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材料:锂离子电池事实上是一种锂离子浓差二次电池(充电电池),正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构成。它重要依托锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间来回嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,通过电解质嵌入负极,负极处在富锂状态,正极处在贫锂态;放电时则相反,Li+从负极脱嵌,通过电解质嵌入正极,正极处在富锂态
在充放电过程中,负极材料的化学构造基本不变。因此,从充放电反映的可逆性看,锂离子电池反映是一种抱负的可逆反映。目前,用作锂离子电池的正极材料是过渡金属和锰的离子嵌入化合物,负极材料是锂离子嵌入碳化合物,常用的碳材料有石油焦和石墨等。国内外已商品化的锂电池正极是LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O2,负极是层状石墨
锂离子电池:锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,一般人们俗称其为锂电池,而真正的锂电池由于危险性大,很少应用于平常电子产品
1、某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反映为:Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法对的的是( )
,LiMn2O4发生氧化反映 ,正极反映为:Li++LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4
,LiMn2O4发生氧化反映 ,阳极反映为:Li++e-=Li
2、(天津6)已知:锂离子电池的总反映为:LixC+Li(1-x)CoO2=C+LiCoO2锂硫电池的总反映为:2Li+S=Li2S有关上述两种电池说法对的的是 ()
,Li+向负极迁移
,锂电极发生还原反映

3、天津是国内研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钻(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表达。电池反映为,下列说法对的的是( )
,电池的负极反映为LiC6-e-Li+C6
,电池的正极反映为CoO2+Li++e-LiCoO2
、醇等含活泼氢气的有机物可用作锂离子电池的电解质
(单位质量释放的能量)低
4、(双选)锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反映式为
负极反映:C6Li-xe-==C6Li1-x+xLi+(C6Li表达锂原子嵌入石墨形成的复合材料)ﻫ正极反映:Li1-xMO2+xLi++xe-==LiMO2(LiMO2表达含锂的过渡金属氧化物)ﻫ下列有关说法对的的是( )
+Li1-x==MO2LiMO2+C6Li1-x
,锂、锌、银、铅各失去1mol电子,金属锂所消耗的质量最小
+向负极移动
-x+xLi++xe-=C6Li
5、某种聚合物锂离子电池放电时的反映为Lil-xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2,其电池如图所示。下列说法不对的的是 ( )
,LixC6发生氧化反映
,Li+通过阳离子互换膜从左向右移动
,将电池的负极与外接电源的负极相连
,电池的正极反映为Lil-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
6、锂离子电池因其工作电压高()、无污染等长处倍受市场青睐。最常用的一种锂离子电池工作原理是:C6+LiCoO2 Li1—xCoO2 +LixC6下列有关这种锂离子电池的说法错误的是
+ (LixC6)
+盐的水溶液
—xCoO2 +xLi+ + xe— =LiCoO2
7、(全国新课标2)3月国内科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列论述错误的是()

=Li1-xMn2O4+xLi
,a极锂的化合价发生变化
,溶液中的Li+从b向a迁移
8、(双选)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境和谐等长处,可用于电动汽车。电池反映为:FePO4+Li LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法对的的是 ( )

+,电池正极材料的质量减少
:FePO4+Li++e-==LiFePO4
9、Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反映式为:
2Li++FeS+2e-═Li2S+Fe有关该电池的下列论述中对的的是( )
:2Li+FeS═Li2S+Fe
-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
:Al-3e-═Al3+
-Al/FeS电池是一种一次性电池
10、研究人员研制出一种锂水电池,,以LiOH为电解质,()

