Question

3．據(jù)報道，摩托羅拉公司開發(fā)的一種以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)的用于手機(jī)的可充電的高效燃料電池，充一次電可持續(xù)使用一個月．
（1）關(guān)于該電池的敘述錯誤的是ACD
A 放電時，正極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O
B．放電時，負(fù)極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O
C．充電時，原電池的負(fù)極與電源的正極相連接
D．充電時，陰極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
（2）若以熔融的K₂CO₃為電解質(zhì)，正極充入CO₂與O₂的混合氣體．試寫出該燃料電池的電極反應(yīng)式：負(fù)極2CH₃OH-12e^-+6CO₃^2-=8CO₂+4H₂O，正極3O₂+6CO₂+12e^-═6CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）放電時，根據(jù)電池反應(yīng)式知，C元素的化合價升高，所以甲醇所在電極為原電池的負(fù)極，O元素的化合價降低，所以通入氧氣的極為原電池的正極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，正極上發(fā)生還原反應(yīng)O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）甲醇燃料電池中，甲醇在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極上發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：（1）放電時，根據(jù)電池反應(yīng)式知，C元素的化合價升高，所以甲醇所在電極為原電池的負(fù)極，O元素的化合價降低，所以通入氧氣的極為原電池的正極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，
A、放電時，正極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故A錯誤；
B．放電時，負(fù)極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，故B正確；
C．充電時，原電池的負(fù)極與電源的負(fù)極相連接，故C錯誤；
D．充電時，陰極反應(yīng)是放電時負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng)，CO₃^2-+6e^-+6H₂O=CH₃OH+8OH^-，故D錯誤，
故選ACD；
（2）甲醇燃料電池中，甲醇在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)2CH₃OH-12e^-+6CO₃^2-=8CO₂+4H₂O，氧氣在正極上發(fā)生還原反應(yīng)3O₂+6CO₂+12e^-═6CO₃^2-．
故答案為：2CH₃OH-12e^-+6CO₃^2-=8CO₂+4H₂O；3O₂+6CO₂+12e^-═6CO₃^2-．

點評 本題考查了原電池原理，明確充放電時各個電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，要注意結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，為易錯點．