Question

9．近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过．其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：
（1）Pt（a）电极反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺
（2）如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH₃OH有$\frac{1}{3}$mol
（3）下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是D

Answer 1

分析 （1）该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过，说明电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极上失电子发生氧化反应；
（2）根据甲醇和转移电子之间的关系式计算；
（3）原电池将化学能转化为电能．

解答 解：（1）该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过，说明电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，则Pt（a）为负极，负极上失电子发生氧化反应，电极方程式为CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺，
故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；
（2）由电极方程式CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺可知，如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH₃OH有$\frac{1}{3}$mol，
故答案为：$\frac{1}{3}$；
（3）A．是电解装置，将电能转化成化学能，故A错误；
B．机械能转化为电能，故B错误；
C．太阳能转化成热能，故C错误；
D．干电池属于原电池，将化学能转化成电能，故D正确；
故答案为：D．

点评 本题考查了原电池的工作原理，根据离子交换膜通过的微粒确定电解质溶液的酸碱性，再结合正负极上发生的反应来分析解答，题目难度不大．