Question

一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣．回答下列問題：
（1）這種電池放電時發生的化學反應方程式是

 

．
（2）此電極的正極發生的電極反應式是

 

；負極發生的電極反應式

 

．
（3）電解液中的H⁺離子向

 

極移動；
（4）比起直接燃燒燃料產生電力，使用燃料電池有許多優點，其中主要有兩點：首先是燃料電池的能量轉化效率高，其次是

 

．

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：（1）（2）甲醇燃料電池中負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳、氫離子，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，在得失電子相等的條件下正負極電極反應式相加即得電池反應式；
（3）原電池放電時，電解質溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動，電子從負極沿導線流向正極；
（4）燃料電池無污染．

解答： 解：（1）甲醇燃料電池實質就是利用CH₃OH燃料在氧氣中反應來提供電能，CH₃OH作負極，發生氧化反應，電極反應為2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺；氧氣在正極反應：3O₂+12H⁺+12e^--=6H₂O，兩反應相加得總反應式，所以電池反應式為2CH₃OH+3O₂═2CO₂+4H₂O，故答案為：2CH₃OH+3O₂═2CO₂+4H₂O；
（2）負極電極反應為2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺，正極反應為：3O₂+12H⁺+12e^-=6H₂O，故答案為：3O₂+12H⁺+12e^-=6H₂O；2CH₃OH+2H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺；
（3）在電池中，負極釋放電子傳到正極上，故H⁺向正極移動，釋放電子的電極是負極，故答案為：正；
（4）甲醇反應產物為CO₂和H₂O，對環境無污染，故答案為：產物對環境無污染．

點評：本題考查了燃料電池，根據正負極上發生的反應、電子移動方向、離子移動方向等知識點來分析解答，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液酸堿性書寫，為易錯點．