Question

【題目】據(jù)報(bào)道，摩托羅拉公司開發(fā)了一種以甲醇為原料，以KOH溶液為電解質(zhì)的用于手機(jī)的可充電的高效燃料電池，充一次電可連續(xù)使用一個(gè)月．右圖是一個(gè)電化學(xué)過程的示意圖．已知甲池的總反應(yīng)式為： 2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O

請(qǐng)?zhí)羁眨?/span>

（1）充電時(shí)：①燃料電池的正極與電源______極相連．

②陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__________________________________．

（2）放電時(shí)：負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________________．

（3）在此過程中若完全反應(yīng)，乙池中A極的質(zhì)量增加324g，則甲池中理論上消耗O2______L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

（4）工業(yè)上用3克氫氣與足量二氧化碳反應(yīng)生成氣態(tài)甲醇（CH3OH）和水蒸氣，放出24.5千焦的熱量，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：_________________________．

（5）用該電池為電源電解氯化鎂制取金屬鎂，消耗甲醇1.6g，可制得金屬鎂______g．

Answer 1

【答案】正 4OH--4e-=2H2O+O2↑ CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 16.8 3H2（g）+CO2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.0kJ·mol-1 3.6．

【解析】

通過圖像可知，甲池為原電池，且通入氧氣的一極為正極，通入甲醇的一極為負(fù)極，則A為陰極，Fe不參與反應(yīng)，B為陽(yáng)極。

（1）充電時(shí)：作電解池，①燃料電池的正極產(chǎn)生氧氣，化合價(jià)由-2變?yōu)?/span>0，失電子，則與電源的正極相連；

②燃料電池的正極作電解池的陽(yáng)極，氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑；

（2）放電時(shí)：甲烷失電子與溶液中的氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；

（3）乙池為電解池，A極作陰極，Ag++e-=Ag，質(zhì)量增加324g，即0.3mol，理論上生成0.75mol氧氣，即標(biāo)況下的16.8L；

（4）氫氣與二氧化碳生成甲醇和水，方程式為3H2（g）+CO2（g）=H2O（g）+CH3OH（g），3g氫氣完全反應(yīng)釋放24.5kJ的熱量，則6g即3mol氫氣釋放49.0kJ，焓變?yōu)?/span>-49.0kJ·mol-1；

（5）消耗甲醇1.6g即0.05mol時(shí)，轉(zhuǎn)移0.3mol電子，則生成0.15molMg，即3.6g。