Question

一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月才充电一次．假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2-．
（1）该电池反应的总离子方程式为：

 

；
（2）甲醇在

 

极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将

 

（填下降、上升、不变）；若有16克甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，该过程中转移电子数目

 

（3）最后，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高．一个电极通入空
气，另一个电极通入汽油蒸汽．其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃（Y：钇）的ZrO₂（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O^2-离子（其中氧化反应发生完全）．以丁烷（C₄H₁₀）代表汽油．
①电池的正极反应式为

 

；
②放电时固体电解质里的O^2-离子的移动方向是向

 

极移动（填正或负）．

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：放电时负极反应为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，正极电极反应式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，电池反应为2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，固体电解质的燃料电池，通入空气的电极反应为O₂+4e^-=2O^2-，汽油在负极发生氧化反应，原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动．

解答： 解：（1）放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2-，则反应的总方程式为2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；
（2）放电时，甲醇被氧化，应为电池负极反应，由总反应式2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，可知消耗OH^-，电解质溶液pH降低，若有16克即0.5mol甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，该过程中转移电子3mol，数目为3N_A，故答案为：负；下降；3N_A；
（3）①固体电解质的燃料电池，通入空气的电极反应为O₂+4e^-=2O^2-，故答案为：O₂+4e^-=2O^2-；
②原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故答案为：负．

点评：本题综合考查原电池工作原理，题目难度中等，注意根据题给信息正确书写电极方程式为解答该题的关键，答题时注意体会电极方程式的书写，学习中注意把握书写方法．