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

 

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？

 

（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+6KOH

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

高温  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；2：1．

点评：本题为2014年高考题，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．