有机电解液可以是乙醇等无水有机物

D.放电时，正极的电极反应式为：

2H2O+O2+4e-=4OH-

【答案】C

13．锂空气电池充放电基本原理如图所示，下列说法不正确的是

A.充电时，锂离子向阴极移动

B.充电时阴极电极反应式为Li＋＋e－===Li

C.放电时正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－

D.负极区的有机电解液可以换成水性电解液

【答案】D

14．某科研小组公司开发了Li-SO2Cl2军用电池，其示意图如图所示，已知电池反应为：

2Li+SO2Cl2＝2LiCl+SO2↑。

下列叙述中错误的是

A.电池工作时负极材料是Li，发生氧化反应

B.将电解质溶液改为LiCl的水溶液，电池性能会更好

C.电池工作时电子流向：

锂电极→导线→负载→碳棒

D.电池工作过程中，石墨电极反应式为SO2Cl2+2e−=2Cl−+SO2↑

【答案】B

【解析】电池工作时负极材料是Li，失电子发生氧化反应，故A正确；

锂与水能反应，不能将电解质溶液改为LiCl的水溶液，故B错误；

电池工作时电子有负极流向正极，故C正确；电池工作过程中，石墨是正极，电极反应式为

SO2Cl2+2e−=2Cl−+SO2↑，故D正确。

15．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1mole－转移时，水性电解液离子总数增加NA

C.应用该电池电镀铜，阴极质量增加64g，理论上将消耗11.2LO2

D.放电时，负极反应式：

Li－e－＋OH－＝LiOH

【答案】A

16．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P2VP·nI2+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+P2VP·nI2=P2VP·（n-1）I2+2LiI

C.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】分析：

锂碘电池中Li为负极，负极电极反应式为Li-e-=Li+，正、负极电极反应式相加得电池总反应，电极材料必须能导电，原电池工作时，阴离子向负极移动。

详解：

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项错误；B项，将正、负极电极反应式相加得电池总反应：

2Li+P2VP·nI2=P2VP·（n-1）I2+2LiI，B项正确；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项错误；D项，该电池工作时，阴离子移向负极，碘离子移向负极，D项错误；答案选B。

17．在新型储能体系，可充电锂二氧化碳电池被称为“可呼吸电池2.0”,该电池的总反应式为:

Li+CO2+O2

Li2CO3（未配平）.其工作原理如下图所示（放电时产生的碳酸锂固体储存于碳纳米管中,TEGDME是一种有机溶剂）。

下列说法中正确的是

A.放电时,CO2发生还原反应

B.若有1.12L.CO2参与反应,则有0.2mol电子发生转移

C.放电时，Li+从右向左移动

D.充电时,阳极反应为2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+

【答案】D

18．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，电池正极的反应式为Li2O2-2e-=2Li++O2

【答案】D

19．我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16Li+S8

8Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是（）

A.充电时，电能转化为化学能

B.放电时，锂离子向正极移动

C.放电时，1molLi2S6转化为Li2S4得到2mole-

D.充电时，阳极总电极反应式是8S2--16e-=S8

【答案】C

【解析】A.充电时，是电解池，是电能转化为化学能，故A正确；B.放电时，是原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，因此锂离子向正极移动，故B正确；C.根据图示，放电时，1molLi2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S6+2Li=3Li2S4，反应中2molLi2S6得到2mole-，即1molLi2S6得到1mole-，故C错误；D.根据16Li+S8

8Li2S，充电时，阳极总电极反应式是8S2--16e-=S8，故D正确；故选C。

20．一种Cu-Li可充电电池的工作原理如图所示，其中非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开。

下列说法正确的是（）

A.陶瓷片允许水分子通过

B.电池放电时，N极发生氧化反应

C.电池充电时，阴极反应为Li++e-=Li

D.电池充电时，接线柱B应与外接直流电源的负极相连

【答案】C

21．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：

2Li＋O2＝Li2O2。

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0.01mol电子，负极材料减重0.07g

C.电池工作时，正极反应可能经过两个过程：

Li+＋O2＋e－＝LiO2Li+＋LiO2＋e－＝Li2O2

D.电池充电时间越长，电池中Li2O2越多

【答案】D

22．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++S8

D.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】D

【解析】A、单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多，则得到的电能越多，能量越高，Li是所有金属元素中原子量最小的金属，所以金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料，故A正确；B、原电池中阳离子向正极移动，由图可知，做电源时，B为正极，A为负极，负极发生失电子的氧化反应；反过来，充电时负极为阴极，发生还原反应，故B正确；C、B电极上S8得电子生成Li2S8，则B电极的反应：

2Li++S8+2e-═Li2S8，故C正确；D、电子只能在电极和导线中移动，电子不能在电解质溶液中移动，故D错误；故选D。

23．某锂离子电池工作原理如下图所示，电池反应为：

Li1－xCoO2＋LixC

LiCoO2＋C。

下列说法不正确的是

A.放电时，电子从b极经用电器流向a极

B.放电时，若转移1mole－，碳材料将增重7g

C.充电时，锂离子通过隔膜进入右室

D.充电时，a极反应：

LiCoO2－xe－=Li1-xCoO2＋xLi+

【答案】B

24．新型液态金属Li-Sb电池具有优良的动力传输特性，工作原理如图所示，该电池的两极及电解液被分成3层（熔融Li和Sb可互溶）。

下列说法正确的是

A.电池放电时Li为正极

B.将Li换成Na会提高该电池的比能量

C.该电池充电时阳极金属的总质量不变

D.在Sb电极中常掺入Pb，目的是降低该电池工作温度

【答案】D

【解析】电池放电时Li为负极，A项错误；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，将Li换成Na会降低该电池的比能量，B项错误；当电池放电时，上层的锂金属失去电子，成为锂离子，移到中层的盐层，而盐层中的锂离子，则会吸收电子，渐渐跑到铅锑混合物所在的最下层，若开始充电，最底层的锂金属会往上熔回盐层的过程中，熔融Li和Sb可互溶，故该电池充电时阳极金属的总质量发生改变，C项错误；将正极金属Sb和低熔点金属进行合金化来降低熔点，从而降低电池的工作温度，D项正确。

