Question

17．鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池．該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO₄溶于混合有機(jī)溶劑中，Li⁺ 通過電解質(zhì)可以自由遷移，正極反應(yīng)式為：MnO₂+Li⁺+e^-=LiMnO₂．回答下列問題：
（1）外電路的電子方向是由a極流向b極．（填字母）
（2）該電池的負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e^-=Li⁺．
（3）如果14g的鋰完全溶解放電，所產(chǎn)生的電量用來電解水，會(huì)產(chǎn)生22.4L的H₂（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
（4）MnO₂可與KOH和KClO₃在高溫條件下反應(yīng)，生成K₂MnO₄，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂的物質(zhì)的量之比為2：1．

Answer 1

分析 形成原電池反應(yīng)時(shí)，Li為負(fù)極，被氧化，電極方程式為L(zhǎng)i-e^-=Li⁺，MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，結(jié)合電極方程式以及元素化合價(jià)的變化解答該題．

解答 解：（1）Li為負(fù)極，MnO₂為正極，原電池工作時(shí)，外電路的電流方向從正極到負(fù)極，即從b極流向a極，電子移動(dòng)方向與電流相反，由a流向b，
故答案為：a；b；
（2）Li為負(fù)極，被氧化，電極方程式為L(zhǎng)i-e^-=Li⁺，故答案為：Li-e^-=Li⁺；
（3）14gLi為2mol，2molLi反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為2mol，電解水時(shí)，每有2mol電子轉(zhuǎn)移生成1mol氫氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4L，故答案為：22.4；
（4）MnO₂可與KOH和KClO₃在高溫下反應(yīng)，生成K₂MnO₄，反應(yīng)的方程式為3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂，反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)分別由+6價(jià)升高到7價(jià)、降低到+4價(jià)，由氧化還原反應(yīng)氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等可知，生成KMnO₄和MnO₂的物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；2：1．

點(diǎn)評(píng) 本題側(cè)重于電化學(xué)知識(shí)以及氧化還原反應(yīng)的全面考查，題目難度適中，能很好地考查學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力以及電化學(xué)知識(shí)的綜合理解和運(yùn)用，難度中等．