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美国IBM公司设计出了一款新型锂空气电池,其原理就是通过吸入空气与设备内的锂离子发生反应,进行能量的提供.因其独特的放电方式,也称呼吸式电池.负极采用金属锂条,负极的电解液采用含有锂盐的有机电解液.中间设有用于隔开正极和负极的锂离子固体电解质.正极的水性电解液使用碱性水溶性凝胶,与由微细化碳和廉价氧化物催化剂形成的正极组合.如图所示.下列说法不正确的是(  )
A、负极反应:Li-e-=Li+,金属锂以锂离子(Li+)的形式溶于有机电解液,电子供应给导线.溶解的锂离子(Li+)穿过固体电解质移到正极的水性电解液中
B、正极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-,在正极的水性电解液中与锂离子(Li+)结合生成水溶性氢氧化锂(LiOH),并能实现锂元素的循环
C、在负极的有机电解液和空气极的水性电解液之间,用只能通过锂离子的固体电解质隔开,以防止两电解液发生混合,而且能促进电池发生反应
D、锂-空气电池至今都未普及,原因是它存在致命缺陷,即固体反应生成物氧化锂(Li2O)在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止
考点:化学电源新型电池
专题:电化学专题
分析:放电时,该装置是原电池,锂易失电子而作负极,电极反应式为Li-e-=Li+,根据图知,该原电池为碱性电池,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,充电时,锂电极得电子作阴极,与原电池负极相连,电解熔融氢氧化锂时,阴极上得电子发生还原反应.
解答: 解:A.根据离子移动方向知,锂失电子发生氧化反应而作负极,电极反应式为Li-e-=Li+,金属锂以锂离子(Li+)的形式溶于有机电解液,电子供应给导线.溶解的锂离子(Li+)穿过固体电解质移到正极的水性电解液中,故A正确;
B.正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,在正极的水性电解液中与锂离子(Li+)结合生成水溶性氢氧化锂(LiOH),并能实现锂元素的循环,故B错误;
C.锂和水反应生成氢氧化锂和氢气,所以不能让金属锂与水性电解液直接接触,在负极的有机电解液和空气极的水性电解液之间,用只能通过锂离子的固体电解质隔开,以防止两电解液发生混合,而且能促进电池发生反应,故C正确;
D.在锂-空气电池中,由于放电反应生成的并非是固体的Li2O,而是容易溶解在水性电解液中的LiOH,故D错误;
故选D.
点评:本题考查了原电池和电解池原理,根据阴阳离子的移动方向确定正负极,明确各个电极上发生的电极反应是解本题关键.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

下列物质中阴离子和阳离子所具有的电子数相等的是(  )
A、Na2S
B、NaF
C、KCl
D、MgCl2

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列说法不正确的是(  )
A、常温下,向醋酸钠溶液中滴加盐酸至溶液呈中性一定有:c(CH3COOH)=c(Cl-)
B、某酸式盐NaHA溶液中一定有:c(OH-)+c(A2-)=c(H+)+c(H2A)
C、NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2至溶液恰好呈中性c(Na+)>c(SO42-)>c(OH-)=c(H+)
D、0.5mol/L 的Na2S溶液中:
1
2
c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.5mol/L

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列判断中,正确的是(  )
A、CH3COONH4与H2N-CH2-COOH是同分异构体
B、CH3CH2Cl与CH2ClCH3是同分异构体
C、H2N-CH2-COOH与CH3-CH2-NO2是同分异构体
D、与CH3CHO是同分异构体

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列说法正确的是(  )
A、利用高纯度二氧化硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能
B、硝化甘油、火棉、TNT均是硝酸酯化反应以后的产物
C、煤中加入生石灰、汽车中加装尾气处理装置、利用二氧化碳制造全降解塑料都能有效减少环境污染
D、红外光谱法、紫外光谱法、核磁共振、同位素示踪法等都是现代化学测定有机物结构的常用方法

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列气态氢化物稳定性最强的是(  )
A、HF
B、NH3
C、PH3
D、H2S

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列物质中属于纯净物的是(  )
A、孔雀石B、铝土矿
C、明矾D、漂白粉

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科目:高中化学 来源: 题型:

某物质化学式为NH5,常温下是固态,能与水剧烈反应放出两种气体.在NH5中的各原子均具有稀有气体的稳定结构,则下列对NH5的描述中正确的是(  )
A、NH5与水的反应是氧化还原反应
B、NH5由分子构成
C、NH5属于离子化合物
D、NH5中N的化合价为-5价

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科目:高中化学 来源: 题型:

一定温度下,在2L的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示.根据图象进行计算:

(1)反应开始到5min时,A的反应速率为
 
;
(2)反应进行到5min时,B的转化率为
 
;
(3)反应的化学方程式为:
 
,该反应的平衡常数表达式为:
 
.

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