Question

（Ⅰ）甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
（1）25℃、101 kPa时，1 mol CH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为:　　　　                                    　 。
（2）甲醇燃料电池的结构示意图如下。甲醇进入      极（填“正”或“负”），写出该极的电极反应式                       。

（Ⅱ）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极隔板是惰性材料，电池总反应式为：Pb＋PbO₂＋4H^＋＋2SO₄^2－2PbSO₄＋2H₂O，请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时：正极的电极反应式是                      电解液中H₂SO₄的浓度将变　　　 ；
（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成　　　　B电极上生成　　　     　。

 

Answer 1

（Ⅰ）（1）CH₃OH(l) + 3/2 O₂(g)= CO₂(g) + 2H₂O(l)  △H ="-726.51" kJ/mol 
（2）负   CH₃OH + H₂O -6 e^－= CO₂+ 6 H^＋
（Ⅱ）（1）PbO₂＋2e^－＋4H^＋＋SO₄^2－＝PbSO₄＋2H₂O 小 （2）Pb  PbO₂

试题分析：（Ⅰ）（1）1molCH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物为气态二氧化碳和液态水，放出热量726.51kJ/mol，以此书写热化学方程式；（2）甲醇燃料电池中，甲醇为负极，电解质为酸，甲醇失去电子生成二氧化碳；（Ⅱ）（1）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO^2-₄2PbSO₄+2H₂O，写出电极反应为：负极电解反应：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，放电时：正极的电极反应式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；电解液中H₂SO₄的浓度将减少；当外电路通过1mol电子时，依据电子守恒计算理论上负极板的质量增加；（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，电极上是析出的PbSO₄，若按题右图连接B为阳极应是失去电子发生氧化反应，A为阴极是得到电子发生还原反应，实质是电解反应，B电极上发生反应为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-，A电极发生反应为：PbSO₄=Pb-2e^-+SO₄^2-，所以A电极上生成Pb；B极生成PbO₂，此时铅蓄电池的正负极的极性将对换。