Question

1．乙醇燃料電池在H₂SO₄條件下的電極方程式為負(fù)極：C₂H₅OH-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12 H⁺、正極O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O、電池C₂H₅OH+3O₂=2CO₂↑+3H₂O，C₃H₈在堿性條件下的電極方程式為負(fù)極：C₃H₈-20e^-+26OH^-=3CO₃^2-+17H₂O、正極：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-、電池：5O₂+C₃H₈+6OH^-=3CO₃^2-+7H₂O，C₂H₆和O₂在熔融Na₂CO₃下的電極方程式為負(fù)極：C₂H₆-14e^-+7CO₃^2-=9CO₂+3H₂O、正極：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-、電池：2C₂H₆+7O₂=4CO₂+6H₂O（包括正負(fù)極和總電極方程式）．

Answer 1

分析 C₂H₅OH燃料電池中，負(fù)極上通入燃料，酸性條件下C₂H₅OH失電子生成CO₂和 H⁺，正極上O₂得電子和H⁺反應(yīng)生成H₂O，電池反應(yīng)式為C₂H₅OH和O₂反應(yīng)生成CO₂、H₂O；
堿性條件下，C₃H₈在負(fù)極上失電子和OH^-生成CO₃^2-和H₂O，正極上O₂得電子和H₂O反應(yīng)生成OH^-，電池反應(yīng)式為C₃H₈、O₂和OH^-反應(yīng)生成CO₃^2-和H₂O；
熔融Na₂CO₃條件下，負(fù)極上C₂H₆失電子和CO₃^2-反應(yīng)生成CO₂、H₂O，正極上O₂得電子和CO₂反應(yīng)生成CO₃^2-，電池反應(yīng)式為C₂H₆和O₂反應(yīng)生成CO₂、H₂O．

解答 解：酸性條件下，乙醇燃料電池中，負(fù)極上甲醇失電子生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為C₂H₅OH-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12 H⁺，正極上氧氣得電子和H⁺反應(yīng)生成H₂O，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，電池反應(yīng)式為C₂H₅OH+3O₂=2CO₂↑+3H₂O；
堿性條件下，C₃H₈在負(fù)極上失電子和OH^-生成CO₃^2-和H₂O，電極反應(yīng)式為
C₃H₈-20e^-+26OH^-=3CO₃^2-+17H₂O，正極上O₂得電子和H₂O反應(yīng)生成OH^-，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電池反應(yīng)式為C₃H₈、O₂和OH^-反應(yīng)生成CO₃^2-和H₂O，
電池反應(yīng)式為5O₂+C₃H₈+6OH^-=3CO₃^2-+7H₂O；
熔融Na₂CO₃條件下，負(fù)極上C₂H₆失電子和CO₃^2-反應(yīng)生成CO₂、H₂O，負(fù)極反應(yīng)式為C₂H₆-14e^-+7CO₃^2-=9CO₂+3H₂O，正極上O₂得電子和CO₂反應(yīng)生成CO₃^2-，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，電池反應(yīng)式為C₂H₆和O₂反應(yīng)生成CO₂、H₂O，電池反應(yīng)式為2C₂H₆+7O₂=4CO₂+6H₂O，
故答案為：負(fù)極：C₂H₅OH-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12 H⁺、正極O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O、電池C₂H₅OH+3O₂=2CO₂↑+3H₂O；
負(fù)極：C₃H₈-20e^-+26OH^-=3CO₃^2-+17H₂O、正極：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-、電池：5O₂+C₃H₈+6OH^-=3CO₃^2-+7H₂O；
負(fù)極：C₂H₆-14e^-+7CO₃^2-=9CO₂+3H₂O、正極：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-、電池：2C₂H₆+7O₂=4CO₂+6H₂O．

點評 本題考查電極反應(yīng)式、電池反應(yīng)式的書寫，為高考高頻點，電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)特點書寫，書寫條件下不能生成氫氧根離子、堿性條件下不能生成氫離子，難點是熔融鹽或熔融氧化物條件下燃料電池電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等．