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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：74锂（离子）电池专题
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这是一份2022届高三化学一轮高考复习常考题型：74锂（离子）电池专题，共18页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：74锂（离子）电池专题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共16题）
1．锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li + MnO2 =LiMnO2 ，下列说法中正确的是
A．Li是正极，MnO2 是负极
B．放电时负极的应应：Li - e- =Li+
C．放电时正极发生氧化反应
D．电池放电时，产生高锰酸根离子
2．通信用磷酸铁锂电池具有比能量较高、高温性能突出、绿色环保等优点。它是以磷酸铁锂为正极的二次电池，放电时正极反应为： M 1-xFexPO4+e-+Li+=Li M1- x FexPO4, 其原理如图，下列说法正确的是
A．放电时，电流由石墨电极流向磷酸铁锂电极
B．电池总反应为M 1-xFexPO4+ LiC6LiM 1-xFexPO4+6C
C．放电时 ，负极反应式为 Li C 6 – e- = Li++6C
D．充电时，Li+ 移向磷酸铁锂电极
3．2019年10月9日，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予古迪纳夫等三位科学家，表彰他们在锂离子电池方面的研究成果，钴酸锂电池是他们的研究成果之一，其工作原理为LixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2。下列说法正确的是
A．放电时Li＋从正极通过导线流向负极
B．放电时负极的电极反应式为：LixC6－xe－＝C6＋xLi+
C．充电时电池的负极与电源的正极相连
D．充电时阴极的电极反应式为：LiCoO2－xe－＝Li1－xCoO2＋xLi+
4．菲斯科(FiskerInc.)公司宣布正在开发的固态锂电池能量密度是现有电池的2.5倍，续航里程可达500英里(约804公里)，最快充电时间可以分钟计，钴酸锂(LiCoO2) 电池的工作原理如图所示，M极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料。隔膜只允许特定的离子通过。下列说法正确的是
A．电池的总反应式为:LixC6+Li1-xCoO2=C6+LiCoO2
B．M为电池的正极
C．放电时，N为负极，电极发生氧化反应
D．充电时，M为阳极，电极发生氧化反应
5．锂电池因具有安全、环保和价格低廉等优点而成为当前电池研究领域的热点。以钒酸钠(NaV3O8)为正极材料的电极反应式为NaV3O8+xLi++xe−=NaLixV3O8，则下列说法中不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式为Li−e−=Li+
B．充电过程中Li+从阳极向阴极迁移
C．充电过程中阳极的电极反应式为NaLixV3O8−xe−=NaV3O8+xLi+，NaLixV3O8中钒的化合价发生了变化
D．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质溶液
6．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图甲，电池的工作原理如图乙。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1molO2，则有4mol e－回到电源正极
C．开关K闭合给锂电池充电，X对应充电电极上的反应为Li++e－=Li
D．放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极
7．如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，电池反应为：4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法不正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．可以用水代替 SO(CH3)2做溶剂
C．电子移动方向是由a极经外电路流向b极
D．b极电极反应式是：FeS2＋4Li+＋4e-=Fe＋2Li2S
8．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后。a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极
B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－=CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－
9．如图是用一种新型锂电池电解处理含NH4+的工业废水的装置图。处理过程中，NH4+转化为可参与大气循环的气体。下列说法正确的是（ ）
A．废水处理过程中，Y电极上发生氧化反应
B．废水处理过程中，X电极附近溶液酸性减弱
C．废水处理过程中，W电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O
D．若消耗7gLi则质子交换膜左侧电解质溶液减少g
10．太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式为LixC6+Li1－x FePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是
A．放电时Li+从左边移向右边，PO从右边移向左边
B．放电时，正极反应式为：Li1－xFePO4+xLi++xe－= LiFePO4
C．充电时M极连接电源的负极，电极反应为6C+xe－=C
D．充电时电路中通过2.0mol电子，产生7.0gLi
11．如图是一种新型锂电池装置，电池充、放电反应为xLi+LiV3O8Li1+xV3O8。放电时，需先引发铁和氯酸钾反应使共晶盐熔化，下列说法正确的是（ ）
A．整个过程的能量转化只涉及化学能转化为电能
B．放电时，KClO3在正极发生还原反应
C．充电时，阳极反应为Li1+xV3O8-xe-=xLi++LiV3O8
D．放电时，转移xmol电子理论上Li-Si合金净减7g
12．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
13．水系锂电池具有安全、环保和价格低廉等优点，成为当前电池研究领域的热点。 以钒酸钠（NaV3O8）为正极材料的电极反应式为NaV3O8＋xLi＋＋xe－===NaLixV3O8，则下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋
B．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质
C．充电过程中阳极的电极反应式：NaLixV3O8－xe－=NaV3O8＋xLi＋，NaLixV3O8中钒的化合价发生变化
D．充电过程中Li＋从阳极向阴极迁移
14．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－＝Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－＝Li＋
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－＝MnO2-
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－＝Li2＋
