Question

摩托羅拉公司開(kāi)發(fā)了一種以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)的用于手機(jī)的可充電的高效燃料電池，充一次電可以連續(xù)使用一個(gè)月。已知該電池的總反應(yīng)式為：
2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O
請(qǐng)?zhí)羁眨?br />(1)放電時(shí)：負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________________________________________。
(2)通入甲醇一端的電極是________極，電池在放電過(guò)程中溶液的pH將_______ (填“上升”、“下降”或“不變”)。
(3)若在常溫、常壓下，1 g CH₃OH燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放出22.68 kJ的熱量，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。

Answer 1

(1)CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2-＋6H₂O （2)負(fù)   下降
(3)CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH＝－725.76 kJ/mol

試題分析：（1）原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)傳遞到正極，所以溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。因此根據(jù)反應(yīng)式2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O可知，放電時(shí)甲醇失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，則甲醇在負(fù)極通入。由于電解質(zhì)是氫氧化鉀溶液，因此其負(fù)極電極反應(yīng)式為CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2-＋6H₂O。
（2）甲醇失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，則甲醇在負(fù)極通入，即通入甲醇一端的電極是負(fù)極。根據(jù)反應(yīng)式2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O可知，放電時(shí)消耗氫氧化鉀，因此溶液的堿性降低，pH下降。
（3）在常溫、常壓下，1gCH₃OH燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放出22.68 kJ的熱量，則1mol甲醇即32g甲醇燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放出的熱量＝22.68 kJ×32＝725.76 kJ，所以表示甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH＝－725.76 kJ/mol。