Question

最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一電極通入汽油蒸氣，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導O^2-離子．回答如下問題：
（1）以丁烷代表汽油，這個電池放電時發(fā)生的化學反應(yīng)的方程式是：

 

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（2）這個電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是：

 

；負極發(fā)生的反應(yīng)是：

 

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（3）固體電解質(zhì)里的O^2-的移動方向是

 

；向外電路釋放電子的電極是：

 

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Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：（1）燃料電池放電時發(fā)生的電池反應(yīng)式和燃料燃燒反應(yīng)方程式相同；
（2）燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）在燃料電池中，電解質(zhì)里的陽離子移向正極，陰離子移向負極，失電子的極是負極；

解答： 解：（1）燃料電池的總反應(yīng)和燃料燃燒的化學方程式一致，電池總反應(yīng)為2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，
故答案為：2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O；
（2）丁烷燃料電池放電時發(fā)生反應(yīng)2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，正極發(fā)生還原反應(yīng)，為氧氣得到電子的反應(yīng)，反應(yīng)式為O₂+4e^-=2O^2-；負極發(fā)生的是燃料丁烷失電子的氧化反應(yīng)，負極反應(yīng)=總反應(yīng)-正極反應(yīng)，所以負極反應(yīng)是：2C₄H₁₀+26O^2--52e^-=8CO₂+10H₂O，
故答案為：O₂+4e^-=2O^2-；2C₄H₁₀+26O^2--52e^-=8CO₂+10H₂O；
（3）在燃料電池中，電解質(zhì)里的陽離子移向正極，陰離子移向負極，所以電解質(zhì)里O^2-向移向通汽油蒸氣的電極（或移向負極），通汽油蒸氣的電極（或負極）向外電路釋放電子，
故答案為：通汽油蒸氣的電極（或移向負極）；通汽油蒸氣的電極（或負極）；

點評：本題考查了化學電源新型電池，明確原電池原理是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等．