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考點四十三 鋰電池 1．全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應為：16Li+xS8=8Li2Sx(2?x?8).下列說法錯誤的是( ) A． 電池工作時,正極可發(fā)生反應：2Li2S6+2Li++2e?=3Li2S4 B． 電池充電時間越長,電池中的Li2S2量越多 C． 石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性 D． 電池工作時，外電路中流過0.04mol電子，負極材料減重0.28g 【答案】B 2．LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應為FePO4＋Li=LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負極材料是石墨，含Li＋導電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是( ) A． 可加入硫酸以提高電解液的導電性 B． 放電時電池內(nèi)部Li＋向負極移動 C． 充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增加 D． 放電時電池正極反應為FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4 【答案】D 【解析】A.金屬鋰可以和硫酸發(fā)生化學反應，所以不能加入硫酸以提高電解質(zhì)的導電性，故A錯誤； B.放電時，該裝置是原電池，原電池中陽離子移向正極，故B錯誤；C.充電時,正極LiFePO4= FePO4＋Li＋＋e－，正極材料LiFePO4被消耗，質(zhì)量減少，故C錯誤；D.放電時,該裝置是原電池,正極發(fā)生還原反應: FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4，故D正確；綜上所述，本題選D。 3．熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為：PbSO4+2LiCl+Ca＝CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法不正確的是 A． 放電時，電子由Ca電極流出 B． 放電過程中，Li+向PbSO4電極移動 C． 每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成20.7 g Pb D． 負極反應式：PbSO4+2e-+2Li+＝Li2SO4+Pb 【答案】D 4．鋰電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應式為 負極反應：C6Li－xe－= C6Li1-x＋xLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料） 正極反應：Li1-xMO2＋xLi+＋x e-= LiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物） 下列有關(guān)說法正確的是 A．鋰電池充電時電池反應為C6Li＋Li1-xMO2 = LiMO2＋C6Li1-x B．在電池反應中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1mol電子，金屬鋰所消耗的質(zhì)量最小 C．鋰電池放電時電池內(nèi)部Li+向負極移動 D．鋰電池充電時陰極反應為C6Li1-x＋xLi+＋xe－= C6Li 【答案】BD 5．已知電池的比能量是參與電極反應的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小。有關(guān)下述兩種電池說法正確的是( ) 鋰離子電池的總反應為：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2 鋰硫電池的總反應為： 2Li＋SLi2S A．鋰離子電池放電時，Li＋向負極遷移 B．鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應 C．理論上兩種電池的比能量相同 D．右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 【答案】B 【解析】A、原電池中，陽離子移向正極，鋰離子電池放電時，Li＋向正極遷移，A錯誤；B、鋰硫電池充電時，鋰電極與負極相連，作陰極，發(fā)生還原反應，B正確；C、電池的比能量是參與電極反應的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，兩電池負極材料不同，所以比能量不同，C錯誤；D、由圖中物質(zhì)可知鋰硫電池在放電，鋰離子電池在充電，D錯誤。 