Question

（10分）科学家预言，燃料电池将是2l世纪获得电力的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或炭化钨作电极，在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇。同时向一个电极通入空气。

回答如下问题：

(1)配平电池放电时发生的化学反应方程式：

□CH₃OH+□O₂→□CO₂+□H₂O

(2)在硫酸电解液中，CH₃OH(C为－2)失去电子。此电池的正极发生的反应是　　　　　　　　　　　　　，负极发生的反应是　　　　　　　　　　　　。

(3)电解液中的H⁺向        极移动；向外电路释放电子的电极是        。

(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其主要有两点：首先燃料电池的能量转化效率高，其次是　　　　。

(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比．其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低．但其主要优点是　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

(1)2   3   2   4   (2)O₂+4H⁺+4e^－===2H₂O    CH₃OH+H₂O－6e^－===CO₂↑+6H⁺

(3)正　　　负极　 　(4)减少污染  (5)甲醇比H₂廉价，甲醇是液态(常温下)，易于运输和保存

【解析】（1）甲醇中碳原子是－2价的，氧化产物中碳原子是＋4价的，所以1mol甲醇失去6mol电子，而1mol氧气只能得到4mol电子，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是3︰2，所以方程式为2CH₃OH+3O₂＝2CO₂+4H₂O.

（2）在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。所以氧气再正极通入，甲醇再负极通入。由于是酸性溶液，所以电极反应式分别为)O₂+4H⁺+4e^－===2H₂O、CH₃OH+H₂O－6e^－===CO₂↑+6H⁺。

（3）原电池中阳离子向正极移动，负极失去电子，向外电路释放电子。

（3）由于生成物是水和CO₂，没有污染。

（4）由于甲醇比H₂廉价，且甲醇是液态(常温下)，易于运输和保存。