Question

(11分)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4，溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列問題：

（1）外電路的電流方向是由________極流向________極。(填字母)

（2）電池正極反應(yīng)式為__________________________。

（3）是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？________(填“是”或“否”)，原因是 ________________________________________________。

（4）MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)，生成K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為____。

 

Answer 1

（11分）（1）b（1分） a（1分）

（2）MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2

（3）否 （1分） 電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)

（4）3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O 2∶1

【解析】

試題分析：（1）該電池中Li失去電子生成Li+，所以Li作電池的負(fù)極，則a是負(fù)極，b是正極，所以外電路中的電流方向由正極流向負(fù)極，所以從b流向a；

（2）正極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)Li＋通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。則MnO2得電子與鋰離子生成LiMnO2。電解反應(yīng)式為MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2

（3）不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑，因?yàn)長i是活潑金屬，與水反應(yīng)，消耗Li，無法參與原電池反應(yīng)，不能產(chǎn)生電流；

（4）MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)，生成K2MnO4，Mn元素的化合價(jià)升高，根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，Cl元素的化合價(jià)降低，所以產(chǎn)物中有KCl生成，結(jié)合元素守恒，產(chǎn)物中還有誰生成，所以化學(xué)方程式為3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，Mn元素的化合價(jià)由+6價(jià)變?yōu)?7、+4價(jià)，根據(jù)得失電子守恒，則生成KMnO4的物質(zhì)的量是生成MnO2物質(zhì)的量的2倍，所以生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為2:1.

考點(diǎn)：考查原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)的計(jì)算