近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：请回答下列问题：(1)Pt(a)电

Question

近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换

膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：

(1)Pt(a) 电极是电池的 ________ 极，电极反应式为 ________________________________

________________________________________________________________________ ； Pt(b) 电极发生 ________

反应 ( 填 “ 氧化 ” 或 “ 还原 ”) ，电极反应式为 __________________________________ 。

(2) 电池的总反应方程式为 _______________________________________________ 。

(3) 如果该电池工作时电路中通过 2 mol 电子，则消耗的 CH3OH 有 ________mol 。

Answer 1

解析   从示意图中可以看出电极 Pt(a) 原料是 CH3OH 和水，反应后产物为 CO2 和 H ＋， CH3OH 中碳元素化合价为－ 2 ， CO2 中碳元素化合价为＋ 4 ，说明 Pt(a) 电极上 CH3OH 失去电子，电极 Pt(a) 是负极，则电极 Pt(b) 是正极， Pt(b) 电极原料是 O2 和 H ＋，反应后的产物为 H2O ，氧元素化合价由 0→ － 2 ，发生还原反应，因为电解质溶液是稀 H2SO4 ，可以写出电池总反应式为 2CH3OH ＋ 3O2===2CO2 ＋ 4H2O ，再写出较为简单的正极反应式： 3O2 ＋ 12e －＋ 12H ＋ ===6H2O ，用总反应式减去正极反应式即可得到负极反应式为： 2CH3OH ＋ 2H2O － 12e － ===2CO2↑ ＋ 12H ＋。

答案   (1) 负　 2CH3OH ＋ 2H2O － 12e －＝ 2CO2↑ ＋ 12H ＋　 3O2 ＋ 12H ＋＋ 12e － ===6H2O

(2)2CH3OH ＋ 3O2===2CO2 ＋ 4H2O

(3)