Question

7．甲醇是燃料电池的常见原料，现以熔融的K₂CO₃为电解质，以甲醇为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极．图是甲醇燃料电池模型，试回答下列问题：
①写出该燃料电池的正极反应式O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-．
②b处应该通入甲醇（填空气或者甲醇）M、N是阴离子交换膜，则阴离子移动的方向是从右到左（填“从左到右”或“从右到左”）
③用该电池电解500mL，0.2mol/L的CuSO₄溶液，消耗3.2g甲醇时，阴极析出Cu的质量为6.4g．

Answer 1

分析 ①正极上氧气得到电子和二氧化碳反应生成碳酸根；
②甲醇在负极失电子，b侧通入，电解质中阴离子向负极移动；
③根据甲醇和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量，再计算质量．

解答 解：①正极上氧气得到电子和二氧化碳反应生成碳酸根，电极反应为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，
故答案为：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；
②根据图片知，甲醇在负极失电子，b侧通入，M、N是离子交换膜，只能阴离子通过，碳酸根离子在负极上发生反应，所以碳酸根离子从右向左移动，
故答案为：甲醇；从右到左；
③根据CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O知，当有3.2g甲醇发生反应时转移电子的物质的量0.6mol，CuSO₄只有0.1mol，转移0.2mol电子时已经消耗完毕，析出Cu的质量为6.4g．
故答案为：6.4g．

点评 本题考查了化学电源新型电池，从电极反应式、离子移动方向、物质的量的计算等方面考查，正确理解原电池原理即可解答，难点是电极反应式的书写，书写时要结合电解质特点．