Question

（Ⅰ）甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源．
（1）25℃、101kPa时，1mol CH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为：

 

．
（2）甲醇燃料电池的结构示意图如图1．甲醇进入

 

极（填“正”或“负”），写出该极的电极反应式

 

．

（Ⅱ）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极隔板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放电

充电

2PbSO₄+2H₂O，请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时：正极的电极反应式是

 

电解液中H₂SO₄的浓度将变

 

；
（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，若按图2连接，电解一段时间后，则在A电极上生成

 

B电极上生成

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（Ⅰ）（1）1molCH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物为气态二氧化碳和液态水，放出热量726.51kJ/mol，以此书写热化学方程式；
（2）甲醇燃料电池中，甲醇为负极，电解质为酸，甲醇失去电子生成二氧化碳；
（Ⅱ）（1）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放电

充电

2PbSO₄+2H₂O，写出电极反应为：负极电解反应：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，依据电解反应和电池原理分析判断；
（2）装置中使电解装置，电极上是析出的硫酸铅，所以是铅蓄电池的充电过程，依据电解原理分析．

解答： 解：（Ⅰ）（1）1molCH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物为气态二氧化碳和液态水，放出热量726.51kJ/mol，则燃烧的热化学方程式为CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.51kJ/mol，
故答案为：CH₃OH（l）+

3

2

 O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.51 kJ/mol；
（2）甲醇燃料电池中，甲醇中C元素的化合价升高，则甲醇为负极，电解质为酸，甲醇失去电子生成二氧化碳，电极反应为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案为：负；CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；
（Ⅱ）（1）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放电

充电

2PbSO₄+2H₂O，写出电极反应为：负极电极反应：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，电解液中H₂SO₄的浓度将减小，
故答案为：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；小；
（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，电极上是析出的PbSO₄，若按题右图连接B为阳极应是失去电子发生氧化反应，A为阴极是得到电子发生还原反应，实质是电解反应，B电极上发生反应为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-，A电极发生反应为：PbSO₄=Pb-2e^-+SO₄^2-，所以A电极上生成Pb；B极生成PbO₂，故答案为：Pb；PbO₂．

点评：本题为综合题，涉及反应热的计算、热化学反应方程式的书写、燃料电池以及铅蓄电池的工作原理和电极反应的书写等知识点，注重高考常考考点的考查，题目难度中等，注意把握原电池的工作原理和电极方程式的书写，为解答该题的关键．