Question

【题目】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______(填“a→b”或“b→a”)。

（2）电池正极反应式_______。

（3）不能用水代替电池中的混合有机溶剂，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

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

【解析】

形成原电池反应时，Li为负极，被氧化，电极反应式为Li-e-=Li+，MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，据此分析解答。

(1)Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流从正极经过导线到负极，即从b极流向a极，故答案为：b→a；

(2)MnO2为正极，被还原，电极反应式为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：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，反应中Mn元素化合价由+6价升高到+7价、由+6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。