15．一种锂离子电池的反应式为 LixC6 + Li1−xCoO2 6C+LiCoO2（x＜1）。其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．放电时，A 极电极式为：LixC6 − xe− = 6C + xLi+
B．放电时，若转移 0.3 mol 电子，石墨电极将减重 2.1g
C．充电时，Li+从左向右移动
D．若要从废旧该型锂电池的正极材料中回收锂元素，先进行放电处理，有利于 Li+尽可能从负极脱出，在正极富集
16．如图是一种可充电锂电池，反应原理是4Li＋FeS2Fe＋2Li2S，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，电子由a极经电解液流向b极
B．放电时，电解质溶液中PF6-向b极区迁移
C．充电时，b极反应式为Fe＋2Li2S－4e-=FeS2＋4Li+
D．充电时，b极消耗5.6gFe时在a极生成0.7gLi
二、填空题（共4题）
17．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，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯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。沉淀经过滤、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。
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_________________。
（2）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________。
（3）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应式为_______________________________。
18．阅读短文，回答问题。
锂离子电池是一种生活中常见的二次电池，常用于手机、笔记本电脑、电动车中。它主要依靠Li＋在正极材料(LixCOO2)和负极材料(石墨)之间往返嵌入和脱嵌来工作。低温时，由于电解液粘度增大，电池中锂离子的迁移能力下降。低温充电时石墨嵌锂速度降低，Li＋来不及嵌入石墨中形成LixC，便得到电子被还原，容易在负极表面析出金属锂，降低电池容量，影响电池安全。上海复旦大学开发了一款新型锂离子电池，其放电的工作原理如图1所示。该电池不仅在-40℃下放电比容量没有衰降，甚至在-70℃下该电池的容量保持率也能够达到常温的70%左右，极大地拓展了电池的应用范围。复旦大学团队采用凝固点低、可在极端低温条件下导电的乙酸乙酯基电解液，并采用不需要将锂离子嵌入到电极中即可完成充、放电的有机物电极，避免了低温条件下嵌入过程变慢。请依据文章内容回答下列问题。
(1)判断下列说法是否正确_________(填“对”或“错”)。
①新型锂离子电池有望在地球极寒地区使用。
②在传统锂离子电池中，金属锂是负极材料。
③若新型锂离子电池在常温下的放电比容量为99mAh·g-1，则其在-40℃下的放电比容量为99mAh·g-1。
(2)新型锂离子电池放电时，正极是_________(填“A”或“B”)。
(3)下列关于该新型锂离子电池可耐低温原因的推测中，不正确的是_________(填字母)。
a．采用与传统不同的有机物电极
b．乙酸乙酯基电解液的凝固点低
c．锂离子不需要在正负极间移动
19．锂离子电池广泛用作便携式电源，其正极材料是决定锂离子电池可逆容量与循环寿命的关键因素之一。锂二次电池一般以LiCoO2、LiFePO4等为正极材料，以石墨碳为负极材料，以溶有LPF6、LiBF4等的碳酸二乙酯(DEC) 为电解液。充电时，Li+ 从正极层状氧化物的晶格间脱出进入有机电解液，有机电解液中的Li+则进入负极，得电子后以原子形式嵌入到石墨材料的晶格中，即: 6C+xLi++xe-=LixC6，如图所示:
（1）如图所示，已知该电池电极总反应:LiCoO2+CLi1-xCoO2+CLix，充电时，该电池的正极上的反应为_______________________。
（2）放电时负极材料质量________(填“增加”、“减小”或“不变”)
（3）在实验室中，可用下列方案从废旧锂离子电池的正极材料中(主要含有LiCoO2、炭粉及少量Al、Fe等) 回收钴和锂。
①溶解过程中，通入SO2时所发生反应的化学方程式为________________________；
②除杂过程中，所得沉淀的主要成分是___________________；(写化学式)
③常温下，已知Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15，若沉淀钴时pH=9.5，则溶液中Co2+是否沉淀完全? 请列式计算说明。 _______________________________________________。
20．世界能源消费的90%以上依靠化学技术。
(1)工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g)。已知：
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·mol－1
2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－222 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1
则CO还原H2O(g)的热化学方程式为__________________。
(2)氢能被视为最具发展潜力的绿色能源，写出碱式氢氧燃料电池工作时的负极电极反应式：______________________________________________________________。
(3)一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂(LiFePO4)电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如下图，写出该电池充电时的阳极电极反应式：___________。
(4)LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，其电解法制备装置如下图。气体a通入淀粉KI溶液中，发现溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色逐渐褪去。则M极为电源的_______(填“正”或“负”)极，B极区电解液为_______(填化学式)溶液，该离子交换膜是_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜，解释蓝色褪去的原因_________________________________。
参考答案
1．B
【详解】
A．从反应方程式看,锂失去电子,做负极，A错误；
B．锂做负极,电极反应为Li - e- =Li+，B正确；
C．放电时负极失去电子发生氧化反应，C错误；
D．反应中没有高锰酸根离子生成，D错误；
故选B。
2．C
【分析】
由题中信息可知，石墨电极为电池的负极，磷酸铁锂电极为电池的正极。
【详解】
A．放电时，电流由正极流向负极，即由磷酸铁锂电极流向石墨电极，A不正确；
B．根据正极反应，可以判断电池总反应为M 1-xFexPO4+ LiC6LiM 1-xFexPO4+6C，B不正确；
C．放电时 ，负极发生氧化反应，电极反应式为 Li C 6 – e- = Li++6C，C正确；
D．充电时，阳离子向阴极移动，Li+ 移向石墨电极，D不正确。
本题选C。
3．B
【分析】
LixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2，根据放电分析，发生氧化反应的LixC6作负极，发生还原反应的Li1－xCoO2作正极，
【详解】
A选项，放电时“同性相吸”，Li＋应该在电解质溶液中从负极移向正极，故A错误；
B选项，放电时负极的电极反应式为：LixC6－xe－＝C6＋xLi+，故B正确；
C选项，充电时电池的负极与电源的负极相连，故C错误；
D选项，充电时阴极的电极反应式为：C6＋xLi+＋xe－＝LixC6，故D错误；
