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高中 | 原电池工作原理题目答案及解析如下,仅供参考!
选修四
第四章 电化学基础
第一节 原电池
原电池工作原理
锂离子电池更是近些年来应用非常广泛的一种电池,当前市场上常用${\rm LiNi}_{x}{\rm Co}_{y}{\rm Mn}_{1-x-y}\rm O_{2}\rm ($简称$\rm NCM\rm )$或$\rm LiFePO_{4}\rm ($简称$\rm LFP\rm )$做正极,用石墨做负极,石墨层中镶嵌有$\rm Li^{+}$和电子,其放电时的结构示意图如图所示。
已知$\rm LFP$锂电池充、放电时总反应为:${\rm Li}_{1 - x}{\rm FePO}_{4} + {\rm Li}_{x}\rm C\overset{放电}{\underset{充电}{\rightleftharpoons}}LiFePO_{4} + C(石墨)\rm (Li$元素化合价不发生变化$\rm )$,下列叙述正确的是$\rm (\qquad)$
锂离子电池放电时,$\\rm Li^{+}$从正极迁移到负极
","锂离子电池放电时,正极电极方程式为${\\rm Li}_{1-x}{\\rm FePO_{4}} + x{\\rm Li}^{+} + x\\rm e^{−} = LiFePO_{4}$
","给锂离子电池充电时,石墨$\\rm (C)$做阴极
","给锂离子电池充电时,当外电路转移$\\rm N_{A}$个电子,通过隔膜的$\\rm Li^{+}$质量为$7x\\rm g$
"]由图可知,放电时,$\rm Li^{+}$向$\rm LiFePO_{4}\rm ($简称$\rm LFP\rm )$,则$\rm LiFePO_{4}\rm ($简称$\rm LFP\rm )$为正极,石墨为负极,以此解答。
$\rm A$.锂离子电池放电时石墨$\rm (C)$作负极,阳离子移向正极,即$\rm Li^{+}$从负极迁移到正极,故$\rm A$错误;
$\rm B$.锂离子电池放电时,正极上$\rm Li_{1-x}FePO_{4}$得电子生成$\rm LiFePO_{4}$,正极反应式为$\rm Li_{1-x}FePO_{4}+xLi^{+}+xe^{-}=LiFePO_{4}$,故$\rm B$正确;
$\rm C$.给锂离子电池充电时,石墨$\rm (C)$与电源负极相接,作阴极,故$\rm C$正确;
$\rm D$.$\rm Li^{+}$和电子所带电荷数相等,给锂离子电池充电时,当外电路转移$\rm N_{A}$个电子,即转移$\rm 1\;\rm mol$电子,通过隔膜的$\rm Li^{+}$为$\rm 1\;\rm mol$,质量为$\rm 1\;\rm mol \times 7\;\rm g/mol=7\;\rm g$,故$\rm D$错误;
故答案为:$\rm BC$。
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