Question

锂锰电池的体积小、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________极流向________极(填字母)。

（2）电池正极反应式为___________________________________。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(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

b a MnO2+e－+Li+=LiMnO2 否 电极Li是活泼金属，能与水反应 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1

【解析】

(1)锂是活泼的金属，作负极，因此外电路的电流方向是由正极b流向负极a。

（2）在电池正极b上发生得到电子的还原反应，则电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2；

(3)由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。

(4)根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，根据化合价升降总数等于电子转移的数目可知：每转移2mol的电子，产生1mol的MnO2、2mol KMnO4，所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1。