Question

（7分）一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2－。。
（1）该电池反应的总离子方程式为____________________________________________；
（2）甲醇在_________极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将__________（填降低或上升、不变）；
（3）最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃（Y：钇）的ZrO₂（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O^2－离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C₄H₁₀）代表汽油。　
①放电时固体电解质里的O^2－离子的移动方向是向____________极移动（填正或负）。
②电池的正极反应式为____________________________________________  。

Answer 1

（1）2CH₃OH+3O₂+4OH^－=2CO₃^2－+6H₂O_(2分)
（2） 负(1分)， 下降(1分)
（3） 负(1分)， O₂+4e^－=2O^2－(2分)。

试题分析：（1）负极上甲醇失电子发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₃OH+8OH^--6e-=CO₃^2-+6H₂O，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式3/2O₂+3H₂O+6e-=6OH^-，则总反应为2CH₃OH+3O₂+4OH^- = 2CO₃^2-+6H₂O；
（2）负极上燃料发生电极反应，甲醇在负极反应；放电时消耗氢氧根离子，pH降低。
（3）因为燃料被氧化，需要结果氧离子，所以氧离子向负极移动，正极氧气转化为氧离子，方程式为：O₂+4e^－=2O^2－。
点评：本题以燃料电池为载体考查了原电池原理，根据电池反应式判断正负极上发生反应的物质及电极附近溶液PH值的变化即可解答本题，难度较大。