6．鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應式為 負極反應：C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料） 正極反應：Li1-xMO2+xLi++x e-=LiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物） 下列有關(guān)說法正確的是（ ） A．鋰離子電池放電時電池反應為LiMO2+C6Li1-x=C6Li+Li1-xMO2 B．鋰離子電池充電時電池內(nèi)部Li+向負極移動 C．鋰離子電池放電時電池內(nèi)部電流從負極流向正極 D．鋰離子電池充電時陽極反應為C6Li1-x+xLi++xe-=C6Li 【答案】B 7．鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應式為：負極反應：C6Li－xe－==C6Li1－x＋xLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成復合材料） 正極反應：Li1－xMO2＋xLi+＋x e－==LiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物） 下列有關(guān)說法正確的是（ ） A．鋰離子電池充電時電池反應為C6Li＋Li1－xMO2==LiMO2＋C6Li1－x B．電池反應中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1mol電子，金屬鋅所消耗的質(zhì)量最小 C．鋰離子電池放電時電池內(nèi)部Li+向負極移動 D．鋰離子電池充電時陰極反應為C6Li1－x＋xLi+＋x e－==C6Li 【答案】D 【解析】A、充電時電池反應式為放點電池的反應式相反，放電時電池反應式為：C6Li＋Li1－xMO2==LiMO2＋C6Li1－x，錯誤，不選A；B、電池反應中，金屬失去1摩爾電子，消耗幾種金屬的質(zhì)量分別為7克、32.5克、108克、103.5克，鋰的消耗質(zhì)量最小，錯誤，不選B；C、放電時，陽離子向正極移動，錯誤，不選C；D、充電時，陰極得電子發(fā)生還原反應，與放電時負極反應相反，則電極反應式為C6Li1－x＋xLi+＋x e－==C6Li，正確，選D。 8．有一種鋰電池，用金屬鋰和石墨作電極材料，電解質(zhì)溶液是由四氯鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯()中而形成的，電池總反應方程式為：8Li+3SOCl26LiCl+Li2SO3+2S，下列敘述中正確的是( ) A．電解質(zhì)溶液中混入水，對電池反應無影響 B．金屬鋰作電池的正極，石墨作電池的負極 C．電池工作過程中，亞硫酰氯(SOCl2)被還原為Li2SO3 D．電池工作過程中，金屬鋰提供的電子與正極區(qū)析出硫的物質(zhì)的量之比為4∶1 【答案】D 9．有一種鋰電池，用金屬鋰和石墨作電極材料，電解質(zhì)溶液是由四氯鋁鋰（LiAlCl4）溶解在亞硫酰氯（SOCl2）中而形成的，電池總反應方程式為：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S，下列敘述中正確的是（ ） A． 電解質(zhì)溶液中混入水，對電池反應無影響 B． 金屬鋰作電池的正極，石墨作電池的負極 C． 電池工作過程中，亞硫酰氯（SOCl2）被還原為Li2SO3 D． 電池工作過程中，金屬鋰提供的電子與正極區(qū)析出的硫的物質(zhì)的量之比為4∶1 【答案】D 【解析】A.金屬鋰性質(zhì)活潑，易與水反應，則電解質(zhì)溶液應為非水溶液，故A錯誤；B.由電池總反應方程式可知，Li在反應中化合價升高，失去電子，則該電池的負極材料為鋰，正極材料為石墨，故B錯誤；C.根據(jù)電池總反應方程式可知，亞硫酰氯（SOCl2）被還原為S，故C錯誤；D.根據(jù)總反應8Li＋3SOCl2=6LiCl＋Li2SO3＋2S可知，8molLi反應失去8mol電子，生成2molS，金屬鋰提供的電子與正極區(qū)析出的硫的物質(zhì)的量之比為4∶1，故D正確；答案選D。 10．TESLA電動汽車的電池采用了松下提供的NCA系列（鎳鈷鋁體系）的18650A型鈷酸鋰（LiCoO2）鋰離子電池。電池正極材料為鈷酸鋰（LiCoO2），負極材料是石墨（C6）。電池反應為： LiCoO2＋C6C6Lix＋Li1－xCoO2。