Question

【題目】中國科學院長春應用化學研究所在甲醇（CH3OH）燃料電池方面獲得新突破，研制出了自呼吸電池及主動式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。（已知：質子交換膜的作用是只允許H+通過；甲醇在氧氣中燃燒生成CO2和H2O。）

（1）該電池工作時，b處通入的物質為__，c處通入的物質為___。

（2）該電池負極的電極反應式為__。

（3）該電池工作一段時間后，當12.8g甲醇完全反應時，有___mol電子發生轉移。

Answer 1

【答案】CH3OH O2(或空氣) CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 2.4

【解析】

甲醇燃料電池，甲醇在負極發生氧化反應，氧氣在正極發生還原反應，根據陽離子向正極移動規律可推知右側為原電池的正極；根據兩極反應規律寫出極反應，并據此計算電子轉移的量。

（1）根據圖中氫離子的移動方向可判斷出右側電極是正極，正極上氧氣得電子，左側電極是負極，負極通入燃料甲醇。

答案為：CH3OH；O2(或空氣)。

（2）乙醇發生氧化反應，在負極放電，總反應式為：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，正極反應式為：3O2+12H++12 e-=6H2O，兩式相減可得負極的電極反應式： CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。

答案為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。

（3）12.8g甲醇完全轉化為二氧化碳時，根據CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+可以計算出轉移電子的物質的量==2.4mol。

答案為：2.4。