Question

(11分)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

（11分）（1）b（1分） a（1分）

（2）MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2

（3）否 （1分） 电极Li是活泼金属，能与水反应

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

【解析】

试题分析：（1）该电池中Li失去电子生成Li+，所以Li作电池的负极，则a是负极，b是正极，所以外电路中的电流方向由正极流向负极，所以从b流向a；

（2）正极发生还原反应，根据Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。则MnO2得电子与锂离子生成LiMnO2。电解反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2

（3）不能用水代替电池中的混合有机溶剂，因为Li是活泼金属，与水反应，消耗Li，无法参与原电池反应，不能产生电流；

（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，Mn元素的化合价升高，根据氧化还原反应规律，Cl元素的化合价降低，所以产物中有KCl生成，结合元素守恒，产物中还有谁生成，所以化学方程式为3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，Mn元素的化合价由+6价变为+7、+4价，根据得失电子守恒，则生成KMnO4的物质的量是生成MnO2物质的量的2倍，所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1.

考点：考查原电池反应原理的应用，氧化还原反应的计算