题目内容

17.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+ 通过电解质可以自由迁移,正极反应式为:MnO2+Li++e-=LiMnO2.回答下列问题:
(1)外电路的电子方向是由a极流向b极.(填字母)
(2)该电池的负极反应式为Li-e-=Li+.
(3)如果14g的锂完全溶解放电,所产生的电量用来电解水,会产生22.4L的H2(在标准状况下).
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O,K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1.

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,电子移动方向与电流相反,由a流向b,
故答案为:a;b;
(2)Li为负极,被氧化,电极方程式为Li-e-=Li+,故答案为:Li-e-=Li+;
(3)14gLi为2mol,2molLi反应转移电子物质的量为2mol,电解水时,每有2mol电子转移生成1mol氢气,在标准状况下体积为22.4L,故答案为:22.4;
(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+6KOH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O,
K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2,反应中Mn元素化合价分别由+6价升高到7价、降低到+4价,由氧化还原反应氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1,
故答案为:3MnO2+KClO3+6KOH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O;2:1.

点评 本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.

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