Question

【题目】锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由______极流向______极。(填字母)

（2）电池正极反应式为 _____________________。

（3）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为 _________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为__________。

（4）电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为__________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

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】

形成原电池反应时，Li为负极，被氧化，电极方程式为Li-e-=Li+，MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，结合电极方程式以及元素化合价的变化解答。

(1)Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流方向从正极到负极，即从b极流向a极，故答案为：b；a；

(2)MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，故答案为：MnO2+e-+Li+=LiMnO2．

(3)二氧化锰与KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl，反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3∶1，再根据原子守恒配平方程式为：3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O；

K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，反应中Mn元素化合价分别由+6价升高到7价、降低到+4价，由氧化还原反应氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1，故答案为：3MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O；2∶1；

(4)由图可知，阳极反应为4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2，故答案为：4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑；H2。