___________________________________________;
K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为________。
[解析] (1)根据题给信息“Li通过电解质迁移入MnO2晶格中”及阳离子向正极迁移,可知b为正极,a为负极,外电路的电流方向是由正极流向负极,即由b极流向a极。(2)负极上Li失电子生成Li:Li-e===Li,正极上反应为MnO2+e+Li===LiMnO2。(3)不能用水代替混合有机溶剂,因为Li是活泼金属,能与水反应。(4)根据锰元素的化合价变化,高温可推出氯元素化合价降低,发生反应的化学方程式为:3MnO2+KClO3+6KOH=====3K2MnO4+KCl+3H2O;根据得失电子守恒可知生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1。
[答案] (1)b a
(2)Li-e===Li MnO2+e+Li===LiMnO2 (3)否 Li是活泼金属,能与水反应
高温
(4)3MnO2+KClO3+6KOH=====3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1
B组 专项能力提升 (建议用时:15分钟)
12.随着各地“限牌”政策的推出,电动汽车成为汽车族的“新宠”。某电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池,其工作原理如图所示,且电解质为一种能传导Li的高分子材料,放电
+
隔膜只允许Li通过,电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2????C6+LiCoO2。下列说法不正确
充电的是( )
+
-
+
-
+
+
-
+
-
+
+
A.放电时,正极锂的化合价未发生改变 B.充电时Li移动方向:右室→左室
C.放电时负极的电极反应式:LixC6-xe===C6+xLi D.充电时阳极的电极反应式:Li1-xCoO2+xLi+xe===LiCoO2
D [放电时,负极的电极反应式为LixC6-xe===C6+xLi,正极的电极反应式为Li1-
x-
+
+
-
-
+
+
CoO2+xLi+xe===LiCoO2,放电时正极上钴的化合价降低、锂的化合价不变,A、C项正确;
+-
6
充电时左侧为阴极,右侧为阳极,阳极发生失电子的氧化反应,阳离子由阳极移向阴极,B项正确,D项错误。]
13.全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图:
【导学号:95812153】
请回答下列问题:
(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用,在传统的锌铜原电池中,硫酸是________,实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸,硫酸的作用是___________________________________。
(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V、V、VO、VO2)充电
2+3+2+++
为正极和负极,电池总反应为VO+V+H2O????V+VO2+2H。放电时的正极反应式
放电为________________,充电时的阴极反应式为_______________________。
放电过程中,电解液的pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________(填字母序号)。 a.VO2、VO混合液 c.VO2溶液 e.V溶液
3+++
2+
2+
3+
2+
+
b.V、V混合液 d.VO溶液 f.V溶液
2+2+
3+2+
(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是________。
[解析] (1)传统的铜锌原电池中,锌与酸反应生成氢气,故稀硫酸为电解质溶液;硫酸亚铁容易水解,且水解显酸性,加入少量硫酸,可抑制其水解反应。
(2)正极反应是还原反应,由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2+2H+e===VO
+
3+
2+
+
+
-
2
+H2O;充电时,阴极反应为还原反应,故为V得电子生成V的反应。(3)充电时阳极反
2+
-
+
+
+
应式为VO+H2O-e===VO2+2H,故充电完毕的正极电解液为VO2溶液,而放电完毕的正极电解液为VO溶液,故正极电解液可能是选项a、c、d。(4)充电和放电过程中,正极电解液与负极电解液不能混合,起平衡电荷作用的是加入的酸,故H可以通过隔膜。
[答案] (1)电解质溶液 抑制硫酸亚铁的水解
(2)VO2+2H+e===VO+H2O V+e===V 升高 (3)acd (4)H
7
+
+
-
2+
3+
-
2+
+
+
2+