Question

7．甲醇是燃料電池的常見原料，現以熔融的K₂CO₃為電解質，以甲醇為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極．圖是甲醇燃料電池模型，試回答下列問題：
①寫出該燃料電池的正極反應式O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-．
②b處應該通入甲醇（填空氣或者甲醇）M、N是陰離子交換膜，則陰離子移動的方向是從右到左（填“從左到右”或“從右到左”）
③用該電池電解500mL，0.2mol/L的CuSO₄溶液，消耗3.2g甲醇時，陰極析出Cu的質量為6.4g．

Answer 1

分析 ①正極上氧氣得到電子和二氧化碳反應生成碳酸根；
②甲醇在負極失電子，b側通入，電解質中陰離子向負極移動；
③根據甲醇和轉移電子之間的關系式計算轉移電子的物質的量，再計算質量．

解答 解：①正極上氧氣得到電子和二氧化碳反應生成碳酸根，電極反應為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，
故答案為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；
②根據圖片知，甲醇在負極失電子，b側通入，M、N是離子交換膜，只能陰離子通過，碳酸根離子在負極上發(fā)生反應，所以碳酸根離子從右向左移動，
故答案為：甲醇；從右到左；
③根據CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O知，當有3.2g甲醇發(fā)生反應時轉移電子的物質的量0.6mol，CuSO₄只有0.1mol，轉移0.2mol電子時已經消耗完畢，析出Cu的質量為6.4g．
故答案為：6.4g．

點評 本題考查了化學電源新型電池，從電極反應式、離子移動方向、物質的量的計算等方面考查，正確理解原電池原理即可解答，難點是電極反應式的書寫，書寫時要結合電解質特點．