Question

9．科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空．如下图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入丙烷和空气，其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₃固体，它在高温下能传导正极生成的O^2-．
（1）c电极的名称为正极．
（2）d电极上通入的气体是丙烷，电极反应式为C₃H₈-20e^-+10O^2-═3CO₂+4H₂O．
（3）在熔融电解质中，O^2-由正极移向负极
（4）电路中每通过5mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化．

Answer 1

分析 依据装置图中电流流向分析，c为正极，氧气得电子发生还原反应，d为负极，丙烷失电子发生氧化反应；阴离子由正极移向负极；根据负极电极反应式计算．

解答 解：（1）图1是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，故答案为：正极；
（2）氧气得到电子发生还原反应，d电极为电池负极，丙烷失电子发生还原反应，其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导阳极生成的O^2-离子，负极电极反应为：C₃H₈-20e^-+10O^2-═3CO₂+4H₂O；
故答案为：丙烷； C₃H₈-20e^-+10O^2-═3CO₂+4H₂O；
（3）O^2-由正极移向负极，故答案为：正； 负；
（4）由负极电极反应为：C₃H₈-20e^-+10O^2-═3CO₂+4H₂O，电路中每通过5mol电子，约有$\frac{5}{20}$×22.4=5.6L标准状况下的丙烷被完全氧化，
故答案为：5.6．

点评 本题考查燃料电池的有关判断，是中等难度的试题，试题综合性强，在注重对基础知识巩固和训练的同时，主要是侧重对学生能力的培养，有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．