Question

18．中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電池．甲醇燃料電池的工作原理如圖所示． 
（1）b處通入的是CH₃OH，c處通入的是O₂．該電池的電極反應式：
負極發(fā)生是2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺，正極的電極反應式為：?3O₂+12H⁺+12e^-=6H₂O．
（2）向外電路釋放電子的電極是A電極．（填A或B）
（3）工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應生成CO₂時，有?1.2N_A個電子轉移．
（4）比起直接燃燒燃料產生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先是燃料電池能量轉化效率高，其次是產物對環(huán)境無污染．

Answer 1

分析 （1）甲醇燃料電池中負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳、氫離子，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水；
（2）原電池放電時，電解質溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動，電子從負極沿導線流向正極；
（3）根據(jù)電極反應以及電子守恒來計算轉移電子的量；
（4）燃料電池無污染．

解答 解：（1）在甲醇燃料電池中，燃料甲醇作負極，發(fā)生氧化反應，電極反應為2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺；氧氣作正極，反應：3O₂+12H⁺+12e^--=6H₂O，電解質中的陽離子移向正極，所以c口通入的物質為氧氣，b口通入的物質為甲醇，故答案為：CH₃OH；O₂；2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺；3O₂+12H⁺+12e^-=6H₂O；
（2）在電池中，負極釋放電子傳到正極上，故H⁺向正極移動，釋放電子的電極是負極A，故答案為：A；
（3）當6.4g即0.2mol甲醇完全反應生成CO₂時，根據(jù)總反應：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，消耗氧氣0.3mol，轉移電子1.2mol，即個數(shù)為1.2N_A，故答案為：1.2；
（4）甲醇反應產物為CO₂和H₂O，對環(huán)境無污染，故答案為：產物對環(huán)境無污染．

點評 本題考查了燃料電池，根據(jù)正負極上發(fā)生的反應、電子移動方向、離子移動方向等知識點來分析解答，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液酸堿性書寫，為易錯點．