Question

（Ⅰ）甲醇燃料電池（DNFC）被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車最佳候選動(dòng)力源．
（1）25℃、101kPa時(shí)，1mol CH₃OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出熱量726.51kJ/mol，則甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為：

 

．
（2）甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1．甲醇進(jìn)入

 

極（填“正”或“負(fù)”），寫出該極的電極反應(yīng)式

 

．

（Ⅱ）鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極隔板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放電

充電

2PbSO₄+2H₂O，請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）：
（1）放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是

 

電解液中H₂SO₄的濃度將變

 

；
（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，若按圖2連接，電解一段時(shí)間后，則在A電極上生成

 

B電極上生成

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（Ⅰ）（1）1molCH₃OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物為氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量726.51kJ/mol，以此書寫熱化學(xué)方程式；
（2）甲醇燃料電池中，甲醇為負(fù)極，電解質(zhì)為酸，甲醇失去電子生成二氧化碳；
（Ⅱ）（1）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放電

充電

2PbSO₄+2H₂O，寫出電極反應(yīng)為：負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，依據(jù)電解反應(yīng)和電池原理分析判斷；
（2）裝置中使電解裝置，電極上是析出的硫酸鉛，所以是鉛蓄電池的充電過程，依據(jù)電解原理分析．

解答： 解：（Ⅰ）（1）1molCH₃OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物為氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量726.51kJ/mol，則燃燒的熱化學(xué)方程式為CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.51kJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+

3

2

 O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.51 kJ/mol；
（2）甲醇燃料電池中，甲醇中C元素的化合價(jià)升高，則甲醇為負(fù)極，電解質(zhì)為酸，甲醇失去電子生成二氧化碳，電極反應(yīng)為CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案為：負(fù)；CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；
（Ⅱ）（1）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放電

充電

2PbSO₄+2H₂O，寫出電極反應(yīng)為：負(fù)極電極反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，電解液中H₂SO₄的濃度將減小，
故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；�。�
（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，電極上是析出的PbSO₄，若按題右圖連接B為陽極應(yīng)是失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A為陰極是得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是電解反應(yīng)，B電極上發(fā)生反應(yīng)為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-，A電極發(fā)生反應(yīng)為：PbSO₄=Pb-2e^-+SO₄^2-，所以A電極上生成Pb；B極生成PbO₂，故答案為：Pb；PbO₂．

點(diǎn)評：本題為綜合題，涉及反應(yīng)熱的計(jì)算、熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫、燃料電池以及鉛蓄電池的工作原理和電極反應(yīng)的書寫等知識(shí)點(diǎn)，注重高考常考考點(diǎn)的考查，題目難度中等，注意把握原電池的工作原理和電極方程式的書寫，為解答該題的關(guān)鍵．