2021年高考化学二轮复习电化学微专题《锂离子电极材料的新型解读及电极方程式的书写》
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锂电池反应方程式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:锂电池的正极通常由氧化物材料构成,而负极则由碳材料构成。
在充电过程中,锂离子从正极迁移到负极,与碳材料发生化学反应形成锂化碳。
而在放电过程中,锂离子则从负极迁移到正极,与氧化物发生化学反应形成锂化物。
下面我们来详细了解一下锂电池中的反应方程式:1. 正极反应方程式:正极材料一般为LiCoO2(锂钴酸锂),其充放电反应方程式如下所示:充电反应:LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-电解液是锂电池中起着导电及传递锂离子的重要作用。
一般电解液是溜石子(LiPF6)的溶液,其充放电反应方程式如下所示:充电反应:LiPF6 → Li+ + PF6-整个锂电池的充放电过程可以用以下的综合反应来描述:通过上述的反应方程式,我们可以清晰地了解锂电池的充放电原理。
锂电池的制造过程会涉及到正极、负极、电解液的材料选择和配比,以及电池的组装和封装等环节。
只有合理选择材料、设计电池结构,才能够使锂电池具有更好的性能和安全性。
锂电池在使用过程中需要注意避免过充和过放,避免高温和外力冲击等情况发生,以确保电池的长期稳定性和使用寿命。
在处理废旧锂电池时也要注意环保问题,采取适当的回收处理方式,减少对环境的影响。
第二篇示例:锂电池是一种常见的电池类型,广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
锂电池的工作原理是通过化学反应将电能转化为化学能,从而实现电能的存储和释放。
锂电池的反应方程式是锂离子在正极和负极之间的来回转移,从而产生电流的过程。
本文将详细介绍锂电池的反应方程式及其作用机理。
一、锂电池的基本结构锂电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。
正极一般为氧化物,如LiCoO2、LiFePO4等;负极一般为碳材料,如石墨、石墨烯等;电解液一般为锂盐和有机溶剂的溶液;隔膜用于隔离正负极,防止直接接触。
二、锂离子在正极和负极的反应方程式1. 正极反应方程式:在充电状态下,正极发生如下化学反应:LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-LiCoO2表示锂钴氧化物,Li1-xCoO2表示锂缺陷钴氧化物,x表示锂离子的数量,Li+表示锂离子,e-表示电子。
2021届高考化学二轮复习常考题型大通关(全国卷)(十)电化学原理1.锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑等。
2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。
近日华为宣布: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,开发出了石墨烯电池,电池反应式为61262Li C Li CoO C LiCoO x x -++放电充电,其工作原理如图。
有关锂离子电池说法正确的是()A.锂离子电池不能用水溶液作离子导体B.石墨烯为层状结构,层与层之间存在的作用力是共价键C.锂离子电池放电时正极的电极反应式是122Li Li CoO e LiCoO x x x +--++=D.充电时,Li +向阳极移动2.工业上在生产Na 2CrO 4时,部分Na 2CrO 4不易从难溶物形成的浆液中分离出来。
某科研小组设计如图所示装置进行分离,该装置工作时,下列有关说法正确的是()A.离子交换膜b 为阳离子交换膜B.阴极区溶液的pH 减小C.阳极区溶液中含有227Cr O -和4CrO 2-D.导线中流经1mole -时生成0.5molY3.“太阳”水电池装置如图所示,该电池由三个电极组成,其中a 为2TiO 电极,b 为Pt 电极,c 为3WO 电极,电解质溶液为pH=3的4224Li -SO H SO 溶液。
锂离子交换膜将电池分为A 、B 两个区,A 区与大气相通,B 区为封闭体系并有2N 保护。
下列关于该电池的说法错误的是()A.若连接a 、c ,a 为负极,该电极附近pH 减小B.若连接a 、c ,c 电极的电极反应式为+x 33WO xe H H WO x --==+C.若连接b 、c ,可实现C 电极的循环使用D.若连接b 、c ,b 电极的电极反应式为+224H 4e O O H 2-++==4.利用电解原理将SO 2、NO x 转化为(NH 4)2SO 4的装置如图所示。
下列说法错误的是()A.阴极的电极反应式:NO x +(2x+3)e -+(2x+4)H +=+4NH +xH 2O B.溶液C 的酸性比硫酸铵稀溶液强 C.电极A 与电源的负极相连,发生氧化反应 D.转移0.2mol 电子时消耗0.1molSO 25.微生物燃料电池的一种重要应用就是废水处理中实现碳氮联合转化为2CO 和2N ,如图所示,1、2为厌氧微生物电极,3为阳离子交换膜,4为好氧微生物反应器。
2021高考化学微专题锂离子电池1.电动车电池是一种锂离子电池.根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可分为液态锂离子电池(简称为LIB )和聚合物锂离子电池(简称为LIP )两大类.聚合物锂离子电池总反应:LioO 2+6CLi 1-x充电 放电CoO 2+Li x C 6,以下说法不正确的是A .充电时,电池的负极与电源的负极相连B .充电时,阴极发生还原反应:6C+xLi ++xe -═ Li x C 6 C .放电时,正极发生还原反应Li 1-xCoO 2+xLi ++xe -═LiCoO 2 D .放电时,Li +向负极移动2.锂离子电池又称为“摇摆电池”,广泛使用于电动自行车等,其充放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌过程(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,负极用插入或脱插表示),即充放电过程就是锂离子在正、负极间往返运动而形成电流。
其装置结构简图如图所示(电解液为溶有LiPF 6的碳酸酯类溶剂,隔膜为仅有锂离子能通过的高分子膜),工作原理为C 6Li +Li (1-x )MO 2LiMO 2+C 6Li (1-x )(M 代表过渡元素),则下列说法错误的是( )A .电池放电时,正极为石墨B .锂离子电池的优点是质量小,电容量大,可重复多次使用C .电池充电时阳极的反应为LiMO 2-x e -=Li (1-x )MO 2+x Li +D .锂离子电池的电解液不能是水溶液,因为锂是活泼金属,能与水反应 3.已知:锂离子电池的总反应为x 1x 2Li C+Li CoO -放电充电2C+LiCoO ,锂硫电池的总反应为2Li+S放电充电2Li S有关上述两种电池说法正确的是( )A .锂离子电池放电时,+Li 向负极迁移B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应C.理论上两种电池的比能量相同D.图表示用锂离子电池给锂硫电池充电4.2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。
