Question

（1）2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖1所示的水溶液鋰離子電池體系，電池的負(fù)極是

 

（填寫(xiě)a或b），電極反應(yīng)是

 

，發(fā)生還原反應(yīng)的元素是

 

（2）一種新型的鋰電池反應(yīng)原理如圖2所示，其中電解質(zhì)LiClO₂溶于混合有機(jī)溶劑中，Li⁺通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO₂ 晶格中，生成LiMnO₂．回答下列問(wèn)題．
①若電路中通過(guò)2mol電子，消耗的正極材料的質(zhì)量是

 

；
②電池正極反應(yīng)式為

 

；
③是否可用是代替電池中的混合有機(jī)溶劑？

 

（填“是”或“否”），原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）放電時(shí)，電池反應(yīng)式為L(zhǎng)i_1-xMn₂O₄+xLi=LiMn₂O₄，負(fù)極反應(yīng)式為xLi-xe^-═xLi⁺，正極反應(yīng)式為xLi⁺+Li_1-xMn₂O₄+xe^-═LiMn₂O₄；
（2）形成原電池反應(yīng)時(shí)，Li為負(fù)極，被氧化，電極方程式為L(zhǎng)i-e^-=Li⁺，MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，結(jié)合電極方程式以及元素化合價(jià)的變化解答該題．

解答： 解：（1）放電時(shí)，電池反應(yīng)式為L(zhǎng)i_1-xMn₂O₄+xLi=LiMn₂O₄，負(fù)極反應(yīng)式為xLi-xe^-═xLi⁺，正極反應(yīng)式為xLi⁺+Li_1-xMn₂O₄+xe^-═LiMn₂O₄，故答案為：b；xLi-xe^-═xLi⁺；Li；
（2）①Li為負(fù)極，MnO₂為正極，正極電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，若電路中通過(guò)2mol電子，消耗正極材料MnO₂的質(zhì)量為：87g×2=174g，故答案為：174g；
②MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，故答案為：Li⁺+MnO₂+e^-=LiMnO₂；
③因負(fù)極材料為L(zhǎng)i，可與水反應(yīng)，則不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑，
故答案為：否；電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng)：側(cè)重于電化學(xué)知識(shí)以及氧化還原反應(yīng)的全面考查，題目難度適中，能很好地考查學(xué)生的分析能力以及電化學(xué)知識(shí)的綜合理解和運(yùn)用，難度中等．