Question

（1）在以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負極的反應(yīng)式為

CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺

，正極的反應(yīng)式為

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O

．
已知CH₃OH（l）的燃燒熱△H=-726.5kJ?mol^-1，理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ，則該燃料電池的理論效率為

96.6%

（燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比）．
（2）用吸收H₂后的稀土儲氫合金作為電池負極材料（用MH表示），NiO（OH）作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池．電池充放電時的總反應(yīng)為：
NiO（OH）+MH?Ni（OH）₂+M
①電池放電時，負極的電極反應(yīng)式為

MH+OH^--e^-═M+H₂O

．
②充電完成時，Ni（OH）₂全部轉(zhuǎn)化為NiO（OH）．若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O₂，O₂擴散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應(yīng)式為

2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）甲醇燃料電池，甲醇在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極放電，酸性條件下生成水；
根據(jù)甲醇的燃燒熱計算2mol甲醇完全燃燒放出的熱量，結(jié)合原電池產(chǎn)生的電能計算；
（2）①放電時，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
②氧氣在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答：解：（1）酸性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)式為：CH₃OH+

3

2

O₂═CO₂+2H₂①，酸性條件下該燃料電池的正極反應(yīng)式為

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂②，①-②得電池負極反應(yīng)式為：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；該燃料電池的理論效率為

702.1kJ

726.5kJ

×100%=96.6%．
故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O；96.6%．
（2）①蓄電池放電時是原電池、充電時是電解池，根據(jù)原電池中“負氧化、正還原”，電解池中“陽氧化、陰還原”的規(guī)律，蓄電池放電時，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MH+OH^--e^-═M+H₂O，
故答案為：MH+OH^--e^-═M+H₂O；
②中陰極的電極反應(yīng)有兩個，第一階段是充電時的反應(yīng)式，陰極上電極反應(yīng)式為M+H₂O+e^-═MH+OH^-，第二階段為吸收氧氣的電解反應(yīng)式，由題意知氧氣在陰極上被還原，電解質(zhì)溶液呈堿性可知氧氣被還原為OH^-，所以其電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確正負極、陰陽極上得失電子是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，電極反應(yīng)式要結(jié)合溶液的酸堿性書寫，為易錯點．