Question

中国科学院长春应用化学研究所在甲醇（CH₃OH）燃料电池方面获得新突破，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。（已知：质子交换膜的作用是只允许H⁺通过；甲醇在氧气中燃烧生成CO₂和H₂O。）

（1）该电池工作时，b处通入的物质为__，c处通入的物质为___。

（2）该电池负极的电极反应式为__。

（3）该电池工作一段时间后，当12.8g甲醇完全反应时，有___mol电子发生转移。

Answer

CH3OH O2(或空气) CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 2.4

【解析】

甲醇燃料电池，甲醇在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，根据阳离子向正极移动规律可推知右侧为原电池的正极；根据两极反应规律写出极反应，并据此计算电子转移的量。

（1）根据图中氢离子的移动方向可判断出右侧电极是正极，正极上氧气得电子，左侧电极是负极，负极通入燃料甲醇。

答案为：CH3OH；O2(或空气)。

（2）乙醇发生氧化反应，在负极放电，总反应式为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，正极反应式为：3O2+12H++12 e-=6H2O，两式相减可得负极的电极反应式： CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。

答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。

（3）12.8g甲醇完全转化为二氧化碳时，根据CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+可以计算出转移电子的物质的量==2.4mol。

答案为：2.4。