乙醇燃料电池在碱性条件下的反应方程式

解题思路：由质子的移动方向可知a为负极，a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO₂和H⁺，电极反应式为C₂H₅OH+3H₂O-12e^-═2CO₂+12H⁺，b为正极，发生还原反应，电极方程式为4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，以此解答该题．

A．原电池工作时，阳离子向正极移动，则a为负极，故A错误；
B．正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O，故B正确；
C．电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，在该电池中由b极流向a极，故C错误；
D．乙醇中C元素的化合价为-2价，被氧化后升高到+4价，则电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，故D错误．
故选B．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查原电池知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，本题注意把握根据电池总反应书写电极方程式的方法，难度不大．

甲池是乙醇氧气燃料电池,乙池由题目中给的铁电极和石墨电极这两个电极是能组成原电池的,但由于电解液是硫酸铜溶液,而题目要求铁电极的质量不能减少,若做原电池,铁电极的质量是会减少的.所以乙池不能是原电池.手机码字不容易,有不懂的可以再追问,本人本科大三,专业电化学~

解题思路：由质子的移动方向可知a为负极，a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO₂和H⁺，电极反应式为C₂H₅OH+3H₂O-12e^-═2CO₂+12H⁺，b为正极，发生还原反应，电极方程式为4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，以此解答该题．

A．原电池工作时，阳离子向正极移动，则a为负极，故A错误；
B．电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，在该电池中由b极流向a极，故B错误；
C．正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O，故C正确；
D．乙醇中C元素的化合价为-2价，被氧化后升高到+4价，则电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，故D错误．
故选C．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查原电池知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，本题注意把握根据电池总反应书写电极方程式的方法，难度不大．

负极：C2H5OH - 12e- + 16OH- == 2CO3^2- + 11H2O
正极：O2 + 4e- + 2H2O == 4OH-
总方程式：C2H5OH + 3O2 + 4OH- == 2CO3^2- + 5H2O
注意,因为是NaOH作电解质,所以不会有CO2生成,而是生成CO3^2-

解题思路：（1）根据燃料电池的正负极确定电解池的阴阳极，进而确定电极反应式的书写；
（2）甲池和乙池是串联电路，电路中转移电子的量相等，根据电子守恒来计算消耗氧气的量；
（3）根据乙池中两电极的电极反应计算两电极产生的气体体积恰好相等时转移的电子数，进而确定消耗乙醇的量；
（4）①平衡常数K=[生成物平衡浓度系数次方的乘积/反应物平衡浓度系数次方的乘积]；
②根据平衡常数表征的意义来回答；
③根据化学平衡与移动原理结合表中的数据来回答．

（1）燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极，所以N极是电解池的阳极，放电的是电解质中的氢氧根离子，即4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）乙池中M极是阴极，该极上析出金属铜，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，当生成金属铜6.4g即0.1mol时，转移电子为0.2mol，甲池和乙池是串联电路，电路中转移电子的量相等，根据甲池中氧气的放电反应O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，当转移0.2mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.05mol，体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L，，故答案为：1.12；
（3）乙池中阳极反应是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，阴极反应依次是：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂，当铜离子全部放电时，转移电子是0.6mol，设转移nmol电子时，两极上产生气体的体积相等，则两极上产生气体的物质的量等式表示为：0.25n=0.5（n-0.6），解得n=1.2，根据反应C₂H₆O+3O₂=2CO₂+3H₂O，在转移，12mol电子时，消耗C₂H₆O的量为1mol，当转移1.2mol电子时，理论上消耗乙醇0.1moL，质量是4.6g，故答案为：4.6；
（4）①平衡常数K=[生成物平衡浓度系数次方的乘积/反应物平衡浓度系数次方的乘积]=
[C2H6O][H2O]3
[CO2]2[H2]6 ，故答案为：
[C2H6O][H2O]3
[CO2]2[H2]6 ；
②根据平衡常数表征的意义：K越大表示反应物的转化程度大，故答案为：反应II；
③根据表中的数据可以看出，温度越高，二氧化碳的转化率越小，所以平衡越往左移动，说明向左的方向是吸热的，即反应是放热，温度越高K越小，根据表中数据提高氢碳比n（H₂）/n（CO₂），二氧化碳的转化率增大，所以向右进行，有利于乙醇的生成，故答案为：减小，有利．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理；化学平衡常数的含义．

