Question

13．阅读下列材料，回答相关问题．
（1）材料1：近来科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC），它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全，电池总反应式为C₂H₅OH+3O₂=2CO₂+3H₂O．分析上述材料可知，C₂H₅OH在电池的负极（填“负极”或“正极”）参加反应，每当有1mol乙醇被氧化时转移12 mol 电子，电池正极的电极反应为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O．
（2）材料2：在航天技术中，考虑到火箭燃料的环保型，现在比较推行的液态燃料为液氢-液氧燃料电池，氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，酸式电池中的电解质是酸，碱式电池中的电解质是碱，它们放电时的电池总反应式均为 2H₂+O₂=2H₂O．
分析上述材料可知，酸式氢氧燃料电池中的负极反应H₂-2e^-═2H⁺，碱式氢氧燃料电池的正极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^?．

Answer 1

分析 （1）C₂H₅OH发生氧化反应，是原电池的负极，1mol乙醇被氧化的同时3mol的氧气被还原，而1mol氧气转移4mol的电子，正极是氧气发生还原反应，注意电解质是酸，由此分析解答；
（2）根据题给总反应式可知，H₂在负极反应，氧气在正极反应，酸性条件下负极反应式为：H₂-2e^-═2H⁺；正极反应为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；碱性条件下，负极反应为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，其正极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，以此解答该题．

解答 解：（1）C₂H₅OH发生氧化反应，是原电池的负极，1mol乙醇被氧化的同时3mol的氧气被还原，而1mol氧气转移4mol的电子，所以每当有1mol乙醇被氧化时转移3×4=12mol，正极是氧气发生还原反应，电极反应为：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故答案为：负极； 12； O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（2）根据题给总反应式可知，H₂在负极反应，氧气在正极反应，酸性条件下负极反应式为：H₂-2e^-═2H⁺；正极反应为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；碱性条件下，负极反应为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，其正极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：H₂-2e^-═2H⁺；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^?．

点评 本题考查原电池的工作原理，题目难度不大，注意依据原电池的原理应用，首先考虑原电池反应所依据的氧化还原反应，再考虑产物与电解质溶液的反应．