Question

設(shè)計(jì)出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是對(duì)本世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一． 　　最近有人制造了一種燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一電極通入汽油蒸氣，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－．回答如下問題： (1) 以丁烷代表汽油，這個(gè)電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：________． (2) 這個(gè)電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是________；負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是________；固體電解質(zhì)里的O2－的移動(dòng)方向是________；向外電路釋放電子的電極是________． (3) 人們追求燃料電池氧化汽油而不在內(nèi)燃機(jī)里燃燒汽油產(chǎn)生動(dòng)力的主要原因是：________． (4) 你認(rèn)為在ZrO2晶體里摻雜Y2O3用Y3+代替晶體里部分的Zr4+對(duì)提高固體電解質(zhì)的導(dǎo)電能力會(huì)起什么作用？其可能的原因是什么？ (5) 汽油燃料電池最大的障礙是氧化反應(yīng)不完全產(chǎn)生________堵塞電極的氣體通道，有人估計(jì)，完全避免這種副反應(yīng)至少還需10年時(shí)間，正是新一代化學(xué)家的歷史使命．

Answer 1

答案：
解析：

(1)	2C4H10＋13O28CO2＋10H2O
(2)	O2＋4e－2O2－,C4H10＋13O2－－26e－4CO2↑＋5H2O,向負(fù)極移動(dòng),負(fù)極
(3)	燃料電池具有較高的能量利用率(或通入汽油蒸氣的內(nèi)燃機(jī)能量利用率較低)
(4)	為維持電荷平衡，晶體的O2－將減少(或?qū)е翺2－缺陷)從而使O2－得以在電場(chǎng)作用下向負(fù)極(陽極)移動(dòng)．
(5)	碳(或炭粒等)