Question

甲醇是燃料電池的常見原料，現(xiàn)已熔融的K₂CO₃為電解質(zhì)，以甲醇為燃料，空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極．如圖是甲醇燃料電池模型，試回答下列問題：
①寫出該燃料電池的負極反應(yīng)式

 

．
②空氣應(yīng)該從

 

（選a、b、c、d）通入．M、N是陰離子交換膜，則陰離子移動的方向是

 

（填“從左到右”或“從右到左”）．
③如果用該電池作為電解裝置，當(dāng)有16g甲醇發(fā)生反應(yīng)時，則理論上提供的電量最多為（法拉第常數(shù)F=9.65×10⁴C?mol^-1）

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：①負極上甲醇失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水；
②氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的電極應(yīng)該作正極，放電時，電解質(zhì)中陰離子向負極移動；
③根據(jù)甲醇和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，再根據(jù)法拉第常數(shù)計算提供的電量．

解答： 解：①負極上甲醇失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O；
②根據(jù)圖片知，右邊電極為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則d處通入的是空氣；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(yīng)，所以碳酸根離子從右向左移動，
故答案為：d；從右到左；
③根據(jù)CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O知，當(dāng)有16g甲醇發(fā)生反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

16g

32g/mol

×6=3mol，理論上提供的電量=9.65×10⁴C?mol^-1×3mol=2.895×10⁵ C，故答案為：2.895×10⁵ C．

點評：本題考查了化學(xué)電源新型電池，從電極反應(yīng)式、離子移動方向、物質(zhì)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(yīng)式的書寫，書寫時要結(jié)合電解質(zhì)特點．