2021届高考化学一轮复习第9章电化学基础第28讲原电池化学电源教学案新人教版

2021届高考化学一轮复习第9章电化学基础第28讲原电池化学电源教学案新人教版

- 1 - 第九章　电化学基础 [考纲解读]　1.理解原电池的构成、工作原理及应用。2.能书写出电极反应和总反应方 程式。3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。4.理解电解池的构成、工作原理及应用。 5.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 第 28 讲　原电池　化学电源 一、原电池 1．概念 原电池是把□01 化学能转化为□02 电能的装置。 2．构成条件 (1)能自发进行的□01 氧化还原反应。 (2)□02 活泼性不同的两电极。 (3)形成闭合回路。 形成闭合回路需三个条件： ①□03 电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入□04 电解质溶液中。 3．工作原理(以铜－锌原电池为例) 装置图 电极名称 负极 正极 电极材料 □01 锌片 □02 铜片 电极反应 □03 Zn－2e－===Zn2＋ □04 Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 □05 氧化反应 □06 还原反应 电子流向 由□07 锌片沿导线流向□08 铜片 电流方向 由□09 铜片沿导线流向□10 锌片 离子流向 电解质溶液中，阴离子向□11 负极迁 盐桥中含有饱和 KCl 溶液，□13 K＋ - 2 - 移，阳离子向□12 正极迁移 移向正极，□14 Cl－移向负极 电池反应 方程式 □15 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 两类装置 的不同点 还原剂 Zn 与氧化剂 Cu2＋直接接触， 既有化学能转化为电能，又有化学 能转化为热能，造成能量损耗 Zn 与氧化剂 Cu2＋不直接接触，仅 有化学能转化为电能，减少了能量 损耗，故电流稳定，持续时间长 二、化学电源 1．一次电池 碱性锌锰 干电池 负极材料：□01 Zn 电极反应：□02 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极材料：碳棒 电 极 反 应 ： □03 2MnO2 ＋ 2H2O ＋ 2e － ===2MnOOH＋2OH－ 总 反 应 ： Zn ＋ 2MnO2 ＋ 2H2O===2MnOOH ＋ Zn(OH)2 锌银电池 负极材料：□04 Zn 电极反应：□05 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极材料：□06 Ag2O 电极反应：□07 Ag2O＋H 2O＋2e －===2Ag＋ 2OH－ 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 2．二次电池 铅蓄电池(电解质溶液为 30%H2SO4 溶液) - 3 - (1)放电时的反应 负极反应：□01 Pb－2e－＋SO2－4 ===PbSO4， 正极反应：□02 PbO2＋2e－＋SO2－4 ＋4H＋===PbSO4＋2H2O， 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。 电解质溶液的 pH □03 增大。 (2)充电时的反应 阴极反应：□04 PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4 ， 阳极反应：□05 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4 ， 总反应：2PbSO4＋2H2O =====电解 Pb＋PbO2＋2H2SO4。 3．燃料电池 (1)氢氧燃料电池 ①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。 电解质溶液 酸性 碱性 负极反应式 □01 2H2－4e－===4H＋ □02 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应式 □03 O2＋4e－＋4H＋===2H2O □04 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应式 2H2＋O2===2H2O ②燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂由□05 外部供给。 (2)甲烷燃料电池 ①碱性介质中(以 KOH 为例)： 负极：□06 CH4－8e－＋10OH－===CO2－3 ＋7H2O， 正极：□07 2O2＋8e－＋4H2O===8OH－， 总反应：□08 CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。 ②酸性介质中： 负极：□09 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋， 正极：□10 2O2＋8e－＋8H＋===4H2O， 总反应：□11 CH4＋2O2===CO2＋2H2O。 - 4 - 1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。 (1)理论上说，任何自发反应都可设计成原电池。(×) 错因：必须是自发的氧化还原反应才可设计成原电池。 (2)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生。(×) 错因：电子不能通过电解质溶液。 (3)碱性锌锰干电池是一次电池，其中 MnO2 是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可 储存时间长。(×) 错因：碱性锌锰干电池中的 MnO2 在正极上得电子，是氧化剂。 (4)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后将热能转化为电能。