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

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：在丁烷燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-=2O^2-，總反應(yīng)式為2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，在原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，再結(jié)合氧氣和二氧化碳的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）通入空氣的極為正極，該極上發(fā)生還原反應(yīng)，其反應(yīng)類型為還原反應(yīng)，故答案為：還原；
（2）在原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，O^2-向負(fù)極移動(dòng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，
故答案為：負(fù)極；C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O；
（3）根據(jù)電極反應(yīng)式：C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，每有1mol丁烷參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是26mol，根據(jù)反應(yīng)O₂+4e^-=2O^2-，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是26mol，理論上消耗氧氣的物質(zhì)的量為6.5mol，故答案為：6.5mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)電源新型電池，根據(jù)得失電子判斷正負(fù)極，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，注意陽(yáng)極上氧氣得電子生成氧離子而不是水或氫氧根離子，與電解質(zhì)有關(guān)，為易錯(cuò)點(diǎn)．