Question

1．利用甲醇可以设计一个燃料电池．如图是一个电化学过程的示意图，用甲醇燃料电池给充电宝充电，并电解某盐溶液，其中充电宝锂离子电池的总反应为：xLi+Li_1-xMn₂O₄$?_{充电}^{放电}$LiMn₂O₄请回答下列问题：
（1）写出甲池通入甲醇的电极的电极反应式CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．
（2）下列关于乙池的说法正确的是a
a．A极的电极反应式为LiMn₂O₄-xe^-═Li_1-xMn₂O₄+xLi⁺
b．B极发生氧化反应
c．乙池中Li⁺向A极移动
（3）理论上，当甲池中消耗标准状况下224mLO₂时，丙池中某电极上增重4.32g．

Answer 1

分析 （1）甲装置中能发生自发的氧化还原反应，属于原电池，负极上燃料失电子；
（2）a．A与正极相连为阳极，阳极上LiMn₂O₄失电子；
b．B与负极相连为阴极；
c．电解时，阳离子向阴极移动；
（3）D与负极相连为阴极，阴极上银离子得电子生成Ag，根据电子守恒计算．

解答 解：（1）甲装置中能发生自发的氧化还原反应，属于原电池，碱性条件下，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子和水，则电极方程式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（2）a．A与正极相连为阳极，阳极上LiMn₂O₄失电子，则阳极的电极方程式为：LiMn₂O₄-xe^-═Li_1-xMn₂O₄+xLi⁺，故a正确；
b．B与通入甲醇的一极相连，即与负极相连为阴极，阴极上发生得电子的还原反应，故b错误；
c．A与正极相连为阳极，电解时，阳离子向阴极移动，即乙池中Li⁺向B极移动，故c错误；
故答案为：a；
（3）当甲池中消耗标准状况下224mL O₂ 时，即消耗氧气为$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，则转移电子为0.04mol，D与负极相连为阴极，阴极上银离子得电子生成Ag，转移0.04mol电子时生成0.04mol银，则银的质量为0.04mol×108g/mol=4.32g；
故答案为：4.32．

点评 本题考查化学电源新型电池和电解原理的应用，题目难度中等，本题注意根据电池总反应式正确判断电极反应，并能书写电极反应式是解答该题的关键．