锂离子电池正负极反应方程式正极上发生的反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)负极上发生的反应为6C+XLi++Xe=====LixC6锂离子电池放电时的电极反应式为负极反应:C6Li-xe-==C6Li1-x +xLi+(C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料)正极反应:Li(1-x)MO2 +xLi+ +xe-== LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)高中阶段的锂离子电池的电极反应式怎么写?负极反应:C6Li-xe-==C6Li1-x+xLi+(C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料)正极反应:Li(1-x)MO2 +xLi+ +xe-== LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。
电极反应式的书写原则电极反应基本上都是氧化还原反应,要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。
除此之外还要遵循:1、加和性原则:两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式。
利用此原则,电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式。
2、共存性原则:碱性溶液中CO2不可能存在,也不会有H+参加反应或生成;同样酸性溶液,不会有OH参加反应或生成也不会有碳酸根离子的存在。
根据此原则,物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。
我们可以根据电解质溶液的酸碱性来书写,确定H2O,OH,H 在方程式的左边还是右边。
扩展资料: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,人们称其为锂电池。
电池采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。
而真正的锂电池由于危险性大,很少应用于日常电子产品。
锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。
它是把锂离子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成负极。
2021年高考化学二轮专题训练专题十电化学原理教案(学生版)【命题规律】电化学内容是高考试卷中的常客,对原电池和电解池的考查往往以选择题的形式考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断等。
在第Ⅱ卷中会以应用性和综合性进行命题,如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相联系,与无机推断、实验及化学计算等学科内知识综合,尤其特别注意燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。
题型新颖,但不偏不怪,只要注意基础知识的落实,以及能力的训练便可以从容应对。
【知识网络】【重点知识梳理】一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断。
一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。
在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
(5)电极增重或减轻。
工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。
(6)有气泡冒出。
电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。
2.原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图,未给总反应式:①首先找出原电池的正、负极,即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合介质判断出还原产物和氧化产物。
③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等),将两电极反应式相加可得总反应式。
(2)题目中给出原电池的总反应式:①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况,找出氧化剂及其对应的还原产物,氧化剂发生的反应即为正极反应;找出还原剂及其对应的氧化产物,还原剂参加的反应即为负极反应。
高中常见的原电池电极反应式的书写一次电池2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极: Fe–2e-==Fe2+正极: 2H++2e-==H2↑离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极: 2Fe–4e-==2Fe2+正极: O2+2H2O+4e-==4OH化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)5、普通锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极: Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH) 2正极: 2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH-化学方程式 Zn +2MnO 2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH) 2正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH-化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag8、铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al): 2Al + 8 OH–- 6e- = 2AlO2–+4H2O正极(Mg): 