Question

一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O^2-．按要求回答下列問題：
（1）通入空氣的極發(fā)生的反應類型為

 

（填“氧化”或“還原”）反應．
（2）在電池工作過程中，O^2-向

 

移動，負極反應式為

 

．
（3）每有1mol丁烷參加反應，理論上消耗氧氣的物質的量為

 

．

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：在丁烷燃料電池中，負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，正極發(fā)生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-=2O^2-，總反應式為2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，在原電池中，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，再結合氧氣和二氧化碳的關系式進行計算．

解答： 解：（1）通入空氣的極為正極，該極上發(fā)生還原反應，其反應類型為還原反應，故答案為：還原；
（2）在原電池中，陰離子向負極移動，O^2-向負極移動，負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，
故答案為：負極；C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O；
（3）根據(jù)電極反應式：C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，每有1mol丁烷參加反應，轉移電子的物質的量是26mol，根據(jù)反應O₂+4e^-=2O^2-，轉移電子的物質的量是26mol，理論上消耗氧氣的物質的量為6.5mol，故答案為：6.5mol．

點評：本題考查了化學電源新型電池，根據(jù)得失電子判斷正負極，難點是電極反應式的書寫，注意陽極上氧氣得電子生成氧離子而不是水或氫氧根離子，與電解質有關，為易錯點．