Question

（1）2013年3月我國科學家報道了如圖1所示的水溶液鋰離子電池體系，電池的負極是

 

（填寫a或b），電極反應是

 

，發(fā)生還原反應的元素是

 

（2）一種新型的鋰電池反應原理如圖2所示，其中電解質LiClO₂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若電路中通過2mol電子，消耗的正極材料的質量是

 

；
②電池正極反應式為

 

；
③是否可用是代替電池中的混合有機溶劑？

 

（填“是”或“否”），原因是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）放電時，電池反應式為Li_1-xMn₂O₄+xLi=LiMn₂O₄，負極反應式為xLi-xe^-═xLi⁺，正極反應式為xLi⁺+Li_1-xMn₂O₄+xe^-═LiMn₂O₄；
（2）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）放電時，電池反應式為Li_1-xMn₂O₄+xLi=LiMn₂O₄，負極反應式為xLi-xe^-═xLi⁺，正極反應式為xLi⁺+Li_1-xMn₂O₄+xe^-═LiMn₂O₄，故答案為：b；xLi-xe^-═xLi⁺；Li；
（2）①Li為負極，MnO₂為正極，正極電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，若電路中通過2mol電子，消耗正極材料MnO₂的質量為：87g×2=174g，故答案為：174g；
②MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，故答案為：Li⁺+MnO₂+e^-=LiMnO₂；
③因負極材料為Li，可與水反應，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．

點評：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以及電化學知識的綜合理解和運用，難度中等．