6H2O + 6e- = 3H2↑+6OH–化学方程式: 2Al + 2OH– + 2H2O = 2AlO2–+ 3H210、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li +正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO 2 电解液—浓硫酸)放电时负极: Pb -2e -+SO 42-=PbSO 4正极: PbO 2+2e -+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O充电时阴极: PbSO 4 + 2H + + 2e -== Pb+H 2SO 4阳极: PbSO 4 + 2H 2O - 2e -== PbO 2 + H 2SO 4 + 2H+总化学方程式 Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4充电放电2PbSO 4+2H 2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH 溶液)放电时负极: Fe -2e —+ 2 OH – == Fe (OH) 2正极: NiO 2 + 2H 2O + 2e —== Ni(OH) 2 + 2 OH –充电时阴极: Fe (OH) 2 + 2e —== Fe + 2 OH –阳极: Ni(OH)2-2e —+ 2 OH – == NiO 2 + 2H 2O总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H 2O 充电放电Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—石墨,含Li +导电固体为电解质)放电时负极: Li - e — ==Li +正极: FePO 4 + Li + + e —== LiFePO 4充电时:阴极: Li + + e —== Li阳极: LiFePO 4-e —== FePO 4 + Li+总化学方程式 FePO 4 + Li 充电放电LiFePO 44、镍--镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液)放电时负极: Cd -2e —+ 2 OH – == Cd(OH)2正极: 2NiOOH + 2e —+ 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–充电时阴极: Cd(OH)2 + 2e —== Cd + 2 OH –阳极:2 Ni(OH)2-2e —+ 2 OH – == 2NiOOH + 2H 2O总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 充电放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合金、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH)放电时负极: LaNi 5H 6-6e —+ 6OH –== LaNi 5 + 6H 2O正极: 6NiOOH +6e —+ 6H 2O ==6 Ni(OH) 2 + 6OH –充电时阴极: LaNi 5 +6e —+ 6H 2O== LaNi 5H 6+ 6OH–阳极: 6 Ni(OH) 2 -6e —+ 6OH –== 6NiOOH + 6H 2O总化学方程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH 充电放电LaNi 5 + 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极—Zn 、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时负极:3Zn -6e - + 6 OH –== 3 Zn(OH) 2正极:2FeO 42—+6e -+ 8H 2O ==2Fe (OH) 3 + 10OH–充电时阴极:3Zn(OH)2 +6e -==3Zn + 6 OH–阳极:2Fe(OH)3-6e -+ 10OH –==2FeO 42—+ 8H 2O 总化学方程式 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 充电放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC 6、正极含锂的二氧化钴LiCoO 2、充电时LiCoO 2中Li 被氧化,Li +还原以Li 原子形式嵌入电池负极材料碳C 6中,以LiC 6表示)放电时负极: LiC 6 – xe - = Li (1-x)C 6 + x Li+正极: Li (1-x)CoO 2 + xe - + x Li +== LiCoO 2充电时阴极: Li (1-x)C 6 + x Li + + xe -=LiC 6阳极: LiCoO 2 – xe -= Li (1-x)CoO 2 + x Li+总反应方程式 Li (1-x)CoO 2 + LiC 6 充电放电LiCoO 2 + Li (1-x)C 6燃料电池一、氢氧燃料电池1、电解质是KOH 溶液(碱性电解质)负极:H 2– 2e - + 2OH —=== 2H 2O正极:O 2 + H 2O + 4e -=== OH —总反应方程式2H 2 + O 2 === 2H 2O2、电解质是H 2SO 4溶液(酸性电解质)负极:H 2–2e - === 2H+正极:O 2 + 4H + + 4e -=== 2H 2O总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O3、电解质是NaCl 溶液(中性电解质)负极:H 2–2e - === 2H +正极:O 2 + H 2O + 4e - === 4OH—总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O二、甲醇燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH 溶液)正极:3O 2 + 12e - + 6H 20=== 12OH -负极:2CH 3OH – 12e -+ 16OH —=== 2CO 32-+12H 2O总反应方程式 2CH 3OH + 3O 2 + 4KOH === 2K 2CO 3 + 6H 2O2. 