Question

最近有人制造了一種燃料電池，一個(gè)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(dǎo)O^2-離子．回答如下問(wèn)題：
（1）以丁烷代表汽油，這個(gè)電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式是：

 

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（2）這個(gè)電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是：

 

；負(fù)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(dòng)方向是

 

；向外電路釋放電子的電極是：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）燃料電池放電時(shí)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(fù)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(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，失電子的極是負(fù)極；

解答： 解：（1）燃料電池的總反應(yīng)和燃料燃燒的化學(xué)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(shí)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(fù)極發(fā)生的是燃料丁烷失電子的氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)=總反應(yīng)-正極反應(yīng)，所以負(fù)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(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)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(fù)極），通汽油蒸氣的電極（或負(fù)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(fù)極）；通汽油蒸氣的電極（或負(fù)極）；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)電源新型電池，明確原電池原理是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，題目難度中等．