1.天津是我国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钴( LiCoO 2),充电时 LiCoO 2中 Li被氧化, Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳( C 6)中,以 LiC 6表示。电池反应为 LiCoO 2+ C 6 CoO 2+ LiC 6,下列说法正确的是( )
A.充电时,电池的负极反应为 LiC 6- e-= Li++ C 6
B.放电时,电池的正极反应为 CoO 2+ Li++ e-= LiCoO 2
C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
解析: A项充电时,发生电解池反应,电池负极即为电解池阴极,发生还原反应: Li++ C 6+ e-= LiC 6; B项放电时,发生原电池反应,电池正极发生还原反应; C项含活泼氢的有机物作电解质易得电子; D项锂相对原子质量小、密度最小,所以锂离子电池的比能量高,故正确选项为 B项。
答案: B
2.有人设计出利用 CH 4和 O 2的反应,用铂电极在 KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于 CH 4在 O 2中燃烧,则下列说法正确的是( )
①每消耗 1 mol CH 4可以向外电路提供 8 mol e-
②负极上 CH 4失去电子,电极反应式: CH 4+ 10 OH-- 8 e-= CO+ 7 H 2 O
③负极上是 O 2获得电子,电极反应式为: O 2+ 2 H 2 O+ 4 e-= 4 OH-
④电池放电后,溶液 pH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
解析:本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用,首先要判断出电池的正负极,其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应,若发生的是失电子反应则是原电池的负极,反之是正极。 CH 4在铂电极上发生类似于 CH 4在 O 2中的燃烧反应,即 CH 4→ CO 2,严格讲生成的 CO 2还与 KOH反应生成 K 2 CO 3,化合价升高,失去电子,是电池的负极,电极反应式为 CH 4- 8 e-+ 10 OH-= CO+ 7 H 2 O, 1 mol CH 4参加反应有 8 mol e-发生转移, O 2在正极上发生反应,获得电子,电极反应为 O 2+ 2 H 2 O+ 4 e-= 4 OH-。虽然正极产生 OH-,负极消耗 OH-,但从总反应 CH 4+ 2 O 2+ 2 KOH= K 2 CO 3+ 3 H 2 O可看出是消耗 KOH,所以电池放电时溶液的 pH不断下降,故①②正确,③④错误。
答案: A