考点点评： 本题是一道综合应用知识题目，考查角度广，难度很大．

解题思路：由质子的移动方向可知a为负极，a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO₂和H⁺，电极反应式为C₂H₅OH+3H₂O-12e^-═2CO₂+12H⁺，b为正极，发生还原反应，电极方程式为4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，以此解答该题．

A、电池中，阳离子向正极移动，所以氢离子向电池的正极迁移，故A错误；
B、电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，在该电池中由b极流向a极，故B错误；
C、a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO₂和H⁺，电极反应式为C₂H₅OH+3H₂O-12e^-═2CO₂+12H⁺，故C错误；
D、正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O，故D正确．
故选：D．

点评：
本题考点： 化学电源新型电池．

考点点评： 本题考查原电池知识，题目难度中等，本题注意把握根据电池总反应书写电极方程式的方法．

1、负极反应：C2H6O + 11O 2- - 12e- = 2CO3 2- + 6OH-
2、正极反应：3O2 + 12e- = 6O 2-
3、电池离子反应：C2H6O + 3O2 + 5O 2- = 2CO3 2- + 6OH-
化学反应：C2H6O + 3O2 + 5Na2O = 2Na2CO3 + 6NaOH

A．原电池工作时，阳离子向正极移动，则a为负极，故A错误；
B．电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，在该电池中由b极流向a极，故B错误；
C．正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H ⁺ +O ₂ +4e ^- =2H ₂ O，故C正确；
D．乙醇中C元素的化合价为-2价，被氧化后升高到+4价，则电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，故D错误．
故选C．

题中问的是电解硝酸银溶液产生的气体,而不是燃料电池产生的气体,楼上的回答有些许偏差.
燃料电池部分：46g的乙醇,恰好1mol,代入到C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+中可知转移了12NA的电子.这12NA的电子就是电解池中电子转移量.
再来看电解池部分：由于AgNO3中离子放电顺序Ag+>H+,OH->NO3-.所以电解产生的气体是O2（难点,这里需要详解请追问）.根据电极反应式：4OH- - 4e - = O2 + 2H2O ,代入12NA的电子,可得生成O2的物质的量为3mol,换算成标况体积为67.2L .
【化学一加一】团队：sy930915为您解答
如有疑惑,欢迎追问

乙醇燃料电池,KOH作电解质
总反应：C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O
负极：C2H5OH+16OH(-)-12e(-)=2CO3(2-)+11H2O
正极：O2+4e(-)+2H2O=4OH(-)
乙醇燃料电池,酸作电解质
正:O2 + 4H+ + 4e = 2H2O
负:C2H6O + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+

1,化学能,化学能→电能,这种化学物质产生能量一般都是有化学能变成其它的
2,c 明显不是节能减排嘛,ab都没错,a是新能源

因为是无水环境,要这样写：
负极：C2H5OH--12e^-+6CO3^2- ===8CO2 +3H2O
正极：3O2+12e- +6CO2====6CO3^2-

乙醇燃料电池
KOH作电解质
总反应：C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O
负极：C2H5OH+16OH(-)-12e(-)=2CO3(2-)+11H2O
正极：O2+4e(-)+2H2O=4OH(-)
酸作电解质
正:O2 + 4H+ + 4e = 2H2O
负:C2H60 + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+

