电流电路典型例题（第6章微题型57基于锂）

1．(2020·邹城市兖矿第一中学高三期末)科学工作者研发了一种SUNCAT的系统，借助锂循环可持续合成氨，其原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．过程Ⅰ得到的Li3N的电子式为

B．过程Ⅱ生成W的反应为Li3N＋3H2O===3LiOH＋NH3↑

C．反应Ⅲ中能量转化的方式是电能转变为化学能

D．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应

2．据报道，我国已研制出“可充室温钠—二氧化碳电池”，电极材料为钠金属片和碳钠米管，电解液为高氯酸钠—四甘醇二甲醚，电池总反应为4Na＋3CO22Na2CO3＋C，生成固体Na2CO3沉积在碳钠米管上。下列叙述不正确的是(　　)

A．放电时钠金属片发生氧化反应

B．充电时碳钠米管接直流电源的正极

C．充电时的阳极反应为C＋2Na2CO3－4e－===3CO2↑＋4Na＋

D．放电时每消耗3 mol CO2，转移12 mol电子

3．(2020·陕西汉中高三一模)某种钠—空气水电池的充、放电过程原理示意图如图所示，下列有关说法错误的是(　　)

A．放电时，Na＋向正极移动

B．放电时，电子由钠箔经过导线流向碳纸

C．充电时，当有0.1 mol e－通过导线时，则钠箔增重2.3 g

D．充电时，碳纸与电源负极相连，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

4．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述正确的是(　　)

A．放电时Zn是正极

B．放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

C．充电时Fe(OH)3被还原

D．充电时电解液的碱性增强

5．(2021·武汉月考)三元锂电池是以镍钴锰为正极材料的新型电池，镍钴锰材料可表示为Li1－nNixCoyMnzO2，x＋y＋z＝1，通常简写为Li1－nMO2，Ni、Co、Mn三种元素分别显＋2、＋3、＋4价。其充电时总反应为LiMO2＋C6Li1－nMO2＋LinC6。下列说法错误的是(　　)

A．放电和充电时，电解液的主要作用都是传递离子，构成闭合回路

B．在Li1－nMO2材料中，若x∶y∶z＝2∶3∶5，则n＝0.3

C．放电时，正极反应为Li1－nMO2＋nLi＋＋ne－===LiMO2

D．充电时，当转移0.2a mol电子，负极材料减重1.4a g

6．一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO＋12H2O。有关此电池的推断不正确的是(　　)

A．通入氧气的电极为正极

B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2

C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降

D．放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小

7．(2020·深圳市高级中学高三开学考试)装置为锂钒氧化物二次电池，其成本较低，且对环境无污染：V2O5＋xLiLixV2O5；在下图中用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍。下列说法正确的是(　　)

A．该电池充电时，B电极的电极反应式为LixV2O5－xe－===V2O5＋xLi＋

B．锂钒氧化物二次电池可以用LiCl水溶液作为电解液

C．电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度会增大

D．当锂钒氧化物二次电池中有7 g Li参与放电时，一定能得到29.35 g镍

8．新型锂离子电池材料Li2MSiO4(M为Fe，Co，Mn，Cu等)是一种发展潜力很大的电池电极材料。工业制备Li2MSiO4有两种方法。

方法一　固相法：2Li2SiO3＋FeSO4Li2FeSiO4＋Li2SO4＋SiO2。

方法二　溶胶—凝胶法：CH3COOLi、Fe(NO3)3、Si(OC2H5)4等试剂胶体干凝胶Li2FeSiO4。

(1)固相法中制备Li2FeSiO4过程采用惰性气体气氛，其原因是________________________________________________________________________。

(2)溶胶—凝胶法中，检查溶液中有胶体生成的方法是

________________________________________________________________________；

生产中，生成1 mol Li2FeSiO4整个过程转移电子的物质的量为________mol。

(3)以Li2FeSiO4和嵌有Li的石墨为电极材料，含锂的导电固体作电解质，构成电池的总反应式为Li＋LiFeSiO4Li2FeSiO4，则该电池的负极是________；充电时，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

(4)使用(3)组装的电池必须先________。

9．(2020·甘肃高三期中)钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。

(1)Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示：

①加入试剂a后发生反应的离子方程式为_____________________________________

________________________________________________________________________。

②操作b为________，操作c为________。

③Al(NO3)3待测液中，c(Al3＋)＝__________mol·L－1(用m、V表示)。

(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na＋)为电解质，其反应原理如下图所示：

①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在________范围内(填字母)。

物质	Na	S	Al2O3
熔点/℃	97.8	115	2 050
沸点/℃	892	444.6	2 980

a.100 ℃以下 b．100～300 ℃

c．300～350 ℃ d．350～2 050 ℃

②放电时，电极A为________极。

③放电时，内电路中Na＋的移动方向为________(填“从A到B”或“从B到A”)。

④充电时，总反应为Na2Sx===2Na＋xS(3<x<5)，则阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

10．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右图。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________________________________________________________________________。

11．(2020·北京海淀高三一模)镍镉电池是应用广泛的二次电池，其总反应为：

Cd＋2NiOOH＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2

制造密封式镍镉电池的部分工艺如下：

Ⅰ.Ni(OH)2的制备

以硫酸镍(NiSO4)为原料制备Ni(OH)2的主要过程如下图所示。制备过程中，降低Ni(OH)2沉淀速率，可以避免沉淀团聚，提升电池性能。

已知：Ni2＋＋6NH3·H2O[Ni(NH3)6]2＋＋6H2O

(1)操作a是________。

(2)制备过程中，需先加氨水，再加过量NaOH，请分析：

①先加氨水的目的是___________________________________________________________。

②用化学平衡移动原理分析加入NaOH需过量的原因是

________________________________________________________________________。

(3)用无水乙醇代替水洗涤滤渣的优点是____________________________________________

(答出1条即可)。

Ⅱ.镍镉电池的组装

主要步骤：①将Ni(OH)2和Cd(OH)2固定，中间以隔膜隔开(如图所示)；②将多组上述结构串联；③向电池中注入KOH溶液；④密封。

(4)下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是______(填字母)。

a．密封镍镉电池可以避免KOH变质

b．镍电极为电池的负极，镉电极为电池的正极

c．电池组装后，应先充电，再使用

Ⅲ.过度充电的保护

电池充电时，若Cd(OH)2和Ni(OH)2耗尽后继续充电，会造成安全隐患，称为过度充电。制造电池时，在镉电极加入过量的Cd(OH)2可对电池进行过度充电保护，该方法称为镉氧循环法。

(5)Cd(OH)2耗尽后继续充电，镉电极上生成的物质为________。

(6)已知：①隔膜可以透过阴离子和分子，②O2可以与Cd发生反应生成Cd(OH)2。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

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