Question

8．以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)溶液的可充電的高效燃料電池，其電化學(xué)過程如圖．
請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）充電時(shí)：
①原電池的正極與電源正極相連．
②陽極的電極反應(yīng)式為4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑．
（2）放電時(shí)：負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．
（3）在此過程中，若乙池中A極的質(zhì)量增加216g，則乙池中B極理論上產(chǎn)生氣體11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
（4）若在常溫常壓下，8gCH₃OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放熱177.5kJ，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-710.0kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①充電時(shí)，原電池正極與電源正極相連；
②陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）放電時(shí)，負(fù)極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）乙池中A極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算氧氣的體積；
（4）在常溫常壓下，8gCH₃OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放熱177.5kJ，則可以求出1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量，再寫出熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）①充電時(shí)，原電池正極與電源正極相連，故答案為：正；
②陽極上氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑，
故答案為：4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑；
（2）放電時(shí)，甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，所以電極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙池中B極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，當(dāng)乙池中B極的質(zhì)量升高216g，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，則甲池中理論上消耗O₂體積=$\frac{\frac{216g}{108g/mol}×1}{4}$×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2；
（4）在常溫常壓下，8gCH₃OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放熱177.5kJ，則1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱$\frac{177.5}{8}$×32=710.0KJ，所以甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-710.0kJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-710.0kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池原理，注意電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等．