综上所述，答案为B。
【点睛】
分析方程式，化合价升高的为负极，化合价降低为正极，充电时负极连接电源的负极，正极连接电源的正极。
4．A
【分析】
根据图中锂离子的移动方向可知，M为原电池的负极，N为原电池的正极。电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，负极反应为：LixC6-xe-=C6+xLi+，正极电极反应：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，电池总反应为：LixC6+Li1-xCoO2=C6+LiCoO2，据此分析选项。
【详解】
A.由上述分析可知，电池的总反应式为：LixC6+Li1-xCoO2=C6+LiCoO2，故A正确；
B.由上述分析可知，M为原电池的负极，故B错误；
C.放电时，N原电池的正极，电极发生还原反应，故C错误；
D.充电时，M为阴极，电极发生还原反应，故D错误；
答案选A。
5．D
【详解】
A．由锂电池的示意图知，电池的负极材料为Li，故负极的电极反应式为Li−e−=Li+，A正确；
B. 由题给信息知充电过程中阳极反应式为NaLixV3O8−xe−=NaV3O8+xLi+，充电时，阳离子向阴极移动，即生成的Li+从阳极向阴极迁移，B正确；
C．由题给信息知充电过程中阳极反应式为NaLixV3O8−xe−=NaV3O8+xLi+，NaLixV3O8中钒的化合价共升高了x价， C正确；
D．因Li在常温下与水能发生反应，故不能用硫酸钠溶液作电解质溶液，D错误；
答案选D。
6．C
【分析】
可充电锂空气电池放电时，活泼的锂是负极，电极反应式为Li—e－= Li+，纸张中的石墨作锂电池的正极，电极反应式为O2↑+2Li++2e-=Li2O2，电解质里的Li+离子由负极移向正极；开关K闭合给锂电池充电，电池负极接电源的负极，充电时阳极上发生失电子的氧化反应。
【详解】
A项、可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，故A错误；
B项、充电时，阳极的电极反应式为Li2O2-2e-=O2↑+2Li+，若阳极放出1molO2，则有2mol e－回到电源正极，故B错误；
C项、开关K闭合给锂电池充电，电池负极X接锂电池的负极，X对应充电电极为阴极，阴极上的反应式为Li++e－=Li，故C正确；
D项、放电时，阳离子向正极移动， Li+由负极经过有机电解质溶液移向正极，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查二次电池的工作原理，涉及了原电池和电解池的工作原理，掌握电极的判断和电极反应式的书写，注意电解质溶液中阴阳离子的移动方向是解答关键。
7．B
【详解】
A.锂电池是属于原电池，该装置将化学能转化为电能，故A正确；
B.若用水代替SO(CH3)2做溶剂，则水会和锂直接反应而无电流产生，故B错误；
C.a为电池的负极，b为电池的正极，电子从电池的负极经外电路流向电池的正极，故C正确；
D.b为电池的正极，电极反应式为：FeS2＋4Li+＋4e-=Fe＋2Li2S，故D正确；
本题答案为B。
8．D
【分析】
根据题意，结合图示，a电极上一直有气泡产生，且a电极的材料为铜，故a电极为阴极，b电极为阳极，c为阴极，d极为阳极，d电极反应式为：Cu＋Cl--e-=CuCl，d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。
【详解】
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋6C，LixC6中C为负价，根据电池总反应，C的化合价升高，失电子，发生氧化反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2为正极，得到电子，故A错误；
B．没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算氯气的体积，故B错误；
C．a电极一直由气泡产生，且a电极的材料为铜，故a电极为阴极，b电极为阳极，d极为阳极，电极反应式为：Cu＋Cl--e-=CuCl，故C错误；
D．结合C项分析，d电极先产生CuCl白色沉淀，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应为：CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－，故D正确；
答案选D。
9．D
【分析】
由已知信息和装置图可知，右边为锂电池，为原电池，左边为电解池，Z为负极，电极反应式为Li-e- = Li+，W为正极，电极反应式为O2+4e- + 2H2O=4OH-，Y为阴极，电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+2OH-，X为阳极，电极反应式2NH4+-6e- = N2↑+8H+，据此解答。
【详解】
由已知信息和装置图可知，右边为锂电池，为原电池，左边为电解池，Z为负极，电极反应式为Li-e- = Li+，W为正极，电极反应式为O2+4e- + 2H2O=4OH-，Y为阴极，电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+2OH-，X为阳极，电极反应式2NH4+-6e- = N2↑+8H+，
A．废水处理过程中，Y电极是电解池的阴极，该电极发生还原反应，A项错误；
B．废水处理过程中，X电极发生氧化反应，电极反应式为2NH4+-6e- = N2↑+8H+，所以附近溶液酸性应增强，B项错误；
C．由以上分析知，W为正极，电极反应式为O2+4e- + 2H2O=4OH-，C项错误；
D．消耗7gLi，即1mol Li，则电路中转移电子为1mol，根据2NH4+-6e- = N2↑+8H+可知，质子交换膜左侧会有逸出，并且会有1molH+移动向右侧电解质溶液，则左侧电解质溶液减少的质量为，D项正确；
故选D。
【点睛】
D项是学生们学习的难点，X为阴极，电极反应式2NH4+-6e- = N2↑+8H+，当转移6mol电子时，会有1mol氮气逸出，消耗2mol正电荷，生成8mol正电荷，则为平衡电荷，会有6mol氢离子通过质子交换膜移动向右侧，而不是8mol，这是学生们的易错点。
10．B
【详解】
A．M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，含有Li单质。M电极为负极，放电时，阳离子向正极移动，Li＋从左向右移动，隔膜只允许Li＋通过，PO43－不能通过，A项错误；
B．放电时，正极得到电子，Li1－xFePO4变成LiFePO4，根据电子守恒，Li1－xFePO4+xLi++xe－= LiFePO4，B项正确；
C．放电时，M为负极，充电时M为阴极，连接电源的负极，生成LixC6，电极反应为6C+xLi++xe－= LixC6，C项错误；
D．C是锂的载体，根据6C+xLi++xe－= LixC6，转移xmole－得到xmolLi，则转移2mole－，生成2molLi单质，为14g，D项错误；
本题答案选B。
11．C
【分析】
放电时，电池反应式为xLi+LiV3O8=Li1+xV3O8，负极反应式为xLi-xe-═xLi+，正极反应式为xLi++LiV3O8+xe-═Li1+xV3O8，充电时，阴离子移向阳极，据此分析解答。
【详解】
A．整个过程的能量转化涉及化学能转化为电能以及化学能和热能之间的转化，故A错误；
B．根据分析可知放电时，KClO3并不参与电极反应，故B错误；
C．充电时阳极失电子发生氧化反应，即放电时正极的逆反应，所以电极方程式为：Li1+xV3O8-xe-=xLi++LiV3O8，故C正确；
D．放电时，Li-Si合金为负极，根据电极方程式可知转移xmol电子时，消耗xmolLi单质，故减轻的质量为7xg；
故答案为C。
【点睛】
二次电池充电时阳极为放电时的正极，阴极为放电时的负极。
12．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。
13．B
【解析】
试题分析：A．放电时锂是负极，失去电子变成锂离子，正确；B．因为锂能和硫酸钠溶液中的水反应，所以不能使用硫酸钠溶液做电解质，错误；C．充电时阳极失去电子，反应时钒的化合价变化，正确；D．充电时阳离子会由阳极向阴极移动，正确。选B。