下列有關(guān)說法不正確的是 A．鋰離子電池與傳統(tǒng)鉛蓄電池相比，具有高比能量（比能量指的是單位重量或單位體積的能量）的特點 B．廢舊鋰離子電池先進行“放電處理”讓Li+進入石墨（C6）中而利于回收 C．放電時，正極鋰的化合價未發(fā)生改變 D．充電時電池標有（+）的極上發(fā)生的反應為：LiCoO2—x e－=== Li1－x CoO2＋xLi+ 【答案】B 【解析】A、鋰元素的摩爾質(zhì)量較小，所以鋰單位質(zhì)量輸出電能多，則其比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）高，故A正確；B、在原電池放電時，電池內(nèi)部的陽離子鋰離子向正極鈷酸鋰（LiCoO2）移動，故B錯誤；C、放電時，電池的正極發(fā)生得電子的還原反應，CoO2+Li++e-=LiCoO2，正極鋰的化合價未發(fā)生改變，故C正確；D、充電時電池正極上發(fā)生失電子的氧化反應，反應為：LiCoO2-x e-═Li1-xCoO2+xLi+，故D正確。 11．水溶液鋰電池是當今鋰電池研發(fā)的前沿和方向之一，它用普通的水溶液替換傳統(tǒng)鋰電池中的有機電解質(zhì)溶液。我國化學家研發(fā)的一種水鋰電池采用復合膜包裹的金屬鋰作負極，錳酸鋰(LiMn2O4)作正極，以0.5 molL?1 Li2SO4水溶液作電解質(zhì)，工作時電池的總反應為：LiMn2O4+LiLi2Mn2O4。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是 A． 該電池放電時，溶液中的鋰離子向電極b移動 B． 該電池的負極反應式為：2Li+2H2O2LiOH+H2↑ C． 負極產(chǎn)生等量電子時，消耗鋰的質(zhì)量比用鈉時少 D． 電池充電時的陽極反應式為：Li2Mn2O4?e?LiMn2O4+Li+ 【答案】B 12．金屬鋰燃料電池是一種新型電池，比鋰離子電池具有更高的能量密度。它無電時也無需充電,用作燃料電池時,可更換正極的水性電解液和卡盒以及負極的金屬鋰就可以連續(xù)使用,分離出的氫氧化鋰可采用電解其熔融物法回收鋰而循環(huán)使用。其工作示意圖見圖，下列說法不正確的是 A． 放電時,負極的電極反應式為Li-e-=Li+ B． 熔融的氫氧化鋰用惰性電極電解再生時，金屬鋰在陰極得到 C． 有機電解液可以是乙醇等無水有機物 D． 放電時，正極的電極反應式為：2H2O+O2+4e-=4OH- 【答案】C 13．科學家研發(fā)出一種新型水溶液鋰電池，采用復合膜包裹的金屬鋰作負極，錳酸鋰(LiMn2O4)作正極，以0.5 mol/Li2SO4 水溶液作電解質(zhì)溶液。電池充、放電時，LiMn2O4與Li2Mn2O4可以相互轉(zhuǎn)化。下列有關(guān)該電池的說法正確的是 A． 該電池放電時，溶液中的SO42-向電極b移動 B． 該電池負極的電極反應式為:2Li+2H2O==2LiOH+H2↑ C． 電池充電時，外加直流電源的正極與電極a相連 D． 電池充電時，陽極的電極反應式為:Li2Mn2O4-e-==LiMn2O4 +Li+ 【答案】D 【解析】 A、根據(jù)圖示可知，電極a為金屬Li作負極，電極b為正極，所以電池放電時，溶液中的SO42-向電負極a移動，即A錯誤；B、該電池負極的電極反應式為Li-e-=Li+，故B錯誤；C、在給電池充電時，遵循正接正、負接負的原則，所以外加直流電源的正極與該電池的正極b相連，故C錯誤；D、根據(jù)放電、充電時電子轉(zhuǎn)移的規(guī)律可知，充電時的陽極反應式為放電時正極反應的逆反應，即Li2Mn2O4-e-==LiMn2O4 +Li+，即D正確。所以本題正確答案為D。 14．市場上經(jīng)常見到的標記為Li－ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導Li＋的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應式為：Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2 下列說法不正確的是 A．放電時，負極的電極反應式：Li－e－ ＝ Li＋ B．充電時，Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應 C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì) D．放電過程中Li＋向負極移動 【答案】D 15．中國科學家用毛筆書寫后的紙張作為空氣電極，設(shè)計并組裝了輕型、柔性且可折疊的可充電鋰空氣電池(圖1)，電池的工作原理如圖2。下列有關(guān)說法正確的是 A． 放電時，紙張中的纖維素作鋰電池的正極 B． 