Question

13．閱讀下列材料，回答相關(guān)問題．
（1）材料1：近來科學(xué)家研制了一種新型的乙醇電池（DEFC），它用磺酸類質(zhì)子作溶劑，在200℃左右時(shí)供電，乙醇電池比甲醇電池效率高出32倍且更加安全，電池總反應(yīng)式為C₂H₅OH+3O₂=2CO₂+3H₂O．分析上述材料可知，C₂H₅OH在電池的負(fù)極（填“負(fù)極”或“正極”）參加反應(yīng)，每當(dāng)有1mol乙醇被氧化時(shí)轉(zhuǎn)移12 mol 電子，電池正極的電極反應(yīng)為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O．
（2）材料2：在航天技術(shù)中，考慮到火箭燃料的環(huán)保型，現(xiàn)在比較推行的液態(tài)燃料為液氫-液氧燃料電池，氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，酸式電池中的電解質(zhì)是酸，堿式電池中的電解質(zhì)是堿，它們放電時(shí)的電池總反應(yīng)式均為 2H₂+O₂=2H₂O．
分析上述材料可知，酸式氫氧燃料電池中的負(fù)極反應(yīng)H₂-2e^-═2H⁺，堿式氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^?．

Answer 1

分析 （1）C₂H₅OH發(fā)生氧化反應(yīng)，是原電池的負(fù)極，1mol乙醇被氧化的同時(shí)3mol的氧氣被還原，而1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol的電子，正極是氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，注意電解質(zhì)是酸，由此分析解答；
（2）根據(jù)題給總反應(yīng)式可知，H₂在負(fù)極反應(yīng)，氧氣在正極反應(yīng)，酸性條件下負(fù)極反應(yīng)式為：H₂-2e^-═2H⁺；正極反應(yīng)為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；堿性條件下，負(fù)極反應(yīng)為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，其正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，以此解答該題．

解答 解：（1）C₂H₅OH發(fā)生氧化反應(yīng)，是原電池的負(fù)極，1mol乙醇被氧化的同時(shí)3mol的氧氣被還原，而1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol的電子，所以每當(dāng)有1mol乙醇被氧化時(shí)轉(zhuǎn)移3×4=12mol，正極是氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故答案為：負(fù)極； 12； O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（2）根據(jù)題給總反應(yīng)式可知，H₂在負(fù)極反應(yīng)，氧氣在正極反應(yīng)，酸性條件下負(fù)極反應(yīng)式為：H₂-2e^-═2H⁺；正極反應(yīng)為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；堿性條件下，負(fù)極反應(yīng)為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，其正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：H₂-2e^-═2H⁺；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^?．

點(diǎn)評 本題考查原電池的工作原理，題目難度不大，注意依據(jù)原電池的原理應(yīng)用，首先考慮原電池反應(yīng)所依據(jù)的氧化還原反應(yīng)，再考慮產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)．