設(shè)計出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是本世紀(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，一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸氣，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（C4H10）為汽油代表，這個電池放電時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
2C4H10+13O2═8CO2+10H2O
2C4H10+13O2═8CO2+10H2O
；
（2）這個電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式是：
O2+4e-=2O2-
O2+4e-=2O2-
；固體電解質(zhì)里O2-向
負(fù)
負(fù)
極移動； 向外電路釋放的電子的電極是
負(fù)
負(fù)
極；
（3）人們追求燃料電池氧化汽油而不在內(nèi)燃機里燃燒汽油產(chǎn)生動力的主要原因是：
燃料電池具有較高的能量利用率
燃料電池具有較高的能量利用率
；
（4）汽油燃料電池最大的障礙是氧化反應(yīng)不完全產(chǎn)生
碳粒或C
碳�；駽
堵塞電極的氣體通道，有人估計，完全避免這種副反應(yīng)至少還需10年，這正是新一代化學(xué)家的歷史使命．
分析：（1）燃料電池的總反應(yīng)和燃料燃燒的化學(xué)方程式一致；
（2）正極發(fā)生還原反應(yīng)，總反應(yīng)減負(fù)極反應(yīng)可得正極反應(yīng)式；原電池工作時，陰離子向負(fù)極移動，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極；
（3）原電池具有能量利用率高的特點；
（4）丁烷不完全氧化會生成碳粒，從而堵塞電極的氣體通道．
解答：解：（1）燃料電池的總反應(yīng)和燃料燃燒的化學(xué)方程式一致，電池總反應(yīng)為2C4H10+13O2═8CO2+10H2O，
故答案為：2C4H10+13O2═8CO2+10H2O；
（2）極發(fā)生還原反應(yīng)，總反應(yīng)減負(fù)極反應(yīng)可得正極反應(yīng)式，為O2+4e-=2O2-；原電池工作時，陰離子向負(fù)極移動，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極故答案為：O2+4e-=2O2-； 負(fù)； 負(fù)；
（3）原電池具有能量利用率高的特點，而燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽埽?BR>故答案為：燃料電池具有較高的能量利用率；
（4）烷不完全氧化會生成碳粒，從而堵塞電極的氣體通道，故答案為：碳�；駽．
點評：本題考查化學(xué)電源新型電池，題目難度中等，注意電極反應(yīng)式的書寫．
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：

Ⅰ、電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．圖表示一個電解池，裝有電解液c；A、B是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連．
（1）若A、B都是惰性電極，c是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時向U型管兩邊各滴入幾滴酚酞試液，試判斷
①a是
正
正
極（填“正”或“負(fù)”）；
②B電極上的電極反應(yīng)式為
2H++2e-═H2↑
2H++2e-═H2↑
，
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液c選用CuSO4溶液，則B電極的材料是
純銅
純銅
，電極反應(yīng)式為
Cu2++2e-═Cu
Cu2++2e-═Cu
．
（3）用惰性電極電解CuSO4溶液．若陰極上析出Cu的質(zhì)量為3.2g，則陽極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
0.56L
0.56L
；
Ⅱ、設(shè)計出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是對21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-離子．回答如下問題：
（1）以庚烷（C7H16）代表汽油，這個電池放電時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：
C7H16+11O2=7CO2+8H2O
C7H16+11O2=7CO2+8H2O

（2）這個電池的負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：
C7H16+22O2--44e-=7CO2+8H2O
C7H16+22O2--44e-=7CO2+8H2O
；正極發(fā)生的反應(yīng)是：
11O2+44e-=22O2-
11O2+44e-=22O2-
；固體電解質(zhì)里的O2-向
負(fù)
負(fù)
（填“正”或“負(fù)”）極移動（1分）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

設(shè)計出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是本世紀(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，一個極通入空氣，另一個極通入汽油蒸氣，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）以丁烷為汽油代表，這個電池放電時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式是：
 

（2）這個電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正極發(fā)生的反應(yīng)是：
 

固體電解質(zhì)里O2-的移動方向是：
 
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)燃機里燃燒汽油產(chǎn)生動力的主要原因是：
 

（4）在ZrO2晶體里摻雜Y2O3，用Y3+代替晶體里的部分Zr4+對提高固體電解質(zhì)的導(dǎo)電能力有幫助，你認(rèn)為原因是：
 

（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，完全避免這種副反應(yīng)至少還需10年，這正是新一代化學(xué)家的歷史使命．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（1）設(shè)計出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是本世紀(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，一個極通入空氣，另一個極通入汽油蒸氣，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：
這個電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正極發(fā)生的反應(yīng)是：
 
；
汽油燃料電池最大的障礙是氧化反應(yīng)不完全產(chǎn)生
 
（填化學(xué)式）堵塞電極的氣體通道，有人估計，完全避免這種副反應(yīng)至少還需10年，這正是新一代化學(xué)家的歷史使命．
（2）某溫度下0.1mol/L Na2CO3溶液中，
c(Na+)
c(C
O
2-
3
) 
=
20
9
＞2，其原因是（用離子方程式說明）：
 
，
C1
C2
常溫下，pH=5的H2SO4溶液中由水電離出的H+濃度為c1；pH=5 的Al2（SO4）3溶液中由水電離出的H+ 濃度為c2，則=
 
；
（3）恒溫、恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A（g）+B（g）?C（g）．
①若開始時放入1mol A 和 1mol B，到達(dá)平衡后，生成 a  mol C，這時 A 的物質(zhì)的量為
 
mol．
②若開始時放入 X mol A、2mol B 和 1mol C，到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是 Y mol 和 3a  mol，則 X=
 
，Y=
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源：2011-2012學(xué)年高三上學(xué)期化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界》專題綜合測試（蘇教版） 題型：填空題

（6分）設(shè)計出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是對21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－離子�；卮鹑缦聠栴}：

（1）以壬烷（C9H20）代表汽油，這個電池放電時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

                                                            

（2）這個電池的正極發(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－的移動方向是：　　             　　　　   

向外電路釋放電子的電極是：　　　                         　

 

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