酸性电解质(铂为两极、电解液H 2SO 4溶液)正极:3O 2 + 12e -- + 12H + == 6H 2O (还原反应)负极:2CH 3OH –12e - +2H 2O==12H ++2CO 2总反应式 2CH 3OH + 3O 2 === 2CO 2 + 4H 2O三、CO 燃料电池1、熔融盐(铂为两极、Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐作电解质,CO 为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极: O 2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32--负极: 2CO+2CO32-– 4e- ==4CO2总反应式: 2CO + O2 = 2CO22、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: O2 + 4e-- + 4H+ == 2H2O负极: 2CO – 4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+总反应式: 2CO + O2 = 2CO2四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: O2 + 2H2O + 4e- == 4OH—负极: N2H4 + 4OH— -- 4e- == N2 + 4H2O总反应方程式 N2H4 + O2=== N2 + 2H2O五、甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: 2O2 + 2H2O + 8e- == 8 OH—负极: CH4 + 10OH—-- 8e- == CO32- + 7H2O总反应方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: 2O2 + 8e- + 8H+ == 4H2O负极: CH4 -- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO2总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O六、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极: 5O2 + 20e- + 10CO2 == 10CO32-负极: C3H8 -- 20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O2、酸性电解质(电解液H2SO4溶液)正极: 5O 2 + 20e- + 26H+ == 10H2O负极: C3H8 -- 20e- + 6H2O == 3CO2 + 20 H+总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O3、碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: 5O2 + 20e- + 10H2O == 20OH—负极: C3H8 -- 20e-+ 26 OH—== 3CO32-+ 17H2O总反应方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH === 3 K2CO3 + 7H2O七、乙烷燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: 7O2 + 28e- + 14H2O == 28OH—负极: 2C2H6 -- 28e-+ 36 OH—== 4CO32-+ 24H2O总反应方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH === 4K2CO3 + 10H2O。
专题十一 电化学 真题考点·高效突破 考点一:原电池原理及其应用 【真题题组】1.B 由该电池的正、负极材料可知,电池反应式为NiCl 2+2Na Ni+2NaCl,因此A 正确,B 错误;正极为NiCl 2,电极反应式为NiCl 2+2e-Ni+2Cl -,C 正确;电池工作时,Na +通过钠离子导体由负极移向正极,D 正确。
2.D 正极上应是PbSO 4发生还原反应,生成Pb,A 项错误;放电过程中Li +向正极移动,B 项错误;由电池总反应式可知,每转移0.1 mol 电子,理论上生成0.05 mol Pb,质量为10.35 g,C 项错误;常温下,电解质不是熔融态,离子不能自由移动,不能导电,因此连接电流表或检流计,指针不偏转,D 项正确。
3.D 氢气作为燃料,反应产物只生成水,对环境无任何污染及影响,故D 项最环保。
4.C 该电池总反应为Mg+H 2O 2Mg(OH)2;负极反应为Mg-2e -Mg 2+,即Mg 作负极,A 项错误;正极反应为H 2O 2+2e -2OH -,H 2O 2发生还原反应生成OH -,故B 项错误、C 项正确;原电池中阴离子Cl -移向负极,D 项错误。
5.D 脱氧过程是放热的,A 项错误;脱氧过程中铁作负极,发生反应:Fe-2e -Fe 2+,碳作正极,发生反应:O 2+2H 2O+4e-4OH -,B 、C 项错误;由电池总反应及后续反应:2Fe+O 2+2H 2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O 2+2H 2O4Fe(OH)3,可知:4Fe ~3O 2,则1.12 g 铁粉,即0.02 mol 铁粉最多可吸取标准状况下O 2为:0.02mol4×3×22.4 L ·mol-1× 1 000 mL ·L -1=336 mL,D 项正确。
6.B 由题干信息知,银器的这一处理过程运用了原电池原理。
新型锂电池的解读锂离子电池作为新型化学电源由于其比能量高、便携储存一直是世界各国电池企业研究的热点,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(题干背景多有介绍),题目有一定难度,如何判断电极材料特征及书写电极反应方程式一直困扰着广大高中生们。
现就锂离子电池的电极材料及方程式的书写方法予以总结:电极材料的判断:负极:①锂以单质形式:Li②锂以原子形式镶嵌其中:LiAl 、LiMnO 2 、LiC 6、LiCoO 2等正极:①为其他不含Li 的材料:S 、FeS 等②为含有锂的物质时(LiMn 2O 4、Li 0.35NiO 2等),此时正极的锂我们有两种分析方法,一是把正极的Li 也看做是镶嵌于物质中,Li 还是单质;二是把它看成是以+1价的形式形成化合物。