-向正极移动 :2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
11、新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备措施如下:
措施一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3-COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充足研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同步生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。ﻫ措施二:将一定浓度的磷酸二氢铵、***化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀通过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子移动的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表达)的构造简式如下:
请回答问题
(1)上述两种措施制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其因素是__________________________________________________________
(2)在措施一所发生的反映中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,尚有_______、_______、______(填化学式)生成
(3)在措施二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反映式为____________________
(4)写出M与足量氧化钠溶液反映的化学方程式:_____________________
(5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时
正极的电极反映式为______________________
12、(海南卷16)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反映原理如图所示,其中电解质LiCIO4。溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答问题:
(1)外电路的电流方向是由_____极流向_____极。(填字母)
(2)电池正极反映式为________________________________
(3)与否可用水替代电池中的混合有机溶剂?____(填“是”或“否”),因素是____________ﻫ(4)MnO2可与KOH和KClO3,在高温下反映,生成K2MnO4,反映的化学方程式为
____________________________________________
K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为________
13、(课标卷Ⅰ)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生运用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反映为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲运用如下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
ﻫ回答问题:(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_______
(2)写出“正极碱浸”中发生反映的离子方程式 _________________________________-
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该环节中发生的所有氧化还原反映的化学方程式_____________________________________________________;
可用盐酸替代H2SO4和H2O2的混合液,但缺陷是______________________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反映的化学方程式_______________________。
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反映方程式 ___________。
(6)上述工艺中,“放电解决”有助于锂在正极的回收,其因素是 ________________。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有_____________(填化学式)。
14、废旧锂离子电池的正极材料(重要具有LiCoO2及少量Al、Fe等)可用于回收钴、锂,工艺流程如下:ﻫ
(1)在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中发生反映的化学方程式为__________________________________
,还原产物是_______________
(2)在上述除杂过程中,通入空气的作用是_______________________________
废渣的重要成分是__________________________________________________
(3)“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为_________________________________
(4)除了废渣可以回收运用外,本工艺还可回收的副产品是______________________
15、Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________。电池工作时,电子流向_______(填“正极”或“负极”)。ﻫ(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中具有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其重要因素是
_______________。欲除去Cu2+,最佳选用下列试剂中的_______________(填代号)
·H2O
(3)MnO2的生产措施之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阳极的电极反映式是__________________。若电解电路中通过2 mol电子,MnO2的理论产量为________g
16.[·北京卷]用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同窗使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值):
序号
电压/V
阳极现象
检查阳极产物
Ⅰ
x≥a
电极附近浮现黄色,有气泡产生
有Fe3+、有Cl2
Ⅱ
a>x≥b
电极附近浮现黄色,无气泡产生
有Fe3+、无Cl2
Ⅲ
b>x>0
无明显变化
无Fe3+、无Cl2
(1)用KSCN溶液检查出Fe3+的现象是________。
(2)Ⅰ中,Fe3+产生的因素还也许是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反映的离子方程式:________________________________________________。
(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的因素还也许是Fe2+在阳极放电。因素是Fe2+具有________性。
(4)Ⅱ中虽未检查出Cl2,但Cl-在阳极与否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
序号
电压/V
阳极现象
检查阳极产物
Ⅳ
a>x≥c
无明显变化
有Cl2
Ⅴ
c>x≥b
无明显变化
无Cl2
①NaCl溶液的浓度是________mol/L。
②Ⅳ中检查Cl2的实验措施:_______________________________。
③与Ⅱ对比,得出的结论(写出两点)_________________________________。
参照答案:
1、试题分析:本题重要考察原电池及电解池的工作原理。所给电池放电时金属锂失电子发生氧化反映,
A不对的,正极反映:Li++LiMn2O4+e-====Li2Mn2O4,B对的,充电时,阳极发生氧化反映,LiMn2O4应为还原产物,显然C不对的,又由充电时Li2Mn2O4为反映物,故D不对的,故本题答案为B
2、B
3、试题分析:原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反映。电子经导线传递到正极,因此溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反映。充电相称于是电解池,放电相称于是原电池。充电时,电池的负极和电源的负极相连,做阴极得到电子,电极反映式应当是Li++C6+e-=LiC6,A不对的;放电时,正极得到电子,B对的;Li是活泼的金属,能和羧酸、醇发生置换反映生成氢气,因此不能用羧酸、醇等含活泼氢气的有机物作锂离子电池的电解质,C不对的;Li的相对原子质量小,锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)高,D不对的,答案选B。
4、试题分析:由题目所给的放电时的电极反映知电池反映为C6Li+Li1-xMO2====LiMO2+C6Li1-x,充电反映为放电反映的逆反映,A不对的;比较这些金属失去1mol电子时所相应质量知B选项对的;在电池放电时电池内部的阴离子向电源负极移动,C不对的;在锂电池充电时阴极发生还原反映生成锂的单质,结合其存在形式知D对的,因此答案选BD。
5、B 6、C 7、C8、CD 9、A 10、C
11、(1)为了避免亚铁化合物被氧化(2)CO2;H2O;NH3(3)Fe+H2PO4-+Li+-2e-==LiFePO4+2H+
(4)
(5)FePO4+Li++e-==LiFePO4
12、(1)ba(2)MnO2+e-+Li+=LiMnO2;(3)否电极Li是活泼金属,能与水反映;
(4)3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O; 2:1.
试题分析:(1)外电路的电流方向是由正极b流向负极a。(2)在电池正极b上发生的电极反映式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2;(3)由于负极材料Li是活泼的金属,可以与水发生反映,因此不可用水替代电池中的混合有机溶剂。(4)根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式:3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O;K2MnO4在酸性溶液中歧化,:每转移2mol的电子,产生1mol的MnO2、2molKMnO4。因此生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1.
13、(1)+3(2)2Al+2OH- +6H2O=2Al(OH)-4+ 3H2↑
(3)2LiCoO2+ 3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
2H2O22H2O+O2↑;有***气生成,污染较大。
(4)CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3 ↓+ (NH4)2SO4+CO2↑+ H2O
(5) Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
(6)Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
试题分析:(1)根据化合价代数和为0的原则,LiCoO2中Li为+1价,O为-2价,iCo元素的化合价为+3。(2)根据工艺流程和有关产物可知,锂离子电池正极材料中只有铝箔与氢氧化钠反映,发生反映的离子方程式2Al+2OH- +6H2O=2Al(OH)-4 +3H2↑。ﻫ(3)根据“酸浸”的反映物和反映条件,发生的所有氧化还原反映的化学方程式为;2LiCoO2+ 3H2SO4 +H2O2Li2SO4+ 2CoSO4+ O2↑+ 4H2O,H2O2自身发生分解反映,2H2O22H2O+O2↑;LiCoO2具有较强的氧化性,用盐酸替代H2SO4和H2O2的混合液,***气生成,污染较大。ﻫ(4)根据“沉钴”过程中反映物和产物,发生反映的化学方程式CoSO4 +2NH4HCO3= CoCO3↓+ (NH4)2SO4+CO2↑+ H2O。ﻫ(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,放电时负极发生的反映为LixC6-xe-=6C+xLi+,正极Li1-xCoO2+xe-=LiCoO2 +xLi+,电池总反映方程式Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。ﻫ(6)进行放电解决时,Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中,有助于锂在正极的回收。根据整个工艺流程的化学反映原理,可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO