Question

设计新型燃料电池是本世纪最富有挑战性的课题之一。
(1)有人制造了一种燃料电池，一个电极通入O₂(含有少量CO₂)，另一个电极通入CH₄，电池的电解质是熔融的K₂CO₃。该电池的负极反应式为____________________________，电池工作时，电解质里的CO(向________极移动(填“正”或“负”)。
(2)某科研小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图10－3所示的原电池装置。该电池的负极反应式为________________________________________________，用该电池电解CuCl₂溶液，当产生33.6 L Cl₂(标准状况下)时，消耗甲醇的质量为________g。

Answer 1

(1)CH₄＋4CO－8e^－===5CO₂＋2H₂O　负
(2)CH₃OH＋8OH^－－6e^－===CO＋6H₂O　16

(1)CH₄在负极放电，生成CO₂和H₂O，电极反应式为CH₄＋4CO－8e^－===5CO₂＋2H₂O；熔融电解质中的阴离子向负极移动。
(2)该燃料电池的总反应方程式为：2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－===2CO ＋6H₂O……①，在碱性条件下正极的电极反应式为：O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－……②，①－②×3得负极电极反应式为CH₃OH＋8OH^－－6e^－===CO＋6H₂O。据电子守恒则有CH₃OH～6e^－～3Cl₂，所以n(CH₃OH)＝ n(Cl₂)＝0.5 mol，m(CH₃OH)＝0.5 mol×32 g·mol^－1＝16 g。