Question

據報道，最近摩托羅拉（MOTOROLA）公司研發了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質溶液的新型手機電池，電量是現用鎳氫電池和鋰電池的10倍，可連續使用1個月充電一次．假定放電過程中，甲醇完全氧化產生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2-
（1）該電池反應的總離子方程式為

 

；
（2）甲醇在

 

極發生反應（填正或負），電池在放電過程中溶液的pH將

 

（填降低或上升、不變）；
（3）最近，又有科學家制造出一種固體電解質的燃料電池，其效率更高．一個電極通入空氣，另一電極通入汽油蒸氣．其中固體電解質是摻雜了Y₂O₃（Y：釔）的ZrO₂（Zr：鋯）固體，它在高溫下能傳導O^2-離子（其中氧化反應發生完全．以丁烷（C₄H₁₀）代表汽油．
①電池的正極反應式為

 

．
②放電時固體電解質里的O^2-離子的移動方向是向

 

 極移動（填正或負）．

Answer 1

分析：放電時負極反應為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，正極電極反應式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電池反應為2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，固體電解質的燃料電池，通入空氣的電極反應為O₂+4e^-=2O^2-，汽油在負極發生氧化反應，原電池工作時，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動．

解答：解：（1）放電過程中，甲醇完全氧化產生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2-，則反應的總方程式為2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；
（2）放電時，甲醇被氧化，應為電池負極反應，由總反應式2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，可知消耗OH^-，電解質溶液pH降低，故答案為：負；下降；
（3）①固體電解質的燃料電池，通入空氣的電極反應為O₂+4e^-=2O^2-，故答案為：O₂+4e^-=2O^2-；
②原電池工作時，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，故答案為：負．

點評：本題綜合考查原電池工作原理，題目難度中等，注意根據題給信息正確書寫電極方程式為解答該題的關鍵，答題時注意體會電極方程式的書寫，學習中注意把握書寫方法．