考点：原电池原理和电解池的原理应用
14．B
【分析】
在原电池中，失电子的金属为负极，发生失电子的氧化反应，得电子的物质在正极发生还原反应，锂电池是一种体积小，储存能量较高的可反复充电的环保电池。
【详解】
A．根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故A错误；
B．根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故B正确；
C．MnO2是正极，电极反应为MnO2+e-=MnO2-，故C错误；
D．负极电极反应为：Li-e-=Li+，故D错误；
故答案为B。
15．C
【详解】
A. 根据图中信息，Li+向B极移动，则B极为正极，A极为负极，因此放电时，A 极电极式为：LixC6 − xe− = 6C + xLi+，故A正确；
B. 放电时，根据LixC6 − xe− = 6C + xLi+，若转移 0.3 mol 电子，则石墨电极将减重0.3 mol ×7 g∙mol−1=2.1g，故B正确；
C. 充电时，根据“异性相吸”，得到Li+从右向左移动，故C错误；
D. 若要从废旧该型锂电池的正极材料中回收锂元素，先进行放电处理，有利于 Li+尽可能从负极脱出，进入到正极，有利于锂在LiCoO2极回收，故D正确。
综上所述，答案为C。
16．C
【解析】
【分析】
由所给的反应原理可判断原电池时，Li易失电子作负极，所以a是负极、b是正极，负极反应式为Li-e-═Li+，LiPF6是电解质，则正极反应式为 FeS2+4Li++4e-═Fe+2Li2S。
【详解】
A.电子从负极沿导线流向正极，电子不经过电解质溶液，A错误；
B.原电池中阴离子移向负极，电解质溶液中PF6-应向a极区迁移，B错误；
C.充电时,原电池中负极变阴极，正极变阳极，则电解时b极为阳极，反应式为Fe＋2Li2S－4e-=FeS2＋4Li+，C正确；
D. 由所给原理4Li＋FeS2Fe＋2Li2S，可得关系式，b极消耗5.6gFe时在a极生成2.8gLi，D错误；
故选C。
17．以免磷酸亚铁锂被氧化 Fe-2e-+Li+H2PO4-＝LiFePO4+2H+ FePO4+e-+Li+＝LiFePO4
【详解】
试题分析：（1）亚铁离子具有强还原性，制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行，其原因就是为了防止磷酸亚铁锂被氧化；
（2）电解池中阳极失去电阻，发生氧化反应则阳极是铁失电子生成磷酸亚铁锂，电极反应式为Fe－2e-＋Li＋H2PO4-＝LiFePO4＋2H+；
（3）锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，电极反应为LiFePO4═FePO4+Li++e-，该电池放电时，正极发生还原反应，与充电时的阳极反应相反，电极反应式为FePO4+e-+Li+＝LiFePO4。
考点：考查原电池和电解质的工作原理
18．①正确、②错误、③正确 A c
【分析】
结合短文提供的信息和原电池化学原理分析解题。
【详解】
(1)①新型锂离子电池在-40C下放电比容量没有衰降，在-700C下电池的容量保持率也能达到常温的70%左右，所以新型锂离子电池有望在地球极寒地区使用，故①正确；
②传统锂离子电池中正极材料( LixCoO2)，负极材料是石墨，Li+嵌入石墨中形成LixC，LixC失去电子，电池工作放电，故②错误；
③电池在-40C下放电比容量没有衰降，即新型锂离子电池在常温下和-40C下的放电比容量相等，均为99 mAh•g-1，故③正确；
(2)原电池工作时，电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。由新型锂离子放电原理图可知，Li+由B电极移向A电极，TFSI-由A电极移向B电极，所以B电极为负极，A电极为正极；
(3)a．新型锂离子电池可能采用快速完成充、放电的有机物电极，避免低温条件下嵌入过程变慢，以提高电池的放电比容量，故a正确；
b．新型锂离子电池可能采用极端低温条件下能导电的乙酸乙酯基电解液，避免低温条件下嵌入过程变慢，说明乙酸乙酯基电解液凝固点低，故b正确；
c．锂离子电池主要依靠Li+在正极材料和负极材料之间往返嵌入和脱嵌来工作，锂离子在正负极间移动能形成闭合通路，对外供电，故c错误；
故答案为：c。
【点睛】
考查新型锂离子电池的工作原理，把握短文中新型锂离子电池的研究信息、结合原电池的原理迁移运用信息即可解答该题，注意信息的提炼和比较，难点是准确分析新型锂离子电子与传统锂离子电池的原理和性能差异。
19． LiCoO2―xe－＝Li(1－x)CoO2＋xLi+ 减小 2LiCoO2＋SO2＋2H2SO4＝Li2SO4＋2CoSO4＋2H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 c(Co2+)＝＝1.09×10－6 mol/L＜1×10－5 mol/L，沉淀完全
【解析】本题主要考查原电池原理。
（1）该电池充电时，正极LiCoO2失去Li+，正极上的反应为LiCoO2―xe－＝Li(1－x)CoO2＋xLi+。
（2）放电时负极材料失去Li+而质量减小。
（3）①SO2具有较强还原性，溶解过程中，通入SO2时LiCoO2中Co由+3被还原为+2，所发生反应的化学方程式为2LiCoO2＋SO2＋2H2SO4＝Li2SO4＋2CoSO4＋2H2O；
②除杂过程中，所得沉淀的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。
③c(OH-) ==mol/L=1×10-4.5mol/L，c(Co2+)=＝mol/L＝1.09×10－6 mol/L＜1×10－5 mol/L，沉淀完全。
20．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g) ＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1 H2－2e－＋2OH－===2H2O LiFePO4－xe－===Li(1－x)FePO4＋xLi＋ 负 LiCl 阳 氯气将生成的I2继续氧化为更高价态的碘的化合物
【解析】
(1)已知在25℃时：①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H3=-394kJ/mol，②2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)△H2=-222kJ/mol，③H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H2=-242kJ/mol，由盖斯定律，①-③-②×得：CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)，故△H=△H3-△H2-△H1=-394kJ/mol-(-242kJ/mol)-(-111kJ/mol)=-41kJ/mol，故答案为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41 kJ/mol；
(2)燃料电池的负极上是燃料氢气失电子的氧化反应，根据电解质是碱性环境，所以负极上的电极反应式：H2-2e-+2OH-═2H2O，故答案为H2-2e-+2OH-═2H2O；
(3)充电时发生氧化反应为阳极，电极反应式为：LiFePO4-xe-═Li(1-x)FePO4+xLi+，故答案为LiFePO4-xe-═Li(1-x)FePO4+xLi+；
(4)电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，左侧生成氢气，则A中氢离子放电，可知A为阴极，M是负极，在A中制备LiOH，Li+由A经过阳离子交换膜向B移动，离子交换膜是阳离子交换膜；B中为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气，Cl2将I2氧化成更高价态的碘的化合物，导致蓝色褪去故答案为负；LiCl；阳；气体a(Cl2)将I2氧化成更高价态的碘的化合物。
