Question

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KMnO₂和MnO₂的物質(zhì)的量之比為________。

Answer 1

(1)b　a

(2)MnO₂＋e^－＋Li^＋===LiMnO₂

(3)否　電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)

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

[解析] (1)該電池工作時(shí)Li失去電子作負(fù)極、MnO₂得到電子作正極，故外電路的電流方向是由b極流向a極。(2)電池正極上MnO₂得到電子，其中＋4價(jià)的Mn元素變?yōu)椋?價(jià)，由此可以寫出電池的正極反應(yīng)式為MnO₂＋e^－＋Li^＋===LiMnO₂。(3)由于Li易與水反應(yīng)，故不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。(4) 因錳元素價(jià)態(tài)升高，故KClO₃被還原為KCl，故可將方程式先寫成：MnO₂＋KOH＋KClO₃―→K₂MnO₄＋KCl，依得失電子守恒得：3MnO₂＋KOH＋KClO₄―→3K₂MnO₄＋KCl，再根據(jù)質(zhì)量守恒知KOH前應(yīng)該配6，右側(cè)還有“3H₂O”。K₂MnO₄(Mn為＋6價(jià))在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄(錳為＋7價(jià))和MnO₂(錳為＋4價(jià))。由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知生成的KMnO₄和MnO₂的物質(zhì)的量之比為2∶1。