Question

據(jù)報道，摩托羅拉公司開發(fā)了一種以甲醇為原料，以KOH為電解質的用于手機的可充電的高效燃料電池，充一次電可連續(xù)使用一個月．如圖是一個電化學過程的示意圖．已知甲池的總反應式為：2CH₃OH+3O₂+4KOH

放電

充電

2K₂CO₃+6H₂O請?zhí)羁眨?br />（1）充電時：①原電池的負極與電源

 

極相連．②陽極的電極反應式為

 

．
（2）放電時：負極的電極反應式為

 

．
（3）在此過程中若完全反應，乙池中A極的質量升高648g，則甲池中理論上消耗O₂

 

L（標準狀況下）．
（4）若在常溫常壓下，1gCH₃OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時放熱22.68kJ，表示該反應的熱化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：（1）放電時，負極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應；
（2）充電時，原電池負極與電源負極相連，陽極上失電子發(fā)生氧化反應；
（3）乙池中B極上銀離子得電子發(fā)生還原反應，根據(jù)轉移電子相等計算氧氣的體積；
（4）n（CH₃OH）=

1

32

mol，結合方程式2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）計算反應熱．

解答： 解：（1）充電時，原電池負極與電源負極相連，陽極上氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑，
故答案為：負；4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑；
（2）放電時，甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，所以電極反應式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙池中B極上銀離子得電子發(fā)生還原反應，當乙池中B極的質量升高648g，則甲池中理論上消耗O₂體積=

648g 108g/mol ×1

4

×22.4L/mol=33.6L，
故答案為：33.6；
（4）n（CH₃OH）=

1

32

mol，生成CO₂和液態(tài)H₂O時放熱22.68kJ，則2molCH₃OH燃燒放出的熱量為2×22.68kJ×32=1451.52kJ，
反應的熱化學方程式為2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1451.52kJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1451.52kJ/mol．

點評：本題以甲醇為燃料綜合考查了燃料電池以及化學平衡問題，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，難度不大，注意正負極上電極反應式的書寫要結合電解質溶液的酸堿性，即使燃料和氧化劑相同，如果電解質溶液不同，電極反應式也不同．