Question

甲醇是燃料电池的常见原料，现已熔融的K₂CO₃为电解质，以甲醇为燃料，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．如图是甲醇燃料电池模型，试回答下列问题：
①写出该燃料电池的负极反应式

 

．
②空气应该从

 

（选a、b、c、d）通入．M、N是阴离子交换膜，则阴离子移动的方向是

 

（填“从左到右”或“从右到左”）．
③如果用该电池作为电解装置，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为（法拉第常数F=9.65×10⁴C?mol^-1）

 

．

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：①负极上甲醇失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水；
②氧气得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极应该作正极，放电时，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，再根据法拉第常数计算提供的电量．

解答： 解：①负极上甲醇失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O，
故答案为：CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O；
②根据图片知，右边电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，则d处通入的是空气；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：d；从右到左；
③根据CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O知，当有16g甲醇发生反应时转移电子的物质的量=

16g

32g/mol

×6=3mol，理论上提供的电量=9.65×10⁴C?mol^-1×3mol=2.895×10⁵ C，故答案为：2.895×10⁵ C．

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．