Question

(11分)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示，其中電解質LiClO4，溶于混合有機溶劑中，Li＋通過電解質遷移入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）電池正極反應式為__________________________。

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

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

 

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

（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作電池的負極，則a是負極，b是正極，所以外電路中的電流方向由正極流向負極，所以從b流向a；

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

（3）不能用水代替電池中的混合有機溶劑，因為Li是活潑金屬，與水反應，消耗Li，無法參與原電池反應，不能產生電流；

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

考點：考查原電池反應原理的應用，氧化還原反應的計算