Question

（9分）鋰錳電池的體積小、性能優良，是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示，其中電解質LiCIO₄。溶于混合有機溶劑中，Li⁺通過電解質遷移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂。

回答下列問題：
（1）外電路的電流方向是由____極流向____極。（填字母）
（2）電池正極反應式為____。
（3）是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？____（填“是”或“否”），原因是____________。
（4）MnO₂可與KOH和KClO₃，在高溫下反應，生成K₂MnO₄，反應的化學方程式為_______________。K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂的物質的量之比為___________。

Answer 1

(1)  b  a       (2)  MnO₂+e-+Li⁺=LiMnO₂;      (3) 否 電極Li是活潑金屬，能與水反應；
（4）3MnO₂+KClO₃+6KOH=3K₂MnO₄+KCl+3H₂O;  2:1.

解析試題分析：(1)外電路的電流方向是由正極b流向負極a。（2）在電池正極b上發生的電極反應式為MnO₂+e-+Li⁺=LiMnO₂; (3)由于負極材料Li是活潑的金屬，能夠與水發生反應，所以不可用水代替電池中的混合有機溶劑。(4)根據題意結合原子守恒、電子守恒可得方程式：3MnO₂+KClO₃ +6KOH= 3K₂MnO₄+KCl+3H₂O; K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂.根據化合價升降總數等于電子轉移的數目可知：每轉移2mol的電子，產生1mol的MnO₂、2mol KMnO₄。所以生成KMnO₄和MnO₂的物質的量之比為2:1.
考點：考查原電池電極的判斷、電極反應式的書寫、反應條件的選擇、化學方程式的書寫及氧化產物與含有產物 的物質的量的關系的計算的知識。