Question

17．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LiClO₄溶于混合有機溶劑中，Li⁺ 通過電解質可以自由遷移，正極反應式為：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）該電池的負極反應式為Li-e^-=Li⁺．
（3）如果14g的鋰完全溶解放電，所產生的電量用來電解水，會產生22.4L的H₂（在標準狀況下）．
（4）MnO₂可與KOH和KClO₃在高溫條件下反應，生成K₂MnO₄，反應的化學方程式為3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂的物質的量之比為2：1．

Answer 1

分析 形成原電池反應時，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，電子移動方向與電流相反，由a流向b，
故答案為：a；b；
（2）Li為負極，被氧化，電極方程式為Li-e^-=Li⁺，故答案為：Li-e^-=Li⁺；
（3）14gLi為2mol，2molLi反應轉移電子物質的量為2mol，電解水時，每有2mol電子轉移生成1mol氫氣，在標準狀況下體積為22.4L，故答案為：22.4；
（4）MnO₂可與KOH和KClO₃在高溫下反應，生成K₂MnO₄，反應的方程式為3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂，反應中Mn元素化合價分別由+6價升高到7價、降低到+4價，由氧化還原反應氧化劑和還原劑之間得失電子數目相等可知，生成KMnO₄和MnO₂的物質的量之比為2：1，
故答案為：3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；2：1．

點評 本題側重于電化學知識以及氧化還原反應的全面考查，題目難度適中，能很好地考查學生的分析能力、計算能力以及電化學知識的綜合理解和運用，難度中等．