点睛：本题考查反应热有关计算、原电池原理和电解原理及其应用。注意利用盖斯定律构造目标热化学方程式，本题的易错点和难点是电极的判断和电极方程式的书写。
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：74锂（离子）电池专题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共16题）
1．锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li + MnO2 =LiMnO2 ，下列说法中正确的是
A．Li是正极，MnO2 是负极
B．放电时负极的应应：Li - e- =Li+
C．放电时正极发生氧化反应
D．电池放电时，产生高锰酸根离子
2．通信用磷酸铁锂电池具有比能量较高、高温性能突出、绿色环保等优点。它是以磷酸铁锂为正极的二次电池，放电时正极反应为： M 1-xFexPO4+e-+Li+=Li M1- x FexPO4, 其原理如图，下列说法正确的是
A．放电时，电流由石墨电极流向磷酸铁锂电极
B．电池总反应为M 1-xFexPO4+ LiC6LiM 1-xFexPO4+6C
C．放电时 ，负极反应式为 Li C 6 – e- = Li++6C
D．充电时，Li+ 移向磷酸铁锂电极
3．2019年10月9日，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予古迪纳夫等三位科学家，表彰他们在锂离子电池方面的研究成果，钴酸锂电池是他们的研究成果之一，其工作原理为LixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2。下列说法正确的是
A．放电时Li＋从正极通过导线流向负极
B．放电时负极的电极反应式为：LixC6－xe－＝C6＋xLi+
C．充电时电池的负极与电源的正极相连
D．充电时阴极的电极反应式为：LiCoO2－xe－＝Li1－xCoO2＋xLi+
4．菲斯科(FiskerInc.)公司宣布正在开发的固态锂电池能量密度是现有电池的2.5倍，续航里程可达500英里(约804公里)，最快充电时间可以分钟计，钴酸锂(LiCoO2) 电池的工作原理如图所示，M极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料。隔膜只允许特定的离子通过。下列说法正确的是
A．电池的总反应式为:LixC6+Li1-xCoO2=C6+LiCoO2
B．M为电池的正极
C．放电时，N为负极，电极发生氧化反应
D．充电时，M为阳极，电极发生氧化反应
5．锂电池因具有安全、环保和价格低廉等优点而成为当前电池研究领域的热点。以钒酸钠(NaV3O8)为正极材料的电极反应式为NaV3O8+xLi++xe−=NaLixV3O8，则下列说法中不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式为Li−e−=Li+
B．充电过程中Li+从阳极向阴极迁移
C．充电过程中阳极的电极反应式为NaLixV3O8−xe−=NaV3O8+xLi+，NaLixV3O8中钒的化合价发生了变化
D．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质溶液
6．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图甲，电池的工作原理如图乙。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1molO2，则有4mol e－回到电源正极
C．开关K闭合给锂电池充电，X对应充电电极上的反应为Li++e－=Li
D．放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极
7．如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，电池反应为：4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法不正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．可以用水代替 SO(CH3)2做溶剂
C．电子移动方向是由a极经外电路流向b极
D．b极电极反应式是：FeS2＋4Li+＋4e-=Fe＋2Li2S
8．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后。a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极
B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－=CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－
9．如图是用一种新型锂电池电解处理含NH4+的工业废水的装置图。处理过程中，NH4+转化为可参与大气循环的气体。下列说法正确的是（ ）
A．废水处理过程中，Y电极上发生氧化反应
B．废水处理过程中，X电极附近溶液酸性减弱
C．废水处理过程中，W电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O
D．若消耗7gLi则质子交换膜左侧电解质溶液减少g
10．太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式为LixC6+Li1－x FePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是
A．放电时Li+从左边移向右边，PO从右边移向左边
B．放电时，正极反应式为：Li1－xFePO4+xLi++xe－= LiFePO4
C．充电时M极连接电源的负极，电极反应为6C+xe－=C
D．充电时电路中通过2.0mol电子，产生7.0gLi
11．如图是一种新型锂电池装置，电池充、放电反应为xLi+LiV3O8Li1+xV3O8。放电时，需先引发铁和氯酸钾反应使共晶盐熔化，下列说法正确的是（ ）
A．整个过程的能量转化只涉及化学能转化为电能
B．放电时，KClO3在正极发生还原反应
C．充电时，阳极反应为Li1+xV3O8-xe-=xLi++LiV3O8
D．放电时，转移xmol电子理论上Li-Si合金净减7g
12．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
13．水系锂电池具有安全、环保和价格低廉等优点，成为当前电池研究领域的热点。 以钒酸钠（NaV3O8）为正极材料的电极反应式为NaV3O8＋xLi＋＋xe－===NaLixV3O8，则下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋
B．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质
C．充电过程中阳极的电极反应式：NaLixV3O8－xe－=NaV3O8＋xLi＋，NaLixV3O8中钒的化合价发生变化
D．充电过程中Li＋从阳极向阴极迁移
14．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－＝Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－＝Li＋
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－＝MnO2-
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－＝Li2＋
15．一种锂离子电池的反应式为 LixC6 + Li1−xCoO2 6C+LiCoO2（x＜1）。其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．放电时，A 极电极式为：LixC6 − xe− = 6C + xLi+
B．放电时，若转移 0.3 mol 电子，石墨电极将减重 2.1g
C．充电时，Li+从左向右移动