(×) 错因：燃料电池直接将化学能转化为电能。 (5)由于 CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池。(×) 错因：该反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池。 (6)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动。(×) 错因：原电池工作时，溶液中的阳离子向正极移动。 2．教材改编题 (据人教选修四 P78T3)镉镍可充电电池的充、放电反应按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 放电 充电 Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，由此判断错误的是(　　) A．放电时，Cd 作负极 B．放电时，NiO(OH)作负极 C．电解质溶液为碱性溶液 D．放电时，负极反应为 Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2 答案　B 考点一　原电池的工作原理及应用 - 5 - [解析]　锌片、Cu 片与导线相连插入酸性溶液中会形成原电池，电子由 Zn 片通过导线 流向铜片，D 错误。 [答案]　D 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．原电池的判断方法 (1)先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池。 (2)然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”： (3)多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做 电解池。 2．判断原电池正、负极的五种方法 3．原电池原理的应用 - 6 - (1)加快化学反应速率 一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。如在 Zn 与稀硫酸反应 时加入少量 CuSO4 溶液构成原电池，反应速率加快。 (2)金属的防护 使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁 桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 (3)比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 (4)设计制作化学电源 ①首先将能自发进行的氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 如：根据反应 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 设计的原电池为： 1．对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是(　　) A．电子流入的一极为正极 B．比较不活泼的一极为正极 C．电子流出的一极为负极 D．发生氧化反应的一极为正极 答案　D 2．下列有关铜锌原电池的叙述正确的是(　　) A．盐桥中的 Cl－移向 CuSO4 溶液 B．电池总反应式为 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从正极流向负极 D．取下盐桥，原电池仍可工作 - 7 - 答案　B 解析　盐桥中的 Cl－移向负极，即移向 ZnSO4 溶液，A 错误；原电池工作时，电子从电池 负极经外电路流向正极，C 错误；取下盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能工作，D 错误。 考点二　化学电源 [解析]　该装置为原电池，铜为负极，石墨为正极，电子从铜电极流向石墨电极，故 A 错误；溶液中 Cl－向铜电极移动，故 B 错误；负极为铜电极，结合电池反应得到，负极的电极 反应式为 Cu＋Cl－－e－===CuCl(s)，负极生成了 CuCl(s)，质量增重了，故 C 错误；总反应方 程式为 2Cu＋2Cl－＋HN3＋3H＋===2CuCl(s)＋N2↑＋NH＋4 ，负极的电极反应式为 Cu＋Cl－－e－ ===CuCl(s)，用总反应式减去负极反应式得到正极反应式为 HN3＋2e－＋3H＋===N2↑＋NH＋4 ，故 D 正确。 [答案]　D [解析]　由电子流向可知，a 电极为原电池负极，b 电极为原电池正极，O2 应从 b 电极通 入发生还原反应，NH3 应从 a 电极通入发生氧化反应生成 N2，电极反应式为 2NH3－6e－===N2＋ 6H＋。 [答案]　b　2NH3－6e－===N2＋6H＋　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 化学电源电极反应式的书写 书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质 溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。电极反应式书写的 一般方法有： 1．拆分法 (1)写出原电池的总反应，如 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 - 8 - (2)把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、 电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应： 正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 负极：Cu－2e－===Cu2＋ 2．加减法 (1)写出总反应，如 Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。 (2)写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如 Li－e－===Li＋(负极)。 (3)利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即 LiMn2O4＋Li＋＋e－ ===Li2Mn2O4(正极)。 3．燃料电池电极反应式的书写 (1)写出燃料电池反应的总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的 反应。 如甲烷燃料电池(电解质为 NaOH 溶液)的反应式为 CH4＋2O2===CO2＋2H2O① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O② ①＋②得燃料电池总反应式为 CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O，其离子方程式为 CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3 ＋3H2O。 (2)写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是 O2，随着电解质溶液的不同， 其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况： ①酸性电解质溶液环境下电极反应式： O2＋4H＋＋4e－===2H2O； ②碱性电解质溶液环境下电极反应式： O2＋2H2O＋4e－===4OH－； ③固体电解质(高温下能传导 O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－； ④熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下电极反应式： O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3 。 (3)根据电池总反应式和正极反应式，写出负极反应式 电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为 O2 不是负极反应物，因 此两个反应式相减时要彻底消除 O2。 3．Zn­ZnSO4­PbSO4­Pb 电池装置如图，下列说法错误的是(　　) - 9 - A．SO 2－4 从右向左迁移 B．电池的正极反应为 Pb2＋＋2e－===Pb C．左边 ZnSO4 浓度增大，右边 ZnSO4 浓度不变 D．若有 6.5 g 锌溶解，有 0.1 mol SO 2－4 通过离子交换膜 答案　B 解析　锌是负极，SO 2－4 从右向左迁移，A 正确；电池的正极反应为 PbSO4＋2e－===Pb＋SO 2－4 ，B 错误；左边锌失去电子转化为 ZnSO4，ZnSO4 浓度增大，右边 ZnSO4 浓度不变，C 正确； 若有 6.5 g 锌即 0.1 mol 锌溶解，根据电荷守恒可知有 0.1 mol SO 2－4 通过离子交换膜，D 正确。 4．(2019·安徽池州高三期末)新型高效的二甲醚燃料电池工作时总反应式：CH3OCH3＋ 3O2===2CO2＋3H2O。 (1)向该电池中通入的 a 是________，负极电极反应式为 ______________________________________________________。 (2)利用该电池冶铝，若制得金属铝 54 g，理论上消耗二甲醚________g。 答案　(1)CH3OCH3　CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋　(2)23 解析　(1)根据题图知交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据电子流动方向和 氢离子移动方向可知，通入 a 的电极为负极、通入 b 的电极为正极，负极上二甲醚失去电子 发生氧化反应生成二氧化碳，负极反应式为 CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋。 (2)根据得失电子守恒，可以建立关系式 4Al～12e－～CH3OCH3，由此可得，若制得金属铝 54 g，理论上消耗二甲醚 23 g。 - 10 - 　　建议用时：40 分钟　 　　满分：100 分　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、选择题(每题 7 分，共 70 分) 1．在如图所示的 8 个装置中，属于原电池的是(　　) A．①④ B．③④⑤ C．④⑧ D．②④⑥⑦ 答案　D 解析　根据原电池的构成条件可知：①中只有一个电极，③中两电极材料相同，⑤中酒 精不是电解质，⑧中两电极材料相同且无闭合回路，故①③⑤⑧不能构成原电池。 2．(2019·北京朝阳高三期末)电动汽车(标志为“ ”)在改善城市交 通、保护环境等方面的作用至关重要。下列说法不正确的是(　　) A．电动汽车的使用有助于减少氮氧化物的排放 B．燃油汽车也可以悬挂该标志 C．电动汽车使用时涉及化学能与电能的转换 D．电动汽车充电、放电过程均有电子转移 答案　B 解析　电动汽车使用时化学能先转化为电能，然后电能再转化为机械能，不产生氮氧化 合物，所以有助于减少氮氧化物的排放，A 正确；电动汽车使用时首先是化学能转化为电能， 电能转化为机械能，充电时电能转化为化学能，所以涉及化学能与电能的转换，C 正确；电动 汽车充电、放电过程有电能与化学能的转化过程，所以均有电子转移，D 正确。 3．下列有关电池的说法不正确的是(　　) A．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 - 11 - B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极 C．氢氧燃料电池工作时，氢气在负极被氧化 D．原电池中一定发生了氧化还原反应 答案　A 解析　太阳能电池的主要材料是高纯硅，A 错误；铜锌原电池工作时电子从锌极流出， 沿外电路流入铜极，B 正确；燃料电池中燃料在负极被氧化，C 正确；原电池中一定发生氧化 还原反应，D 正确。 4．