Question

6．锂及锂盐具有的优异性能和特殊功能，在化工、电子、宇航、核能、能源等领域都得到广泛应用，因此锂元素被誉为“能源元素”．请回答下列问题：
（1）锂的原子结构示意图为；
（2）写出锂在空气中燃烧的化学方程式4Li+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Li₂O；
（3）2014年在上海首飞的C919大飞机采用了大量新材料铝锂合金．下列有关铝锂合金的说法不正确的是D；
A．铝锂合金是铝和锂形成的混合物      B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔沸点比铝低           D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
（4）由于锂密度小，活动性强，是制造电池的理想物质．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池．该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO₄溶于混合有机溶剂中，Li⁺通过电解质迁移入MnO₂晶体中，生成LiMnO₂．
①外电路的电流方向是由b极流向a极（填字母）；
②电池负极反应式为Li-e^-=Li⁺；
③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂否（填“是”或“否”），原因是锂是活泼电极，可以和水之间发生反应；
④MnO₂可与KOH和KClO₃在高温下反应生成K₂MnO₄，反应的化学方程式为3MnO₂+KClO₃+6KOH$\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．

Answer 1

分析 （1）根据原子结构示意图的画法来回答；
（2）金属锂在空气中燃烧生成氧化锂，据此书写方程式；
（3）合金具有：硬度一般比组成合金的各成分硬度高，密度小，熔沸点比单一成分低的特点；
（4）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）锂原子结构示意图为，故答案为：；
（2）金属锂在空气中燃烧生成氧化锂，化学方程式为：4Li+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Li₂O，故答案为：4Li+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Li₂O；
（3）A．合金是混合物，故正确；
B．铝锂合金的硬度比单一成分金属锂的大，故正确；
C．铝锂合金的熔沸点比单一成分金属铝低，故正确；
D．铝锂合金具有金属铝和锂的性质，不能耐酸碱腐蚀，故D错误．
故选D；
（4）①Li为负极，MnO₂为正极，原电池工作时，外电路的电流方向从正极到负极，即从b极流向a极，电子移动方向与电流相反，由a流向b，
故答案为：b；a；
②Li为负极，被氧化，电极方程式为Li-e^-=Li⁺，故答案为：Li-e^-=Li⁺；
③金属锂是活泼电极，可以和水之间发生反应，所以不能用水作电解质，故答案为：否；锂是活泼电极，可以和水之间发生反应；
④MnO₂可与KOH和KClO₃在高温下反应，生成K₂MnO₄，反应的方程式为3MnO₂+KClO₃+6KOH$\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、合金得性质等知识的全面考查，题目难度适中，能很好地考查学生的分析能力、以及电化学知识的综合理解和运用，难度中等．