D．若要从废旧该型锂电池的正极材料中回收锂元素，先进行放电处理，有利于 Li+尽可能从负极脱出，在正极富集
16．如图是一种可充电锂电池，反应原理是4Li＋FeS2Fe＋2Li2S，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，电子由a极经电解液流向b极
B．放电时，电解质溶液中PF6-向b极区迁移
C．充电时，b极反应式为Fe＋2Li2S－4e-=FeS2＋4Li+
D．充电时，b极消耗5.6gFe时在a极生成0.7gLi
二、填空题（共4题）
17．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，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯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。沉淀经过滤、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。
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_________________。
（2）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________。
（3）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应式为_______________________________。
18．阅读短文，回答问题。
锂离子电池是一种生活中常见的二次电池，常用于手机、笔记本电脑、电动车中。它主要依靠Li＋在正极材料(LixCOO2)和负极材料(石墨)之间往返嵌入和脱嵌来工作。低温时，由于电解液粘度增大，电池中锂离子的迁移能力下降。低温充电时石墨嵌锂速度降低，Li＋来不及嵌入石墨中形成LixC，便得到电子被还原，容易在负极表面析出金属锂，降低电池容量，影响电池安全。上海复旦大学开发了一款新型锂离子电池，其放电的工作原理如图1所示。该电池不仅在-40℃下放电比容量没有衰降，甚至在-70℃下该电池的容量保持率也能够达到常温的70%左右，极大地拓展了电池的应用范围。复旦大学团队采用凝固点低、可在极端低温条件下导电的乙酸乙酯基电解液，并采用不需要将锂离子嵌入到电极中即可完成充、放电的有机物电极，避免了低温条件下嵌入过程变慢。请依据文章内容回答下列问题。
(1)判断下列说法是否正确_________(填“对”或“错”)。
①新型锂离子电池有望在地球极寒地区使用。
②在传统锂离子电池中，金属锂是负极材料。
③若新型锂离子电池在常温下的放电比容量为99mAh·g-1，则其在-40℃下的放电比容量为99mAh·g-1。
(2)新型锂离子电池放电时，正极是_________(填“A”或“B”)。
(3)下列关于该新型锂离子电池可耐低温原因的推测中，不正确的是_________(填字母)。
a．采用与传统不同的有机物电极
b．乙酸乙酯基电解液的凝固点低
c．锂离子不需要在正负极间移动
19．锂离子电池广泛用作便携式电源，其正极材料是决定锂离子电池可逆容量与循环寿命的关键因素之一。锂二次电池一般以LiCoO2、LiFePO4等为正极材料，以石墨碳为负极材料，以溶有LPF6、LiBF4等的碳酸二乙酯(DEC) 为电解液。充电时，Li+ 从正极层状氧化物的晶格间脱出进入有机电解液，有机电解液中的Li+则进入负极，得电子后以原子形式嵌入到石墨材料的晶格中，即: 6C+xLi++xe-=LixC6，如图所示:
（1）如图所示，已知该电池电极总反应:LiCoO2+CLi1-xCoO2+CLix，充电时，该电池的正极上的反应为_______________________。
（2）放电时负极材料质量________(填“增加”、“减小”或“不变”)
（3）在实验室中，可用下列方案从废旧锂离子电池的正极材料中(主要含有LiCoO2、炭粉及少量Al、Fe等) 回收钴和锂。
①溶解过程中，通入SO2时所发生反应的化学方程式为________________________；
②除杂过程中，所得沉淀的主要成分是___________________；(写化学式)
③常温下，已知Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15，若沉淀钴时pH=9.5，则溶液中Co2+是否沉淀完全? 请列式计算说明。 _______________________________________________。
20．世界能源消费的90%以上依靠化学技术。
(1)工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g)。已知：
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·mol－1
2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－222 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1
则CO还原H2O(g)的热化学方程式为__________________。
(2)氢能被视为最具发展潜力的绿色能源，写出碱式氢氧燃料电池工作时的负极电极反应式：______________________________________________________________。
(3)一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂(LiFePO4)电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如下图，写出该电池充电时的阳极电极反应式：___________。
(4)LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，其电解法制备装置如下图。气体a通入淀粉KI溶液中，发现溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色逐渐褪去。则M极为电源的_______(填“正”或“负”)极，B极区电解液为_______(填化学式)溶液，该离子交换膜是_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜，解释蓝色褪去的原因_________________________________。
参考答案
1．B
【详解】
A．从反应方程式看,锂失去电子,做负极，A错误；
B．锂做负极,电极反应为Li - e- =Li+，B正确；
C．放电时负极失去电子发生氧化反应，C错误；
D．反应中没有高锰酸根离子生成，D错误；
故选B。
2．C
【分析】
由题中信息可知，石墨电极为电池的负极，磷酸铁锂电极为电池的正极。
【详解】
A．放电时，电流由正极流向负极，即由磷酸铁锂电极流向石墨电极，A不正确；
B．根据正极反应，可以判断电池总反应为M 1-xFexPO4+ LiC6LiM 1-xFexPO4+6C，B不正确；
C．放电时 ，负极发生氧化反应，电极反应式为 Li C 6 – e- = Li++6C，C正确；
D．充电时，阳离子向阴极移动，Li+ 移向石墨电极，D不正确。
本题选C。
3．B
【分析】
LixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2，根据放电分析，发生氧化反应的LixC6作负极，发生还原反应的Li1－xCoO2作正极，
【详解】
A选项，放电时“同性相吸”，Li＋应该在电解质溶液中从负极移向正极，故A错误；
B选项，放电时负极的电极反应式为：LixC6－xe－＝C6＋xLi+，故B正确；
C选项，充电时电池的负极与电源的负极相连，故C错误；
D选项，充电时阴极的电极反应式为：C6＋xLi+＋xe－＝LixC6，故D错误；
综上所述，答案为B。
【点睛】
分析方程式，化合价升高的为负极，化合价降低为正极，充电时负极连接电源的负极，正极连接电源的正极。
4．A
【分析】
