Question

一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2-．按要求回答下列问题：
（1）通入空气的极发生的反应类型为

 

（填“氧化”或“还原”）反应．
（2）在电池工作过程中，O^2-向

 

移动，负极反应式为

 

．
（3）每有1mol丁烷参加反应，理论上消耗氧气的物质的量为

 

．

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：在丁烷燃料电池中，负极发生氧化反应，电极反应式为C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，正极发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-=2O^2-，总反应式为2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，在原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，再结合氧气和二氧化碳的关系式进行计算．

解答： 解：（1）通入空气的极为正极，该极上发生还原反应，其反应类型为还原反应，故答案为：还原；
（2）在原电池中，阴离子向负极移动，O^2-向负极移动，负极发生氧化反应，电极反应式为C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，
故答案为：负极；C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O；
（3）根据电极反应式：C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，每有1mol丁烷参加反应，转移电子的物质的量是26mol，根据反应O₂+4e^-=2O^2-，转移电子的物质的量是26mol，理论上消耗氧气的物质的量为6.5mol，故答案为：6.5mol．

点评：本题考查了化学电源新型电池，根据得失电子判断正负极，难点是电极反应式的书写，注意阳极上氧气得电子生成氧离子而不是水或氢氧根离子，与电解质有关，为易错点．