Question

一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O^2－。按要求回答下列問(wèn)題：
（1）通入空氣的極發(fā)生的反應(yīng)類型為___________（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。
（2）在電池工作過(guò)程中，O^2－向_______移動(dòng)，負(fù)極反應(yīng)式為______________________。
（3）每有1mol丁烷參加反應(yīng)，理論上消耗氧氣的物質(zhì)的量為_____________。

Answer 1

（1）還原 （2）負(fù)極；C₄H₁₀＋13O^2－－26e^－＝4CO₂＋5H₂O （3）6.5mol

試題分析：（1）原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，陰離子則向負(fù)極移動(dòng)�？諝庠诜磻�(yīng)中得到電子，所以空氣在正極通入，發(fā)生還原反應(yīng)。
（2）原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以在電池工作過(guò)程中，O^2－向負(fù)極移動(dòng)。負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。所以丁烷在負(fù)極通入，由于電解質(zhì)是熔融態(tài)，則負(fù)極反應(yīng)式為C₄H₁₀＋13O^2－－26e^－＝4CO₂＋5H₂O。
（3）該電池的總反應(yīng)式為2C₄H₁₀＋13O₂＝8CO₂＋10H₂O，所以每有1mol丁烷參加反應(yīng)，理論上消耗氧氣的物質(zhì)的量為13mol÷2＝6.5mol。