(2019·北京海淀高三期末)锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池 中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。 下列关于原电池和干电池的说法不正确的是(　　) A．两者正极材料不同 B．MnO2 的放电产物可能是 KMnO4 C．两者负极反应式均为 Zn 失电子 D．原电池中 Zn 与稀 H2SO4 存在自放电现象 答案　B 解析　题左图为干电池，干电池的正极材料是碳棒，题右图为原电池，正极材料是铜单 质，两者正极材料不同，故 A 正确；干电池中 MnO2 应作氧化剂，Mn 的化合价降低，故 B 错误； 所给装置中 Zn 为负极，Zn 失去电子，故 C 正确；根据自放电现象的定义，Zn 与稀硫酸能够 发生反应，即原电池中 Zn 与稀硫酸存在自放电现象，故 D 正确。 5．M、N、P、E 四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠 溶液中，M 表面有大量气泡逸出；③N、E 用导线连接放入 E 的硫酸盐溶液中，电极反应为 E2＋＋ 2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　　) A．P>M>N>E B．E>N>M>P C．P>N>M>E D．E>P>M>N 答案　A 解析　由①知，金属活动性：M>N；M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M 表面有大量 气泡逸出，说明 M 作原电池的正极，故金属活动性：P>M；N、E 构成的原电池中，N 作负极， 故金属活动性：N>E。综合可知，A 正确。 6. 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关 叙述正确的是(　　) - 12 - A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2－4 )减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 答案　C 解析　阳离子交换膜不允许阴离子通过，所以电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2－4 )不 变，B、D 错误；乙池发生的电极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，溶液中 Cu2＋逐渐减少，为维持溶 液中的电荷平衡，Zn2＋会不断移向乙池，使溶液质量增加，C 正确。 7．将反应 2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 设计成如图所示的原电池。 下列说法不正确的是(　　) A．盐桥中的 K＋移向 FeCl3 溶液 B．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入 FeCl2 固体，乙中石墨电极为负极 答案　D 解析　甲中石墨为正极，乙中石墨为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以 K＋移向 FeCl3 溶液，A 正确；反应开始时，因乙中 I－失去电子放电，元素的化合价升高，则发生氧化反应， B 正确；当电流计为零时，说明没有电子发生转移，则反应达到平衡，C 正确；当加入 Fe2＋， 导致平衡逆向移动，则 Fe2＋失去电子生成 Fe3＋，作为负极，而乙中石墨成为正极，D 错误。 8．肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具 有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是 (　　) - 13 - A．电池工作时，正极附近的 pH 降低 B．当消耗 1 mol O2 时，有 2 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移 C．负极反应式为 4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O D．若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作 答案　C 解析　电池工作时，O2 在正极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于生成 OH－， 溶液的 pH 增大，A 错误；当消耗 1 mol O2 时，电路中转移 4 mol 电子，生成 4 mol OH－，为保 持溶液呈电中性，应有 4 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移，B 错误；N2H4 在负极上失电子发生氧化 反应，则负极反应式为 4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O，C 正确；若撤走阳离子交换膜后，肼 会与水中溶解的氧气直接接触发生爆炸，电池无法工作，D 错误。 9．(2019·潍坊上学期统考)根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的 是(　　) A．a 电极为原电池的正极 B．外电路电流方向是 a→b C．b 电极的电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋===H2O2 D．a 电极上每生成 1 mol O2，通过质子交换膜的 H＋为 2 mol 答案　C 解析　根据图示可知，a 电极上 H2O 转化为 H＋和 O2，发生氧化反应，则 a 电极为原电池 的负极，A 错误；a 电极为负极，b 电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即 b→a， B 错误；根据图示可知，b 电极上 O2 得电子转化为 H2O2，电极反应式为：O2＋2e －＋2H ＋ ===H2O2，C 正确；a 电极上每生成 1 mol O2，转移 4 mol 电子，则通过质子交换膜的 H＋为 4 mol，D 错误。 