Question

據(jù)報(bào)道，摩托羅拉公司開發(fā)了一種以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)的用于手機(jī)的可充電的高效燃料電池，充一次電可連續(xù)使用一個(gè)月．如圖是一個(gè)電化學(xué)過程的示意圖．已知甲池的總反應(yīng)式為：2CH₃OH+3O₂+4KOH

放電

充電

2K₂CO₃+6H₂O請?zhí)羁眨?br />（1）充電時(shí)：①原電池的負(fù)極與電源

 

極相連．②陽極的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）放電時(shí)：負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）在此過程中若完全反應(yīng)，乙池中A極的質(zhì)量升高648g，則甲池中理論上消耗O₂

 

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
（4）若在常溫常壓下，1gCH₃OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放熱22.68kJ，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．

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）放電時(shí)，負(fù)極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）充電時(shí)，原電池負(fù)極與電源負(fù)極相連，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）乙池中B極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算氧氣的體積；
（4）n（CH₃OH）=

1

32

mol，結(jié)合方程式2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）計(jì)算反應(yīng)熱．

解答： 解：（1）充電時(shí)，原電池負(fù)極與電源負(fù)極相連，陽極上氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑，
故答案為：負(fù)；4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑；
（2）放電時(shí)，甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，所以電極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙池中B極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，當(dāng)乙池中B極的質(zhì)量升高648g，則甲池中理論上消耗O₂體積=

648g 108g/mol ×1

4

×22.4L/mol=33.6L，
故答案為：33.6；
（4）n（CH₃OH）=

1

32

mol，生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放熱22.68kJ，則2molCH₃OH燃燒放出的熱量為2×22.68kJ×32=1451.52kJ，
反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1451.52kJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1451.52kJ/mol．

點(diǎn)評：本題以甲醇為燃料綜合考查了燃料電池以及化學(xué)平衡問題，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，難度不大，注意正負(fù)極上電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，即使燃料和氧化劑相同，如果電解質(zhì)溶液不同，電極反應(yīng)式也不同．