Question

据报道，摩托罗拉公司开发了一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月．如图是一个电化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH

放电

充电

2K₂CO₃+6H₂O请填空：
（1）充电时：①原电池的负极与电源

 

极相连．②阳极的电极反应式为

 

．
（2）放电时：负极的电极反应式为

 

．
（3）在此过程中若完全反应，乙池中A极的质量升高648g，则甲池中理论上消耗O₂

 

L（标准状况下）．
（4）若在常温常压下，1gCH₃OH燃烧生成CO₂和液态H₂O时放热22.68kJ，表示该反应的热化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：（1）放电时，负极上甲醇失电子发生氧化反应；
（2）充电时，原电池负极与电源负极相连，阳极上失电子发生氧化反应；
（3）乙池中B极上银离子得电子发生还原反应，根据转移电子相等计算氧气的体积；
（4）n（CH₃OH）=

1

32

mol，结合方程式2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）计算反应热．

解答： 解：（1）充电时，原电池负极与电源负极相连，阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑，
故答案为：负；4OH^--4e-═2H₂O+O₂↑；
（2）放电时，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，所以电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙池中B极上银离子得电子发生还原反应，当乙池中B极的质量升高648g，则甲池中理论上消耗O₂体积=

648g 108g/mol ×1

4

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

1

32

mol，生成CO₂和液态H₂O时放热22.68kJ，则2molCH₃OH燃烧放出的热量为2×22.68kJ×32=1451.52kJ，
反应的热化学方程式为2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1451.52kJ/mol，
故答案为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1451.52kJ/mol．

点评：本题以甲醇为燃料综合考查了燃料电池以及化学平衡问题，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度不大，注意正负极上电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，即使燃料和氧化剂相同，如果电解质溶液不同，电极反应式也不同．