Question

美國(guó)IBM公司設(shè)計(jì)出了一款新型鋰空氣電池，其原理就是通過(guò)吸入空氣與設(shè)備內(nèi)的鋰離子發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行能量的提供。因其獨(dú)特的放電方式，也稱(chēng)呼吸式電池。負(fù)極采用金屬鋰條，負(fù)極的電解液采用含有鋰鹽的有機(jī)電解液。中間設(shè)有用于隔開(kāi)正極和負(fù)極的鋰離子固體電解質(zhì)。正極的水性電解液使用堿性水溶性凝膠，與由微細(xì)化碳和廉價(jià)氧化物催化劑形成的正極組合。如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

A．負(fù)極反應(yīng)：Li-e-=Li+，金屬鋰以鋰離子（Li+）的形 式溶于有機(jī)電解液，電子供應(yīng)給導(dǎo)線。溶解的鋰離子（Li+）穿過(guò)固體電解質(zhì)移到正極的水性電解液中。

B．正極反應(yīng)：O2+2H2O+4e- =4OH- ，在正極的水性電解液中與鋰離子（Li+）結(jié)合生成水溶性氫氧化鋰（LiOH），并能實(shí)現(xiàn)鋰元素的循環(huán)。

C．在負(fù)極的有機(jī)電解液和空氣極的水性電解液之間，用只能通過(guò)鋰離子的固體電解質(zhì)隔開(kāi)，以防止兩電解液發(fā)生混合，而且能促進(jìn)電池發(fā)生反應(yīng)。

D．鋰-空氣電池至今都未普及，原因是它存在致命缺陷，即固體反應(yīng)生成物氧化鋰（Li2O）在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導(dǎo)致放電停止。

 

Answer 1

D

【解析】

試題分析：A、根據(jù)離子移動(dòng)方向可知，鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-=Li+，金屬鋰以鋰離子（Li+）的形式溶于有機(jī)電解液，電子供應(yīng)給導(dǎo)線．溶解的鋰離子（Li+）穿過(guò)固體電解質(zhì)移到正極的水性電解液中，正確；B、正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-=4OH-，在正極的水性電解液中與鋰離子（Li+）結(jié)合生成水溶性氫氧化鋰（LiOH），并能實(shí)現(xiàn)鋰元素的循環(huán)，正確；C、鋰和水反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣，所以不能讓金屬鋰與水性電解液直接接觸，在負(fù)極的有機(jī)電解液和空氣極的水性電解液之間，用只能通過(guò)鋰離子的固體電解質(zhì)隔開(kāi)，以防止兩電解液發(fā)生混合，而且能促進(jìn)電池發(fā)生反應(yīng)，正確；D、在鋰-空氣電池中，由于放電反應(yīng)生成的并非是固體的Li2O，而是容易溶解在水性電解液中的LiOH，錯(cuò)誤，答案選D。

考點(diǎn)：考查原電池和電解池原理，正負(fù)極的判斷