Question

【題目】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）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__________。

（4）電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。

陽極的電極反應式為__________________，陰極產生的物質A的化學式為____________。

Answer 1

【答案】b a MnO2＋e－＋Li＋=LiMnO2 3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O 2∶1 2H2O-4e-+4CO32-=4HCO3-+O2 H2

【解析】

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。

(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)二氧化錳與KOH和KClO3在高溫下反應，生成錳酸鉀(K2MnO4)和KCl，反應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，根據化合價升降相等，則二氧化錳與氯酸鉀的物質的量之比為3∶1，再根據原子守恒配平方程式為：3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+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+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O；2∶1；

(4)由圖可知，陽極反應為4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑，陰極上氫離子得到電子生成氫氣，則陰極產生的物質A的化學式為H2，故答案為：4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑；H2。