科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，美國已計(jì)劃將甲醇燃料電池用于軍事目的。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣。

完成下列問題：

（1）這種電極放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是____________________________________。

（2）此電極的正極發(fā)生的電極反應(yīng)式是__________；負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式是__________。

（3）電解液中的H+向__________極移動；向外電路釋放電子的電極是__________。

（4）比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是__________________________________________________。

解析：甲醇燃料電池實(shí)質(zhì)就是利用CH3OH燃料在氧氣中反應(yīng)來提供電能的。CH3OH作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+；氧氣在正極反應(yīng)：3O2+12H++12e-6H2O,兩反應(yīng)相加即得總反應(yīng)式。在電池中，正極不斷消耗H+，負(fù)極不斷產(chǎn)生H+；電子由負(fù)極流出，沿導(dǎo)線流向正極。由總反應(yīng)式可知反應(yīng)產(chǎn)物為CO2和H2O，對環(huán)境無污染。

答案：（1）2CH3OH+3O22CO2+4H2O

（2）3O2+12H++12e-6H2O  2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+

（3）正  負(fù)極 

（4）對環(huán)境無污染


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

甲醇是一種很好的燃料，被稱為21世紀(jì)的新型燃料．
工業(yè)上可通過H2和CO化合制備甲醇，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H1=-116kJ?molˉ1
（1）已知：CO（g）+
1
2
O2（g）=CO2（g）△H2=-283kJ?molˉ1
           H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O （g）△H3=-242kJ?molˉ1
1mol甲醇燃燒生成CO2和水蒸氣放出
651
651
kJ的熱量．
（2）在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下，將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下在VL容器中制備甲醇．
①若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
BD
BD
．
A．升高溫度                    B．將CH3OH（g）從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大   D．再充入1mol CO和3mol H2
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中．
實(shí)驗(yàn)編號 T（℃） n（CO）/n（H2） P（MPa）
1 150 1/3 0.1
2 a 1/3 5
3 350 b 5
A．則上表中剩余的實(shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)：a=
150
150
、b=
1/3
1/3
．
B．根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，右上圖是在壓強(qiáng)分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線圖，請指明圖中的壓強(qiáng)P1=
0.1
0.1
MPa．
③100℃時(shí)，CH3OH（g） CO（g）+2H2（g）反應(yīng)的平衡常數(shù)為
4a2
V2
4a2
V2

（用含a、V的代數(shù)式表示）．
（3）科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，而甲醇燃料電池具備甲醇燃料容易攜帶、容易存儲等優(yōu)點(diǎn)，目前被認(rèn)為將會替代傳統(tǒng)的電池成為攜帶型設(shè)備的主要電源．右圖是甲醇的質(zhì)子交換膜型燃料電池模型．寫出其電極反應(yīng)式
正極：
3O2+12e-+12H+→6H2O
3O2+12e-+12H+→6H2O

負(fù)極：
2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2
2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

附加題：科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，美國已計(jì)劃將甲醇燃料電池用于軍事目的．一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣．回答下列問題：（甲醇的化學(xué)式：CH3OH）
（1）此電極的正極發(fā)生的電極反應(yīng)式是
3O2+12H++12e-═6H2O
3O2+12H++12e-═6H2O
；
負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式是
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2
．
（2）電解液中的H+離子向
正
正
極移動；向外電路釋放電子的電極是
負(fù)
負(fù)
極．
（3）比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是
污染少
污染少
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

(8分)科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電源的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲烷燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下：

 

  (1)電極上的反應(yīng)式為                                                ；

  (2)電極上的反應(yīng)式為                                                ；

  (3)原電池的總反應(yīng)是                                                      ；

  (4)若電池工作時(shí)電路中通過4mol電子，則用去的在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為           L。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2013屆河南省鎮(zhèn)平一高高二第一次月考化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（10分）科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是2l世紀(jì)獲得電力的重要途徑。一種甲醇燃料電池是采用鉑或炭化鎢作電極，在硫酸電解液中直接加入凈化后的甲醇。同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣。

回答如下問題：

(1)配平電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：

□CH3OH+□O2→□CO2+□H2O

(2)在硫酸電解液中，CH3OH(C為－2)失去電子。此電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是　　　　　　　　　　　　　，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是　　　　　　　　　　　　。

(3)電解液中的H+向        極移動；向外電路釋放電子的電極是        。

(4)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn)，其主要有兩點(diǎn)：首先燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是　　　　。

(5)甲醇燃料電池與氫氧燃料電池相比．其主要缺點(diǎn)是甲醇燃料電池的輸出功率較低．但其主要優(yōu)點(diǎn)是　　　　　。

 

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