Question

8．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，溶于混合有機溶劑中，Li⁺通過電解質(zhì)遷移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂． 回答下列問題：
（1）外電路的電流方向是由b極流向a極．（填字母）
（2）電池正極反應(yīng)式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂．
（3）是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？否（填“是”或“否”），原因是電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)．
（4）MnO₂可與KOH和KClO₃在高溫下反應(yīng)，生成K₂MnO₄，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3MnO₂+6KOH+KClO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O．

Answer 1

分析 形成原電池反應(yīng)時，Li為負極，被氧化，電極方程式為Li-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的變化解答該題．

解答 解：（1）Li為負極，MnO₂為正極，原電池工作時，外電路的電流方向從正極到負極，即從b極流向a極，故答案為：b；a；
（2）MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，故答案為：MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂；
（3）因負極材料為Li，可與水反應(yīng)，則不能用水代替電池中的混合有機溶劑，故答案為：否；電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)；
（4）二氧化錳與KOH和KClO₃在高溫下反應(yīng)，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl，反應(yīng)中化合價變化的元素為Mn、Cl，Mn元素由+4價升高為+6，Cl元素化合價由+5降低為-1，根據(jù)化合價升降相等，則二氧化錳與氯酸鉀的物質(zhì)的量之比為3：1，再根據(jù)原子守恒配平方程式為：3MnO₂+6KOH+KClO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
故答案為：3MnO₂+6KOH+KClO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O．

點評 本題側(cè)重于電化學(xué)知識以及氧化還原反應(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、計算能力以及電化學(xué)知識的綜合理解和運用，難度中等．