放電時，Li+由正極經(jīng)過有機電解質(zhì)溶液移向負極 C． 開關(guān)K閉合給鋰電池充電，金屬鋰電極增重14g,空氣電極放出22.4L的O2 D． 充電時，陽極的電極反應式為Li2O2-2e-=O2↑+2Li+ 【答案】D 【解析】可充電鋰空氣電池放電時，紙張中的石墨作鋰電池的正極，活潑的鋰是負極，電解質(zhì)里的陽離子負極經(jīng)過有機電解質(zhì)溶液移向正極；開關(guān)K閉合給鋰電池充電，電池負極接電源的負極，充電時陽極上發(fā)生失電子的氧化反應。A、可充電鋰空氣電池放電時，紙張中的石墨作鋰電池的正極，故A錯誤；B、放電時，Li＋由正極經(jīng)過有機電解質(zhì)溶液移向正極，故B錯誤；C、開關(guān)K閉合給鋰電池充電，金屬鋰電極增重14g,1molLi,轉(zhuǎn)移1mol電子，空氣電極放出0.5molO2，標準狀況下體積為11.2L的O2，故C錯誤；D、充電時陽極上發(fā)生失電子的氧化反應Li2O2-2e－=O2↑+2Li＋，故D正確。故D正確。 16．某充電寶鋰離子電池的總反應為：xLi+Li1﹣xMn2O4 LiMn2O4，某手機鎳氫電池總反應為：NiOOH+MH M+Ni（OH）2（M為儲氫金屬或合金），有關(guān)上述兩種電池的說法不正確的是 A．鋰離子電池放電時Li+ 向正極遷移 B．鋰離子電池充電時，陰極的電極反應式：LiMn2O4﹣xe﹣═Li1﹣xMn2O4+xLi+ C．如圖九表示用鋰離子電池給鎳氫電池充電 D．鎳氫電池放電時，負極的電極反應式：MH+OH--e-═H2O+M 【答案】B 17．特斯拉全電動汽車使用的是鈷酸鋰電池，其工作原理如下圖，A極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導Li+的高分子材料，隔膜只允許Li+通過，電池反應式LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2。下列說法不正確的是 A． 放電時電子從A極通過導線流向B極 B． 放電時A是負極 C． 放電時Li+從右向左定向遷移 D． 鈷酸鋰電池為二次電池 【答案】C 【解析】從方程式中看出Li的化合價升高，LixC6作負極，Li1-xCOO2做正極。放電時電子從負極流向正極，故從A極通過導線流向B極，故A正確； LixC6作負極，故B正確；放電時陽離子移向正極，Li+從左向右定向遷移，故C錯誤；鈷酸鋰電池可以充電為二次電池，故D正確。 18．鋰硫電池由于具有高比能量以及硫廉價易得等優(yōu)勢而受到人們的廣泛關(guān)注。鋰一硫電池的正極材料主要由單質(zhì)硫和一些高導電性材料復合而成，金屬鋰片作為負極，正負極之間用浸有電解液的隔膜隔開，其電池結(jié)構(gòu)如圖，下列說法不正確的是 ( ) A． 負極的電極反應式為Li- e- =Li+ B． 正極材料中的石墨顆粒主要用于增強導電性 C． 電池工作時電子經(jīng)導線流向正極，又經(jīng)高氯酸鋰介質(zhì)流向Li極 D． 總反應方程式為2Li+S =Li2S 【答案】C 19．菲斯科(FiskerInc.)公司宣布正在開發(fā)的固態(tài)鋰電池能量密度是現(xiàn)有電池的2.5倍，續(xù)航里程可達500英里(約804公里)，最快充電時間可以分鐘計，鈷酸鋰(LiCoO2) 電池的工作原理如圖所示，M極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導Li+的高分子材料。隔膜只允許特定的離子通過。下列說法正確的是 A． 電池的總反應式為:LixC6+Li1-xCoO2==C6+LiCoO2 B． M為電池的正極 C． 放電時，N為負極，電極發(fā)生氧化反應 D． 充電時，M為陽極，電極發(fā)生氧化反應 【答案】A 20．鋰硫電池是一種新型儲能電池，放電時的總反應為2Li+xS=Li2Sx。以該電池為電源制備甲烷的原理如圖所示。 下列說法正確的是 A． b為鋰硫電池的負極 B． 鋰硫電池的正極反應式為Li-e-=Li+ C． 陽極反應式為CO+3CO32-+2H2O-2e-==4HCO3- D． 該裝置工作時溶液中的CO32-增大 【答案】C 【解析】A、 b為鋰硫電池的正極，相應電極為陽極，故A錯誤；B、鋰硫電池的負極反應式為Li-e-=Li+，故B錯誤；C、陽極失電子，發(fā)生氧化反應，陽極反應式為CO+3CO32-+2H2O-2e-==4HCO3-，故C正確；D、根據(jù)陽極反應，該裝置工作時溶液中的CO32-降低，HCO3－濃度增大，故D錯誤；故選C。 21．我國成功研制的一種新型可充放電 AGDIB 電池(鋁-石墨雙離子電池)采用石墨、鋁鋰合金作為電極材料，以常規(guī)鋰鹽和碳酸酯溶劑為電解液。