当然可能,只要燃料过量就会有HCO3-
但是一般燃料电池都要保证电解质过量,否则反应到最後会停止,电池就作废了

（1）燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极，所以N极是电解池的阳极，放电的是电解质中的氢氧根离子，即4OH ^- -4e ^- =O ₂ ↑+2H ₂ O，故答案为：4OH ^- -4e ^- =O ₂ ↑+2H ₂ O；
（2）乙池中M极是阴极，该极上析出金属铜，电极反应为：Cu ²⁺ +2e ^- =Cu，当生成金属铜6.4g即0.1mol时，转移电子为0.2mol，甲池和乙池是串联电路，电路中转移电子的量相等，根据甲池中氧气的放电反应O ₂ +2H ₂ O+4e ^- =4OH ^- ，当转移0.2mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.05mol，体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L，，故答案为：1.12；
（3）乙池中阳极反应是4OH ^- -4e ^- =O ₂ ↑+2H ₂ O，阴极反应依次是：Cu ²⁺ +2e ^- =Cu，2H ⁺ +2e ^- =H ₂ ，当铜离子全部放电时，转移电子是0.6mol，设转移nmol电子时，两极上产生气体的体积相等，则两极上产生气体的物质的量等式表示为：0.25n=0.5（n-0.6），解得n=1.2，根据反应C ₂ H ₆ O+3O ₂ =2CO ₂ +3H ₂ O，在转移，12mol电子时，消耗C ₂ H ₆ O的量为1mol，当转移1.2mol电子时，理论上消耗乙醇0.1moL，质量是4.6g，故答案为：4.6；
（4）①平衡常数K=
生成物平衡浓度系数次方的乘积
反应物平衡浓度系数次方的乘积 =
[C 2 H 6 O][ H 2 O ] 3
[C O 2 ] 2 [ H 2 ] 6 ，故答案为：
[C 2 H 6 O][ H 2 O ] 3
[C O 2 ] 2 [ H 2 ] 6 ；
②根据平衡常数表征的意义：K越大表示反应物的转化程度大，故答案为：反应II；
③根据表中的数据可以看出，温度越高，二氧化碳的转化率越小，所以平衡越往左移动，说明向左的方向是吸热的，即反应是放热，温度越高K越小，根据表中数据提高氢碳比n（H ₂ ）/n（CO ₂ ），二氧化碳的转化率增大，所以向右进行，有利于乙醇的生成，故答案为：减小，有利．

在实用中没有以甲烷或乙醇为燃料的碱性燃料电池.原因很简单,甲醇燃料电池正常运行时的排出产物是水和二氧化碳,而二氧化碳是弱酸性气体,会和碱液性电解质反应生成碳酸盐和水.这样,电解质就被燃料电池自己的排出产物所消耗,使得工作性能严重衰减了.因此,以甲烷或乙醇为燃料的燃料电池都是在酸性环境下运行的.

氢离子和氢氧根反应生成水

燃料电池当成一个简单的原电池处理
是原电池的话,可以看成是一个氧化还原反应
燃料电池对应的这个氧化还原反应就是乙醇燃烧
C2H6O + 3O2 == 2CO2 + 3H2O
反应中失去电子的还原剂就是乙醇,所以即使变形成电池的形式,也一定是乙醇失去电子

解题思路：由质子的移动方向可知a为负极，a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO₂和H⁺，电极反应式为C₂H₅OH+3H₂O-12e^-═2CO₂+12H⁺，b为正极，发生还原反应，电极方程式为4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，以此解答该题．

A．原电池工作时，阳离子向正极移动，则a为负极，故A错误；
B．电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，在该电池中由b极流向a极，故B正确；
C．正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O，故C正确；
D．乙醇中C元素的化合价为-2价，被氧化后升高到+4价，则电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，故D错误；
故选BC．

点评：
本题考点： 化学电源新型电池．

考点点评： 本题考查原电池知识，侧重于学生的分析能力的考查，本题注意把握根据电池总反应书写电极方程式的方法，难度不大．

解题思路：燃料电池中，燃料失去电子发生氧化反应，所以a极是负极，则b极是正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应；燃料电池放电时，电子从负极沿外电路流向正极，则电流从正极沿外电路流向负极；电解质溶液中带正电荷的微粒向正极移动，据此分析解答．

A、该燃料电池放电时，带正电荷的微粒向正极移动，所以质子向正极移动，故A正确．
B、燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以该燃料电池放电时，电流从正极b沿导线流向负极a，故B正确．
C、燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，负极上燃料失去电子发生氧化反应，所以电极反应式为C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺，故C错误．
D、燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，所以电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O，故D正确．
故选C．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查了原电池原理，明确正负极的判断方法、电极反应式的书写即可分析解答本题，难度不大．