25．锂一铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。

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+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，下列说法不正确的是

A.该电池负极不能用水溶液作为电解质

B.放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移动

C.通空气时铜被腐蚀，表面产生Cu2O

D.放电时，正极的电极反应式为：

O2+2H2O+4e-═4OH-

【答案】D

26．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≤x≤8）]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b

C.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

27．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2mol电子，消耗氧气11.2L

C.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】D

【解析】A.因Li和水可以发生反应，所以不能将有机电解液换成水性电解液，故A错误；B.因未说明气体是否处于标准状况，所以无法计算氧气的体积，故B错误；C.放电时Li+移向正极，充电时Li+移向阴极（即放电时的负极），移动方向不同，故C错误；D.充电时，电池的正极为充电时的阳极，电极反应式为：

4OH－－4e－=O2↑+2H2O，故D正确；答案选D。

28．在固态金属氧化物燃料电解池中，以H2—CO混合气体为燃料，基本原理如右图所示。

下列说法不正确的是

A.Y极是原电池的正极，发生还原反应

B.负极的电极反应式是：

H2－2eˉ＋O2ˉ＝H2OCO－2eˉ＋O2ˉ＝CO2

C.总反应可表示为：

H2＋CO＋O2＝H2O＋CO2

D.同温同压下两极消耗的气体的体积之比是1︰1

【答案】D

29．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（2≤x≤8）。

下列说法正确的是

A.电池工作时，负极可发生反应：

2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

B.电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越多

C.电解质中加入硫酸能增强导电性

D.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

【答案】D

【解析】A、由装置图可知，电池工作时Li+向a极移动，则a极为正极，b极为负极，结合电池反应为16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8），负极Li的反应式为Li-e-=Li+，所以A错误；B、由总反应可知正极依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应，当充电时，将进行逆向转化，所以充电时间越长，电池中Li2S2量越少，故B错误；C、加入硫酸，将与负极材料Li作用，从而减弱电路的导电性，故C错误；D、该电池的负极反应Li-e-=Li+，所以当电路中流过0.02mol电子，负极消耗Li的物质的量为0.02mol，其质量为0.14g，所以D正确。

本题正确答案为D。

30．2017年12月，华为宣布:

利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2

C6+LiCoO2，其工作原理如图所示。

下列关于该电池的说法不正确的是

A.该电池若用隔膜可选用质子交换膜

B.石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度

C.充电时，LiCoO2极发生的电极反应为:

LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+

D.废旧的该电池进行“放电处理”让Li+从石墨烯中脱出而有利于回收

【答案】A

31．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（2≤x≤8）。

下列说法错误的是

A.电池工作时，正极可发生反应：

2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4

B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

C.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Li2S2的量越多

【答案】D

32．近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀现象产生电力，整个反应过程中，铜相当于催化剂，装置如图所示。

下列说法不正确的是

A.放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移动

B.放电时，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-

C.空气的作用是把铜表面氧化为Cu2O

D.锂电极减轻1.4g时，至少需通入空气约5.6L（标准状况下）

【答案】B

【解析】A、放电属于电池，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，根据装置图，Li为负极，Cu为正极，即H＋向Cu极移动，故A说法正确；B、根据装置图和题中信息，正极是Cu2O＋2e－＋H2O=2Cu＋2OH－，故B说法错误；C、根据装置图，空气的作用是把Cu表面氧化为Cu2O，故C说法正确；D、根据4Li～4e－～O2，消耗氧气物质的量为1.4/（7×4）mol=0.05mol，消耗空气的体积为0.05×22.4/20%L=5.6L，故D说法正确。

33．一种锂铜可充电电池，工作原理如图。

在该电池中，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开。

下列说法不正确的是

A.陶瓷片允许Li+通过，不允许水分子通过

B.放电时，N为电池的正极

C.充电时，阴极反应为：

Li++e-=Li

D.充电时，接线柱A应与外接电源的正极相连

【答案】D

34．锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如下图所示。

下列说法正确的是

A.电解液中，Li+由多孔电极迁移向锂电极

B.该电池放电时，负极发生了还原反应

C.充电时，电池正极的反应式为Li2O2=2Li++O2↑+2e-

D.电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等

【答案】C

【解析】A.锂电极作负极，多孔电极作正极，电解液中，阳离子移向阴极，所以Li+由锂电极迁移向多孔电极，故A错误；B.该电池放电时，负极发生了氧化反应，故B错误；C.充电时，电池正极的反应式为Li2O2=2Li++O2↑+2e-，故C正确；D.金属钾与稀盐酸发生反应，所以电池中的电解液不可以是稀盐酸，故D错误。

故选C。

35．锂-液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属银、熔融硫和多硫化锂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。

下列关于其说法错误的是

A.放电时，电极B为正极

B.充电时内电路中Li+的移