根据图中锂离子的移动方向可知，M为原电池的负极，N为原电池的正极。电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，负极反应为：LixC6-xe-=C6+xLi+，正极电极反应：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，电池总反应为：LixC6+Li1-xCoO2=C6+LiCoO2，据此分析选项。
【详解】
A.由上述分析可知，电池的总反应式为：LixC6+Li1-xCoO2=C6+LiCoO2，故A正确；
B.由上述分析可知，M为原电池的负极，故B错误；
C.放电时，N原电池的正极，电极发生还原反应，故C错误；
D.充电时，M为阴极，电极发生还原反应，故D错误；
答案选A。
5．D
【详解】
A．由锂电池的示意图知，电池的负极材料为Li，故负极的电极反应式为Li−e−=Li+，A正确；
B. 由题给信息知充电过程中阳极反应式为NaLixV3O8−xe−=NaV3O8+xLi+，充电时，阳离子向阴极移动，即生成的Li+从阳极向阴极迁移，B正确；
C．由题给信息知充电过程中阳极反应式为NaLixV3O8−xe−=NaV3O8+xLi+，NaLixV3O8中钒的化合价共升高了x价， C正确；
D．因Li在常温下与水能发生反应，故不能用硫酸钠溶液作电解质溶液，D错误；
答案选D。
6．C
【分析】
可充电锂空气电池放电时，活泼的锂是负极，电极反应式为Li—e－= Li+，纸张中的石墨作锂电池的正极，电极反应式为O2↑+2Li++2e-=Li2O2，电解质里的Li+离子由负极移向正极；开关K闭合给锂电池充电，电池负极接电源的负极，充电时阳极上发生失电子的氧化反应。
【详解】
A项、可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，故A错误；
B项、充电时，阳极的电极反应式为Li2O2-2e-=O2↑+2Li+，若阳极放出1molO2，则有2mol e－回到电源正极，故B错误；
C项、开关K闭合给锂电池充电，电池负极X接锂电池的负极，X对应充电电极为阴极，阴极上的反应式为Li++e－=Li，故C正确；
D项、放电时，阳离子向正极移动， Li+由负极经过有机电解质溶液移向正极，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查二次电池的工作原理，涉及了原电池和电解池的工作原理，掌握电极的判断和电极反应式的书写，注意电解质溶液中阴阳离子的移动方向是解答关键。
7．B
【详解】
A.锂电池是属于原电池，该装置将化学能转化为电能，故A正确；
B.若用水代替SO(CH3)2做溶剂，则水会和锂直接反应而无电流产生，故B错误；
C.a为电池的负极，b为电池的正极，电子从电池的负极经外电路流向电池的正极，故C正确；
D.b为电池的正极，电极反应式为：FeS2＋4Li+＋4e-=Fe＋2Li2S，故D正确；
本题答案为B。
8．D
【分析】
根据题意，结合图示，a电极上一直有气泡产生，且a电极的材料为铜，故a电极为阴极，b电极为阳极，c为阴极，d极为阳极，d电极反应式为：Cu＋Cl--e-=CuCl，d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。
【详解】
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋6C，LixC6中C为负价，根据电池总反应，C的化合价升高，失电子，发生氧化反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2为正极，得到电子，故A错误；
B．没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算氯气的体积，故B错误；
C．a电极一直由气泡产生，且a电极的材料为铜，故a电极为阴极，b电极为阳极，d极为阳极，电极反应式为：Cu＋Cl--e-=CuCl，故C错误；
D．结合C项分析，d电极先产生CuCl白色沉淀，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应为：CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－，故D正确；
答案选D。
9．D
【分析】
由已知信息和装置图可知，右边为锂电池，为原电池，左边为电解池，Z为负极，电极反应式为Li-e- = Li+，W为正极，电极反应式为O2+4e- + 2H2O=4OH-，Y为阴极，电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+2OH-，X为阳极，电极反应式2NH4+-6e- = N2↑+8H+，据此解答。
【详解】
由已知信息和装置图可知，右边为锂电池，为原电池，左边为电解池，Z为负极，电极反应式为Li-e- = Li+，W为正极，电极反应式为O2+4e- + 2H2O=4OH-，Y为阴极，电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+2OH-，X为阳极，电极反应式2NH4+-6e- = N2↑+8H+，
A．废水处理过程中，Y电极是电解池的阴极，该电极发生还原反应，A项错误；
B．废水处理过程中，X电极发生氧化反应，电极反应式为2NH4+-6e- = N2↑+8H+，所以附近溶液酸性应增强，B项错误；
C．由以上分析知，W为正极，电极反应式为O2+4e- + 2H2O=4OH-，C项错误；
D．消耗7gLi，即1mol Li，则电路中转移电子为1mol，根据2NH4+-6e- = N2↑+8H+可知，质子交换膜左侧会有逸出，并且会有1molH+移动向右侧电解质溶液，则左侧电解质溶液减少的质量为，D项正确；
故选D。
【点睛】
D项是学生们学习的难点，X为阴极，电极反应式2NH4+-6e- = N2↑+8H+，当转移6mol电子时，会有1mol氮气逸出，消耗2mol正电荷，生成8mol正电荷，则为平衡电荷，会有6mol氢离子通过质子交换膜移动向右侧，而不是8mol，这是学生们的易错点。
10．B
【详解】
A．M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，含有Li单质。M电极为负极，放电时，阳离子向正极移动，Li＋从左向右移动，隔膜只允许Li＋通过，PO43－不能通过，A项错误；
B．放电时，正极得到电子，Li1－xFePO4变成LiFePO4，根据电子守恒，Li1－xFePO4+xLi++xe－= LiFePO4，B项正确；
C．放电时，M为负极，充电时M为阴极，连接电源的负极，生成LixC6，电极反应为6C+xLi++xe－= LixC6，C项错误；
D．C是锂的载体，根据6C+xLi++xe－= LixC6，转移xmole－得到xmolLi，则转移2mole－，生成2molLi单质，为14g，D项错误；
本题答案选B。
11．C
【分析】
放电时，电池反应式为xLi+LiV3O8=Li1+xV3O8，负极反应式为xLi-xe-═xLi+，正极反应式为xLi++LiV3O8+xe-═Li1+xV3O8，充电时，阴离子移向阳极，据此分析解答。
【详解】
A．整个过程的能量转化涉及化学能转化为电能以及化学能和热能之间的转化，故A错误；
B．根据分析可知放电时，KClO3并不参与电极反应，故B错误；
C．充电时阳极失电子发生氧化反应，即放电时正极的逆反应，所以电极方程式为：Li1+xV3O8-xe-=xLi++LiV3O8，故C正确；
D．放电时，Li-Si合金为负极，根据电极方程式可知转移xmol电子时，消耗xmolLi单质，故减轻的质量为7xg；
故答案为C。
【点睛】
二次电池充电时阳极为放电时的正极，阴极为放电时的负极。
12．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。
13．B
【解析】
试题分析：A．放电时锂是负极，失去电子变成锂离子，正确；B．因为锂能和硫酸钠溶液中的水反应，所以不能使用硫酸钠溶液做电解质，错误；C．充电时阳极失去电子，反应时钒的化合价变化，正确；D．充电时阳离子会由阳极向阴极移动，正确。选B。
考点：原电池原理和电解池的原理应用
14．B
【分析】
在原电池中，失电子的金属为负极，发生失电子的氧化反应，得电子的物质在正极发生还原反应，锂电池是一种体积小，储存能量较高的可反复充电的环保电池。
