Question

一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣．回答下列問(wèn)題：
（1）這種電極放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是

 

．
（2）此電極的正極發(fā)生的電極反應(yīng)式是

 

；負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式是

 

．
（3）電解液中的H⁺向

 

極移動(dòng)；向外電路釋放電子的電極是

 

．
（4）比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）（2）甲醇燃料電池中負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳、氫離子，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，在得失電子相等的條件下正負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式；
（3）原電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)、陰離子向負(fù)極移動(dòng)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極；
（4）燃料電池?zé)o污染．

解答： 解：（1）甲醇燃料電池實(shí)質(zhì)就是利用CH₃OH燃料在氧氣中反應(yīng)來(lái)提供電能，CH₃OH作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺；氧氣在正極反應(yīng)：3O₂+12H⁺+12e^--=6H₂O，兩反應(yīng)相加得總反應(yīng)式，所以電池反應(yīng)式為2CH₃OH+3O₂═2CO₂+4H₂O，故答案為：2CH₃OH+3O₂═2CO₂+4H₂O；
（2）負(fù)極電極反應(yīng)為2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺，正極反應(yīng)為：3O₂+12H⁺+12e^--=6H₂O，故答案為：3O₂+12H⁺+12e^--=6H₂O；2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺；
（3）在電池中，負(fù)極釋放電子傳到正極上，故H⁺向正極移動(dòng)，釋放電子的電極是負(fù)極，
故答案為：正；負(fù)極；
（4）甲醇反應(yīng)產(chǎn)物為CO₂和H₂O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，故答案為：產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了燃料電池，根據(jù)正負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)、電子移動(dòng)方向、離子移動(dòng)方向等知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，為易錯(cuò)點(diǎn)．