Question

近幾年開發的甲醇燃料電池采用鉑作電極催化劑，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下：

請回答下列問題：

(1)Pt(a)電極是電池的 極，電極反應式為 ；Pt(b)電極發生 反應(填“氧化”或“還原”)，電極反應式為 。

(2)電池的總反應方程式為 。

(3)如果該電池工作時電路中通過2 mol電子，則消耗的CH3OH有 mol。

 

Answer 1

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

(2)2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O

(3)

【解析】從示意圖中可以看出電極Pt(a)原料是CH3OH和水，反應后產物為CO2和H＋，CH3OH中碳元素化合價為－2，CO2中碳元素化合價為＋4，說明Pt(a)電極上CH3OH失去電子，電極Pt(a)是負極，則電極Pt(b)是正極，Pt(b)電極原料是O2和H＋，反應后的產物為H2O，氧元素化合價由0→－2，發生還原反應，因為電解質溶液是稀H2SO4，可以寫出電池總反應式為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，再寫出較為簡單的正極反應式：3O2＋12e－＋12H＋=6H2O，用總反應式減去正極反應式即可得到負極反應式為：2CH3OH＋2H2O－12e－=2CO2↑＋12H＋。