【详解】
A．根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故A错误；
B．根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故B正确；
C．MnO2是正极，电极反应为MnO2+e-=MnO2-，故C错误；
D．负极电极反应为：Li-e-=Li+，故D错误；
故答案为B。
15．C
【详解】
A. 根据图中信息，Li+向B极移动，则B极为正极，A极为负极，因此放电时，A 极电极式为：LixC6 − xe− = 6C + xLi+，故A正确；
B. 放电时，根据LixC6 − xe− = 6C + xLi+，若转移 0.3 mol 电子，则石墨电极将减重0.3 mol ×7 g∙mol−1=2.1g，故B正确；
C. 充电时，根据“异性相吸”，得到Li+从右向左移动，故C错误；
D. 若要从废旧该型锂电池的正极材料中回收锂元素，先进行放电处理，有利于 Li+尽可能从负极脱出，进入到正极，有利于锂在LiCoO2极回收，故D正确。
综上所述，答案为C。
16．C
【解析】
【分析】
由所给的反应原理可判断原电池时，Li易失电子作负极，所以a是负极、b是正极，负极反应式为Li-e-═Li+，LiPF6是电解质，则正极反应式为 FeS2+4Li++4e-═Fe+2Li2S。
【详解】
A.电子从负极沿导线流向正极，电子不经过电解质溶液，A错误；
B.原电池中阴离子移向负极，电解质溶液中PF6-应向a极区迁移，B错误；
C.充电时,原电池中负极变阴极，正极变阳极，则电解时b极为阳极，反应式为Fe＋2Li2S－4e-=FeS2＋4Li+，C正确；
D. 由所给原理4Li＋FeS2Fe＋2Li2S，可得关系式，b极消耗5.6gFe时在a极生成2.8gLi，D错误；
故选C。
17．以免磷酸亚铁锂被氧化 Fe-2e-+Li+H2PO4-＝LiFePO4+2H+ FePO4+e-+Li+＝LiFePO4
【详解】
试题分析：（1）亚铁离子具有强还原性，制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行，其原因就是为了防止磷酸亚铁锂被氧化；
（2）电解池中阳极失去电阻，发生氧化反应则阳极是铁失电子生成磷酸亚铁锂，电极反应式为Fe－2e-＋Li＋H2PO4-＝LiFePO4＋2H+；
（3）锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，电极反应为LiFePO4═FePO4+Li++e-，该电池放电时，正极发生还原反应，与充电时的阳极反应相反，电极反应式为FePO4+e-+Li+＝LiFePO4。
考点：考查原电池和电解质的工作原理
18．①正确、②错误、③正确 A c
【分析】
结合短文提供的信息和原电池化学原理分析解题。
【详解】
(1)①新型锂离子电池在-40C下放电比容量没有衰降，在-700C下电池的容量保持率也能达到常温的70%左右，所以新型锂离子电池有望在地球极寒地区使用，故①正确；
②传统锂离子电池中正极材料( LixCoO2)，负极材料是石墨，Li+嵌入石墨中形成LixC，LixC失去电子，电池工作放电，故②错误；
③电池在-40C下放电比容量没有衰降，即新型锂离子电池在常温下和-40C下的放电比容量相等，均为99 mAh•g-1，故③正确；
(2)原电池工作时，电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。由新型锂离子放电原理图可知，Li+由B电极移向A电极，TFSI-由A电极移向B电极，所以B电极为负极，A电极为正极；
(3)a．新型锂离子电池可能采用快速完成充、放电的有机物电极，避免低温条件下嵌入过程变慢，以提高电池的放电比容量，故a正确；
b．新型锂离子电池可能采用极端低温条件下能导电的乙酸乙酯基电解液，避免低温条件下嵌入过程变慢，说明乙酸乙酯基电解液凝固点低，故b正确；
c．锂离子电池主要依靠Li+在正极材料和负极材料之间往返嵌入和脱嵌来工作，锂离子在正负极间移动能形成闭合通路，对外供电，故c错误；
故答案为：c。
【点睛】
考查新型锂离子电池的工作原理，把握短文中新型锂离子电池的研究信息、结合原电池的原理迁移运用信息即可解答该题，注意信息的提炼和比较，难点是准确分析新型锂离子电子与传统锂离子电池的原理和性能差异。
19． LiCoO2―xe－＝Li(1－x)CoO2＋xLi+ 减小 2LiCoO2＋SO2＋2H2SO4＝Li2SO4＋2CoSO4＋2H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 c(Co2+)＝＝1.09×10－6 mol/L＜1×10－5 mol/L，沉淀完全
【解析】本题主要考查原电池原理。
（1）该电池充电时，正极LiCoO2失去Li+，正极上的反应为LiCoO2―xe－＝Li(1－x)CoO2＋xLi+。
（2）放电时负极材料失去Li+而质量减小。
（3）①SO2具有较强还原性，溶解过程中，通入SO2时LiCoO2中Co由+3被还原为+2，所发生反应的化学方程式为2LiCoO2＋SO2＋2H2SO4＝Li2SO4＋2CoSO4＋2H2O；
②除杂过程中，所得沉淀的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。
③c(OH-) ==mol/L=1×10-4.5mol/L，c(Co2+)=＝mol/L＝1.09×10－6 mol/L＜1×10－5 mol/L，沉淀完全。
20．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g) ＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1 H2－2e－＋2OH－===2H2O LiFePO4－xe－===Li(1－x)FePO4＋xLi＋ 负 LiCl 阳 氯气将生成的I2继续氧化为更高价态的碘的化合物
【解析】
(1)已知在25℃时：①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H3=-394kJ/mol，②2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)△H2=-222kJ/mol，③H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H2=-242kJ/mol，由盖斯定律，①-③-②×得：CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)，故△H=△H3-△H2-△H1=-394kJ/mol-(-242kJ/mol)-(-111kJ/mol)=-41kJ/mol，故答案为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41 kJ/mol；
(2)燃料电池的负极上是燃料氢气失电子的氧化反应，根据电解质是碱性环境，所以负极上的电极反应式：H2-2e-+2OH-═2H2O，故答案为H2-2e-+2OH-═2H2O；
(3)充电时发生氧化反应为阳极，电极反应式为：LiFePO4-xe-═Li(1-x)FePO4+xLi+，故答案为LiFePO4-xe-═Li(1-x)FePO4+xLi+；
(4)电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，左侧生成氢气，则A中氢离子放电，可知A为阴极，M是负极，在A中制备LiOH，Li+由A经过阳离子交换膜向B移动，离子交换膜是阳离子交换膜；B中为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气，Cl2将I2氧化成更高价态的碘的化合物，导致蓝色褪去故答案为负；LiCl；阳；气体a(Cl2)将I2氧化成更高价态的碘的化合物。
点睛：本题考查反应热有关计算、原电池原理和电解原理及其应用。注意利用盖斯定律构造目标热化学方程式，本题的易错点和难点是电极的判断和电极方程式的书写。
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