Question

锰锂电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池．该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO₄溶于混合有机溶剂中，Li⁺通过电解质迁移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂．回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由b极流向   极（填字母）．

（2）电池正极反应式   ．

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？否（填“是”或“否”），原因是   ．

（4）MnO₂可与KOH和KClO₃在高温下反应，生成K₂MnO₄，反应的化学方程式为   ．K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂的物质的量之比为   ．

Answer 1

考点：  真题集萃；原电池和电解池的工作原理．

专题：  电化学专题．

分析：  形成原电池反应时，Li为负极，被氧化，电极方程式为Li﹣e^﹣=Li⁺，MnO₂为正极，被还原，电极方程式为MnO₂+e^﹣+Li⁺=LiMnO₂，结合电极方程式以及元素化合价的变化解答该题．

解答：  解：（1）Li为负极，MnO₂为正极，原电池工作时，外电路的电流方向从正极到负极，即从b极流向a极，

故答案为：b；a；

（2）MnO₂为正极，被还原，电极方程式为MnO₂+e^﹣+Li⁺=LiMnO₂，故答案为：MnO₂+e^﹣+Li⁺=LiMnO₂；

（3）因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂，

故答案为：否；电极Li是活泼金属，能与水反应；

（4）MnO₂可与KOH和KClO₃在高温下反应，生成K₂MnO₄，反应的方程式为3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，

K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂，反应中Mn元素化合价分别由+6价升高到7价、降低到+4价，由氧化还原反应氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知，生成KMnO₄和MnO₂的物质的量之比为2：1，

故答案为：3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；2：1．

点评：  本题为2014年2015届高考题，侧重于电化学知识以及氧化还原反应的全面考查，题目难度适中，能很好地考查学生的分析能力、计算能力以及电化学知识的综合理解和运用，难度中等．