10．氮的化合物可以通过电化学方法相互转化，如图为 NO 转化为 NO2 的工作原理示意图， 下列说法正确的是(　　) - 14 - A．Pt 电极上发生的是氧化反应 B．Pt 电极的电极反应式为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每转化 1 mol NO，消耗 O2 的体积为 11.2 L D．外电路中电子由 NiO 电极向 Pt 电极移动 答案　D 解析　根据装置图可知，Pt 电极上氧气得到电子转化为 O2－，所以 Pt 电极作正极，发生 还原反应，A、B 错误；不能确定氧气所处的状况，则不能计算氧气的体积，C 错误；NiO 是负 极，NO 在负极上失去电子，外电路中电子由 NiO 电极向 Pt 电极移动，D 正确。 二、非选择题(共 30 分) 11．(14 分)如图所示，是原电池的装置图。请回答： (1)若 C 为稀 H2SO4 溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且 作 负 极 ， 则 A 电 极 上 发 生 的 电 极 反 应 式 为 __________________________；反应进行一段时间后溶液 C 的 pH 将 ________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。 (2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如图所示的原电池装置，则 A 极(负极) 材料为________，B 极(正极)材料为________，溶液 C 为________。 (3)若 C 为 CuCl2 溶液，Zn 是________极，Cu 极发生________反应，电极反应式为 ______________________________。反应过程溶液中 c(Cu2＋)________(填“变大”“变小” 或“不变”)。 (4)CO 与 H2 反应还可制备 CH3OH，CH3OH 可作为燃料使用，用 CH3OH 和 O2 组合形成的质子 交换膜燃料电池的结构示意图如下： 电池总反应为 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则 c 电极是________(填“正极”或“负极”)， c 电极的反应方程式为__________________________________。 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑　升高 - 15 - (2)Cu　石墨(其他合理答案也可)　FeCl3 溶液(其他合理答案也可) (3)负　还原　Cu2＋＋2e－===Cu　变小 (4)负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋ 解析　(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换 H2 的反应，所以正极反应是 H＋ 得电子生成 H2，溶液中 H＋放电，导致溶液中 H＋浓度减小，pH 升高。 (2)Cu 发生氧化反应，作原电池的负极，所以 A 极材料是 Cu，B 极材料是比 Cu 不活泼的 导电物质如石墨、Ag 等即可。溶液 C 中含有 Fe3＋，如 FeCl3 溶液。 (3)Zn 比较活泼，在原电池中作负极，Cu 作正极，正极发生还原反应，Cu2＋在正极得到 电子变成 Cu，电极反应 为 Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋发生了反应，则 c(Cu2＋)变小。 (4)根据图中的电子流向知 c 是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H ＋。 12．(16 分)直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下 三种乙醇燃料电池。 (1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为________。 (2)碱性乙醇燃料电池中，电极 a 上发生的电极反应式为_______________，使用空气代 替氧气，电池工作过程中碱性会不断降低，其原因是___________ _________________________________。 (3) 酸 性 乙 醇 燃 料 电 池 中 ， 电 极 b 上 发 生 的 电 极 反 应 式 为 ______________________________，通过质子交换膜的离子是________。 (4) 熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO 2－3 向电极 ________(填“a”或“b”)移动，电极 b 上发生的电极反应式为_____________。 答案　(1)氧气　 (2)C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO2－3 ＋11H2O　空气中的 CO2 会与 KOH 溶液反应，降低溶液 的碱性，同时反应中也会消耗 KOH　 - 16 - (3)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　H＋　 (4)a　O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3 解析　(1)燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，三种乙醇 燃料电池中正极反应物均为氧气。 (4)根据图示可知，a 为负极，原电池中阴离子由正极向负极移动，所以 CO 2－3 向电极 a 移动；电极 b 为正极，由图示可知，CO2 也参与了正极的反应，电极反应式为 O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3 。