電池反應為 CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1+Al。放電過程如圖，下列說法正確的是 A． B為負極，放電時鋁失電子 B． 電解液可以用常規(guī)鋰鹽和水代替 C． 充電時 A 電極反應式為 Cx + PF6- - e-= CxPF6 D． 廢舊 AGDIB 電池進行“放電處理”時，若轉(zhuǎn)移 1mol 電子，石墨電極上可回收 7gLi 【答案】C 22．鋰碘電池的正極材料是聚2-乙烯吡啶(簡寫為P2VP)和I2的復合物，電解質(zhì)是熔融薄膜狀的碘化鋰，正極的電極反應式為P2VPnI2+2e-+2Li+=P2VP(n-1)I2+2LiI。下列說法正確的是 A． 該電池放電時，鋰電極發(fā)生還原反應 B． 該電池發(fā)生的總反應為2Li+P2VPnI2=P2VP(n-1)I2+2LiI C． P2VP和I2的復合物是絕緣體，不能導電 D． 該電池工作時，碘離子移向正極 【答案】B 【解析】A項，鋰碘電池中Li為負極，鋰電極發(fā)生氧化反應，負極電極反應式為Li-e-=Li+，A項錯誤；B項，將正、負極電極反應式相加得電池總反應：2Li+P2VPnI2=P2VP（n-1）I2+2LiI，B項正確；C項，正極材料是聚2-乙烯吡啶（簡寫為P2VP）和I2的復合物，電極材料必須能導電，C項錯誤；D項，該電池工作時，陰離子移向負極，碘離子移向負極，D項錯誤；答案選B。 23．鋰離子電池在各種電子產(chǎn)品中廣泛使用，某種可充電的鋰離子電池的裝置如圖所示（a極材料為金屬鋰鑲嵌在石墨中的復合材料），總反應方程式是FePO4(s)+Li(s)LiFePO4(s)。下列說法正確的是 A． 根據(jù)圖示可以判斷該電池處于充電狀態(tài) B． 在放電狀態(tài)時，a是正極，充電時a是陽極 C． 該電池中a、b極都可以接觸水溶液 D． 充電時，b極的電極反應式是LiFePO4-e-=Li++FePO4 【答案】D 24．聚合物鋰離子電池是以Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池。如圖為一種聚合物鋰離子電池示意圖，其工作原理為LiNiO2+6CLi1-xNiO2+LixC6，下列說法錯誤的是 A． 該電池充電可能引起電池正極發(fā)生金屬鋰沉積 B． 充電時當外電路通過1mole-時理論上由2molLi0.9C6轉(zhuǎn)化為Li0.4C6 C． 電池放電時電解質(zhì)的微粒Li+由負極向正極移動 D． 電池放電時正極的電極反應式為Li1-xNiO2+xLi++xe-=LiNiO2 【答案】A 【解析】A項，充電時的陽極為放電時的正極，充電時反應為LiNiO2+6C=Li1-xNiO2+LixC6，陽極反應式為LiNiO2-xe-= Li1-xNiO2+xLi+，正極沒有Li沉積，錯誤；B項，電極反應Li0.9C6-0.5e-=Li0.4C6+0.5Li+，電路中通過1mol電子時有2molLi0.9C發(fā)生反應，正確；C項，放電時為原電池原理，Li+由負極向正極移動，正確；D項，放電時反應為Li1-xNiO2+LixC6=LiNiO2+6C，正極電極反應式為Li1-xNiO2+xLi++xe-=LiNiO2，正確；答案選A。 25．有“鋰”走遍天下。氧化鋰(Li2O)是鋰電池工業(yè)的重要原料，以粗碳酸鋰為原料制備氧化鋰的一種工藝流程如下： 注：常溫下，碳酸鋰微溶于水，氫氧化鋰可溶于水。 （1）反應Ⅰ中通入CO2需加壓的原因是______。 （2）反應Ⅱ生成LiOH的化學方程式為______。 （3）濃縮、結(jié)晶所得LiOHH2O通過灼燒得到Li2O。LiOHH2O中常含有少量的Li2CO 3，但該物質(zhì)對所制Li2O的純度無影響，其原因是______。 （4）鋰離子電池大量應用在手機、筆記本電腦和家用小電器上。標記為Li-ion的鋰離子電池的電池反應可表示為：Li + 2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。 ①放電時，負極的電極反應式為______。 ②充電時，能量轉(zhuǎn)化形式主要是______。 ③鋰離子電池使用非水溶液做離子導體的原因是______（用離子方程式表示）。 ④安全使用鋰離子電池的措施有______。 【答案】 促進Li2CO3的轉(zhuǎn)化、加快Li2CO3反應的速率 LiHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + LiOH + H2O Li2CO3高溫分解生成Li2O Li－e-=Li+ 電能→化學能 2Li + 2H2O = 2Li+ + 2OH－+ H2↑ 避免過充、過放、短路及熱沖擊或使用保護元件等（答一條即可） 26．