Question

中国科学院长春应用化学研究所在甲醇(CH₃OH)燃料电池方而获得新突破，研制出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示：

(1)该电池工作时，b处通入的物质为 ______________ ，c 通入 的物质为______。

(2)该电池负极的电极反应式为 _________________ 。

(3)工作一段时间后，当12.8g甲醇完全反应生成 CO₂时时，有_________×6.02×10²³个电子发生转移。

Answer

CH3OH O2 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 2.4

【解析】

(1)根据图中氢离子的移动方向可判断出右侧电极是正极，左侧电极是负极，负极通入的是甲醇，所以b处通入的物质是CH3OH，正极通入的是空气或氧气，所以c处通入的物质是空气或氧气。

(2)负极发生氧化反应，根据图中所给信息可知，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH-6e−+H2O=CO2↑+6H+；

(3)负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH-6e−+H2O=CO2↑+6H+，工作一段时间后，当12.8g甲醇即0.4mol甲醇完全反应生成CO2时，有2.4mol即2.4NA个电子转移。