方法一、很简单,先写出总反应化学方程式,再写出正极反应方程式：2H2O+O2+4e- = 4OH- 用总反应方程式减去正极反应就得到正极反应方程式
方法二、分析化合价变化就可以找出失电子数目,但是要注意因为电解质是氢氧化钾,所以产物不能是二氧化碳,应该是碳酸根
C2H5OH－12e－+ 16OH-＝2CO3^2- + 11H2O

碱性乙醇电池为原电池，通入乙醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，N是阳极，M是阴极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，则M电极是铁，N电极是石墨，
（1）通过以上分析知，M是阴极，N极是阳极，N上电极反应式为4OH ^- -4e ^- =O ₂ ↑+2H ₂ O，乙醇电极上乙醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：C ₂ H ₅ OH-12e ^- +16OH ^- =2CO ₃ ^2- +11H ₂ O，
故答案为：阴极，4OH ^- -4e ^- =O ₂ ↑+2H ₂ O，C ₂ H ₅ OH-12e ^- +16OH ^- =2CO ₃ ^2- +11H ₂ O；
（2）n（Ag）=
4.32g
108g/mol =0.04mol，根据Ag ⁺ +e ^- =Ag可知转移电子为0.04mol，
甲池中通入氧气的一极为正极，反应式为2O ₂ +8H ⁺ +8e ^- =4H ₂ O，则消耗n（O ₂ ）=
1
4 ×0.04mol=0.01mol，
V（O ₂ ）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L；
乙池中某一电极析出金属银4.32g时，同时产生氢离子的物质的量是0.04mol，则其浓度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1，故答案为：0.224，1；
（3）1g C ₂ H ₅ OH燃烧生成CO ₂ 和液态H ₂ O时放出29.71kJ热量，则1mol乙醇燃烧放出的热量=
29.7kJ

1g
46g/mol =1366.66kJ，所以其热化学反应方程式为：C ₂ H ₅ OH（l）+3O ₂ （g）=2CO ₂ （g）+3H ₂ O（l）△H=-1366.66kJ/mol，
故答案为：C ₂ H ₅ OH（l）+3O ₂ （g）=2CO ₂ （g）+3H ₂ O（l）△H=-1366.66kJ/mol．

解题思路：（1）燃料电池中氧气为正极反应物，燃料为负极反应物，与原电池的负极相连为阴极；
（2）电解池中，和电源的正极相连的是阳极，该极上发生氧化反应，和电源的负极相连的是阴极，该极上发生得电子的还原反应；
（3）根据电极反应式结合电子守恒来计算；
（4）根据电极反应式结合电子守恒来计算．

（1）燃料电池中氧气为正极反应物，燃料为负极反应物，与原电池的负极相连为阴极，则M与负极相连为阴极；
故答案为：正；阴；
（2）燃料电池的正极上是氧气发生得电子的还原反应，电解池中，和电源的正极相连的是阳极，该极上发生氧化反应，所以N是阳极，该极上电极反应为：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，故答案为：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；
（3）乙池中M电极析出金属铜6.4g，根据电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，析出金属铜6.4g即0.1mol，转移电子的物质的量是0.2mol，在燃料电池的正极上发生电极反应：
O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，当转移电子的物质的量是0.2mol时，消耗氧气的物质的量是0.05mol，体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案为：1.12；
（3）乙池中发生的反应分别是：阳极上：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，阴极上Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，100mL3.00mol•L^-1的CuSO₄溶液中铜离子物质的量是：0.3mol，铜离子得电子的是0.6mol，若两电极产生的气体恰好相等时（假设标准状况下），设均为nmol，则2n+0.6=4n，解得n=0.3，即装置在转移电子的物质的量是1.2mol，乙醇燃料电池的负极上发生反应：C₂H₆O+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，当转移电子是1.2mol，消耗乙醇的物质的量是0.1mol，质量是0.1mol×46g/mol=4.6g，
故答案为：4.6．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查了原电池原理和电解池原理的应用，注意根据串联电路中转移的电子的物质的量相等结合电极方程式计算分析，题目难度中等．