Question

2004年美國圣路易斯大學(xué)研制了一種新型的乙醇電池，它用磺酸類質(zhì)子溶劑，在200°C左右時供電，乙醇電池比甲醇電池效率高出32倍且更安全．電池總反應(yīng)為：C₂H₅OH+3O₂=2CO₂+3H₂O，電池示意如圖：
（1）

 

極為電池的負極，電池工作時電流方向為

 

（用a或b表示）；
（2）寫出電池負極反應(yīng)方程式

 

；
（3）用該燃料電池電解CuSO₄溶液，則電解時發(fā)生的離子方程式為：

 

；若該燃料電池中有1mol乙醇被氧化時則電解池就會生成

 

g單質(zhì)Cu．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）在燃料電池中，燃料在負極發(fā)生失電子的反應(yīng)，電流在電路中從正極流向負極；
（2）在燃料電池中，負極上是乙醇失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)電解質(zhì)環(huán)境書寫電極反應(yīng)；
（3）電解CuSO₄溶液，陽極為氫氧根失電子放出氧氣，陰極為銅離子得電子析出銅單質(zhì)，據(jù)此書寫；根據(jù)電路中電子的轉(zhuǎn)移相等計算．

解答： 解：（1）在燃料電池中，燃料乙醇在負極發(fā)生失電子的反應(yīng)，氧氣是在正極上發(fā)生得電子的反應(yīng)，電流在電路中從正極流向負極，故答案為：a；由b極沿導(dǎo)線到a極；
（2）在燃料電池中，負極上是乙醇失電子的氧化反應(yīng)，在酸性電解質(zhì)環(huán)境下，負極的電極反應(yīng)為C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺，
故答案為：C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；
（3）電解CuSO₄溶液，陽極為氫氧根失電子放出氧氣，陰極為銅離子得電子析出銅單質(zhì)，所以電解時發(fā)生的離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O 

通電  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；根據(jù)電池負極反應(yīng)：C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為12，所以1mol乙醇被氧化時就有12mol電子轉(zhuǎn)移，則在陰極則析出銅

12mol

2

×64g/mol=384g，
故答案為：2Cu²⁺+2H₂O 

通電  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；384．

點評：本題考查學(xué)生燃料電池的工作原理知識，可以根據(jù)所學(xué)知識進行回答，難度不大．