Question

（1）在以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为

CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺

，正极的反应式为

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O

．
已知CH₃OH（l）的燃烧热△H=-726.5kJ?mol^-1，理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为

96.6%

（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）．
（2）用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池．电池充放电时的总反应为：
NiO（OH）+MH?Ni（OH）₂+M
①电池放电时，负极的电极反应式为

MH+OH^--e^-═M+H₂O

．
②充电完成时，Ni（OH）₂全部转化为NiO（OH）．若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为

2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极放电，酸性条件下生成水；
根据甲醇的燃烧热计算2mol甲醇完全燃烧放出的热量，结合原电池产生的电能计算；
（2）①放电时，负极上失电子发生氧化反应；
②氧气在阴极上得电子发生还原反应．

解答：解：（1）酸性条件下甲醇燃料电池的总反应式为：CH₃OH+

3

2

O₂═CO₂+2H₂①，酸性条件下该燃料电池的正极反应式为

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂②，①-②得电池负极反应式为：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；该燃料电池的理论效率为

702.1kJ

726.5kJ

×100%=96.6%．
故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O；96.6%．
（2）①蓄电池放电时是原电池、充电时是电解池，根据原电池中“负氧化、正还原”，电解池中“阳氧化、阴还原”的规律，蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为MH+OH^--e^-═M+H₂O，
故答案为：MH+OH^--e^-═M+H₂O；
②中阴极的电极反应有两个，第一阶段是充电时的反应式，阴极上电极反应式为M+H₂O+e^-═MH+OH^-，第二阶段为吸收氧气的电解反应式，由题意知氧气在阴极上被还原，电解质溶液呈碱性可知氧气被还原为OH^-，所以其电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确正负极、阴阳极上得失电子是解本题关键，难点是电极反应式的书写，电极反应式要结合溶液的酸碱性书写，为易错点．