新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位，可用作節(jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下： 方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時生成的乙酸及其他產(chǎn)物均以氣體逸出。 方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。 請回答下列問題： （1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是_________________。 （2）在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應式為________________。 （3）已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時正極的電極反應式為 。 【答案】（1）以免磷酸亞鐵鋰被氧化（2）Fe-2e-+Li+H2PO4-＝LiFePO4+2H+ （3）FePO4+e-+Li+＝LiFePO4 27．鋰—空氣電池能夠提供相當于普通鋰離子電池l0倍的能量，因此它是最有前途的電池技術(shù)。下圖是鋰—空氣電池放電和充電時的工作示意圖。 （1）圖I中電極a是 極。 （2）用鋰一空氣電池電解100mL 0.5mol/L CuSO4溶液，當電池中消耗1.4g Li時，在陰極會析出 g銅。 （3）電池中間的固體電解質(zhì)（含陽離子交換膜）能阻止H2O、N2、O2等物質(zhì)的通過，防止Li和這些物質(zhì)反應。Li和水在常溫下發(fā)生反應的化學方程式為 。 （4）當給圖Ⅱ中的鋰空氣電池充電時，d極應接電源的 極，該電極的電極反應式為 。 【答案】（1） 負（1分） （2） 3.2 g （1分） （3） 2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ （2分） （4）正 (1分)、4OH--4e-=2H2O+O2↑ (2分) 28．鋰電池應用很廣，某種鋰離子電池，其正極材料可再生利用。其正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe-=LixC6，現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。 回答下列問題： （1）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的化學方程式____________； （2）“酸浸”一般在80℃下進行，寫出該步驟中發(fā)生的主要氧化還原反應的化學方程式____________；如果可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，可能發(fā)生反應的離子方程式________________； （3）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式______________________________； （4）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出充電時正極的電極反應_____________； （5）在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有____________(填化學式)； （6）最近美國和韓國的科學家合作研究出新型鋰—空氣電池，他們的鋰—空氣電池在放電過程中產(chǎn)生穩(wěn)定的晶狀超氧化鋰(LiO2)，超氧化鋰可以很容易地分解成鋰和氧，從而具有更高的效率和更長的循環(huán)壽命。請寫出該電池正極的電極反應 ____________。 【答案】（1）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ （2）2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 = Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O 2CoO22++2Cl- +8H+ =2Co2++Cl2↑+4H2O （3）CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 ↓+ (NH4)2SO4 +CO2↑+ H2O （4）LiCoO2-xe- = Li1-xCoO2 + xLi+ （5）Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3(或CoSO4)；（6） O2 + e- + Li+ = LiO2