电极方程式的书写:负极:锂离子电池负极均为锂单质的放电Li-e -= Li+ xLi-xe -= xLi +LiAl-e -= Li ++AlLiMnO 2-e -= Li ++MnO 2LiC 6-e -=Li ++C 6LiCoO 2-e -=Li ++CoO 2 正极:当正极为其他不含Li 的材料(S 、FeS 等)时,一般为这些物质得电子,然后和负极产生的Li +结合生成新的物质:S+2e -+2Li +=Li 2SFeS+2e -+2Li +=Li 2S+Fe当正极为含有锂的物质时(LiMn 2O 4、Li 0.35NiO 2等):第一种方法:把正极的Li 也看做是镶嵌于物质中,Li 还是单质,此时负极产生的Li+在正极得到电子与正极材料结合生成新的Li 的嵌合物:LiMn 2O 4+xLi ++xe -=Li 1+x Mn 2O 42Li 0.35NiO 2+Li ++e -=2Li 0.85NiO 2第二种方法:正极的Li 看成是以+1价的形式形成化合物,此时正极材料的其他物质得到电子化合价降低,与负极产生的Li 结合生成新的化合物:LiMn 2O 4+xe -+xLi +=Li 1+x Mn 2O 42Li 0.35NiO 2+e -+Li +=2Li 0.85NiO 21、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Li 单质形式 Li 以原子形式嵌入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 0.01 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++O2+e-=LiO2 Li++LiO2+e-=Li2O2D.电池充电时间越长,电池中 Li2O2越多典例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Li2O2-2e-=2Li++O22、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N AC.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:Li-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 L 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。
其工作示意图如图,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-3、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[Li2S x(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=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20.7gPbD.电池工作一段时间后,正极质量增大6.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,此时硫酸铅电极处生成Pb。
下列有关说法正确的是A.输出电能时,外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极B.放电时电解质LiCl-KCl中的Li+向钙电极区迁移C.电池总反应为Ca+PbSO4+2LiCl Pb+Li2SO4+CaCl2D.每转移0.2 mol电子,理论上消耗42.5 g LiCl17.(广东省惠州市2019届高三4月模拟考试)一种特殊的热激活电池示意图如下。
该电池总反应为:PbSO4(s)+2LiCl+Ca(s)= CaCl2(s)+ Li2SO4+Pb(s) ,下列说法不正确...的是A.Ca电极发生氧化反应B.负极的电极反应:Ca(s)+2Cl﹣﹣2e﹣= CaCl2(s)C.可用 LiCl 和 KCl 水溶液代替无水 LiCl﹣KClD .当无水LiCl ﹣KCl 混合物受热熔融后电池才能工作例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P 2VP)和I 2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P 2VP ·nI 2+2e -+2Li +=P 2VP ·(n-1)I 2+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+P 2VP ·nI 2=P 2VP ·(n-1)I 2+2LiIC . P 2VP 和I 2的复合物是绝缘体,不能导电D . 该电池工作时,碘离子移向正极电化学之原电池---六脉神剑1.一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时,O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2-x (x =0或1)。
下列说法正确的是A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li 2O 2-x ===2Li +⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 2O 22.锂空气电池是高能量密度的新型电池,结构如图所示。
下列说法正确的是A .固体电解质只有Li +可通过B .B .电池反应为4Li +O 2放电充电2Li 2OC .充电时,水性电解液的pH 将升高D .放电时,若外电路有0.1 mol e -通过时,理论上将消耗1.12 L O 2(标准状况)3.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左图,电池的工作原理如下右图。
下列有关说法正确的是A.放电时,纸张中的纤维素作为锂电池的负极B.充电时,若阳极放出1 mol O 2,则有4 mol e -回到电源正极C.开关K 闭合给锂电池充电,X 为直流电源负极D.放电时,Li +由正极经过有机电解质溶液移向负极4.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na -CO 2二次电池。
将NaClO 4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO 2+4Na 2Na 2CO 3+C 。
下列说法错误的是A.放电时,ClO-4向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-===2CO2-3+CD.充电时,正极反应为:Na++e-===Na5.南开大学李福军研究团队以氮化碳(C3N4)作为Li-O2可充电电池的光电极,极大提升了电池的能量效率,为空气电池的发展提供了研究新思路。
其工作原理如图所示。
下列说法错误的是A.充电时,光电极作阳极B.放电时,Li+ 向负极移动C.该电池不可用LiClO4的水溶液作电解质溶液D.放电时,正极反应为O2+e-+Li+ LiO2,LiO2+e-+Li+Li2O26.10.一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”2Li+Cu O+H O=2Cu+2Li+2OH。
下列说法不正确的是“产生电力,其中放电过程为+-22Cu O B.电时,负极的电极反应式为A.通空气时,铜腐蚀表面产生2--Cu O+H O+2e=2Cu+2OH22C.放整个过程中,铜相当于催化剂 D.放电时,+Li透过固体电解质向Cu极移动7.14.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。