Question

1．利用甲醇可以設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池．如圖是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程的示意圖，用甲醇燃料電池給充電寶充電，并電解某鹽溶液，其中充電寶鋰離子電池的總反應(yīng)為：xLi+Li_1-xMn₂O₄$?_{充電}^{放電}$LiMn₂O₄請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出甲池通入甲醇的電極的電極反應(yīng)式CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．
（2）下列關(guān)于乙池的說(shuō)法正確的是a
a．A極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iMn₂O₄-xe^-═Li_1-xMn₂O₄+xLi⁺
b．B極發(fā)生氧化反應(yīng)
c．乙池中Li⁺向A極移動(dòng)
（3）理論上，當(dāng)甲池中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mLO₂時(shí)，丙池中某電極上增重4.32g．

Answer 1

分析 （1）甲裝置中能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，屬于原電池，負(fù)極上燃料失電子；
（2）a．A與正極相連為陽(yáng)極，陽(yáng)極上LiMn₂O₄失電子；
b．B與負(fù)極相連為陰極；
c．電解時(shí)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)；
（3）D與負(fù)極相連為陰極，陰極上銀離子得電子生成Ag，根據(jù)電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）甲裝置中能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，屬于原電池，堿性條件下，負(fù)極上甲醇失電子生成碳酸根離子和水，則電極方程式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（2）a．A與正極相連為陽(yáng)極，陽(yáng)極上LiMn₂O₄失電子，則陽(yáng)極的電極方程式為：LiMn₂O₄-xe^-═Li_1-xMn₂O₄+xLi⁺，故a正確；
b．B與通入甲醇的一極相連，即與負(fù)極相連為陰極，陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故b錯(cuò)誤；
c．A與正極相連為陽(yáng)極，電解時(shí)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即乙池中Li⁺向B極移動(dòng)，故c錯(cuò)誤；
故答案為：a；
（3）當(dāng)甲池中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL O₂ 時(shí)，即消耗氧氣為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，D與負(fù)極相連為陰極，陰極上銀離子得電子生成Ag，轉(zhuǎn)移0.04mol電子時(shí)生成0.04mol銀，則銀的質(zhì)量為0.04mol×108g/mol=4.32g；
故答案為：4.32．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)電源新型電池和電解原理的應(yīng)用，題目難度中等，本題注意根據(jù)電池總反應(yīng)式正確判斷電極反應(yīng)，并能書(shū)寫電極反應(yīng)式是解答該題的關(guān)鍵．