Question

6．鋰及鋰鹽具有的優(yōu)異性能和特殊功能，在化工、電子、宇航、核能、能源等領域都得到廣泛應用，因此鋰元素被譽為“能源元素”．請回答下列問題：
（1）鋰的原子結構示意圖為；
（2）寫出鋰在空氣中燃燒的化學方程式4Li+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Li₂O；
（3）2014年在上海首飛的C919大飛機采用了大量新材料鋁鋰合金．下列有關鋁鋰合金的說法不正確的是D；
A．鋁鋰合金是鋁和鋰形成的混合物      B．鋁鋰合金的硬度比鋰大
C．鋁鋰合金的熔沸點比鋁低           D．鋁鋰合金耐酸堿腐蝕
（4）由于鋰密度小，活動性強，是制造電池的理想物質．鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池．該電池反應原理如圖所示，其中電解質LiClO₄溶于混合有機溶劑中，Li⁺通過電解質遷移入MnO₂晶體中，生成LiMnO₂．
①外電路的電流方向是由b極流向a極（填字母）；
②電池負極反應式為Li-e^-=Li⁺；
③是否可用水代替電池中的混合有機溶劑否（填“是”或“否”），原因是鋰是活潑電極，可以和水之間發(fā)生反應；
④MnO₂可與KOH和KClO₃在高溫下反應生成K₂MnO₄，反應的化學方程式為3MnO₂+KClO₃+6KOH$\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 （1）根據(jù)原子結構示意圖的畫法來回答；
（2）金屬鋰在空氣中燃燒生成氧化鋰，據(jù)此書寫方程式；
（3）合金具有：硬度一般比組成合金的各成分硬度高，密度小，熔沸點比單一成分低的特點；
（4）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）鋰原子結構示意圖為，故答案為：；
（2）金屬鋰在空氣中燃燒生成氧化鋰，化學方程式為：4Li+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Li₂O，故答案為：4Li+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Li₂O；
（3）A．合金是混合物，故正確；
B．鋁鋰合金的硬度比單一成分金屬鋰的大，故正確；
C．鋁鋰合金的熔沸點比單一成分金屬鋁低，故正確；
D．鋁鋰合金具有金屬鋁和鋰的性質，不能耐酸堿腐蝕，故D錯誤．
故選D；
（4）①Li為負極，MnO₂為正極，原電池工作時，外電路的電流方向從正極到負極，即從b極流向a極，電子移動方向與電流相反，由a流向b，
故答案為：b；a；
②Li為負極，被氧化，電極方程式為Li-e^-=Li⁺，故答案為：Li-e^-=Li⁺；
③金屬鋰是活潑電極，可以和水之間發(fā)生反應，所以不能用水作電解質，故答案為：否；鋰是活潑電極，可以和水之間發(fā)生反應；
④MnO₂可與KOH和KClO₃在高溫下反應，生成K₂MnO₄，反應的方程式為3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂，反應中Mn元素化合價分別由+6價升高到7價、降低到+4價，由氧化還原反應氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等可知，生成KMnO₄和MnO₂的物質的量之比為2：1，
故答案為：3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；2：1．

點評 本題側重于電化學、合金得性質等知識的全面考查，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．