Question

2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200°C左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全．电池总反应为：C₂H₅OH+3O₂=2CO₂+3H₂O，电池示意如图：
（1）

 

极为电池的负极，电池工作时电流方向为

 

（用a或b表示）；
（2）写出电池负极反应方程式

 

；
（3）用该燃料电池电解CuSO₄溶液，则电解时发生的离子方程式为：

 

；若该燃料电池中有1mol乙醇被氧化时则电解池就会生成

 

g单质Cu．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）在燃料电池中，燃料在负极发生失电子的反应，电流在电路中从正极流向负极；
（2）在燃料电池中，负极上是乙醇失电子的氧化反应，根据电解质环境书写电极反应；
（3）电解CuSO₄溶液，阳极为氢氧根失电子放出氧气，阴极为铜离子得电子析出铜单质，据此书写；根据电路中电子的转移相等计算．

解答： 解：（1）在燃料电池中，燃料乙醇在负极发生失电子的反应，氧气是在正极上发生得电子的反应，电流在电路中从正极流向负极，故答案为：a；由b极沿导线到a极；
（2）在燃料电池中，负极上是乙醇失电子的氧化反应，在酸性电解质环境下，负极的电极反应为C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺，
故答案为：C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；
（3）电解CuSO₄溶液，阳极为氢氧根失电子放出氧气，阴极为铜离子得电子析出铜单质，所以电解时发生的离子方程式为2Cu²⁺+2H₂O 

通电  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；根据电池负极反应：C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺，反应转移电子数为12，所以1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，则在阴极则析出铜

12mol

2

×64g/mol=384g，
故答案为：2Cu²⁺+2H₂O 

通电  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；384．

点评：本题考查学生燃料电池的工作原理知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．