Question

（1）某燃料電池以熔融K₂CO₃（其中不含O^2-和HCO₃^-）為電解質(zhì)，以丁烷（C₄H₁₀）為原料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬為電極．
①寫出該燃料電池電極反應(yīng)式：正極

 

；
負(fù)極：2C₄H₁₀+26CO₃^2--52e^-=34CO₂+10H₂O；總反應(yīng)式

 

．
②為了使該燃料電池長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定．為此必須在通入的空氣中加入

 

，它來源于

 

．
（2）已知KIO₃可用電解方法制得，原理是：以石墨為陽極，以不銹鋼為陰極，在一定電流強(qiáng)度和溫度下電解KI溶液．總反應(yīng)化學(xué)方程式為KI+3H₂O

電解  .

KIO₃十3H₂↑
則兩極反應(yīng)式分別為：陰極

 

；  陽極

 

．

Answer 1

分析：（1）燃料電池中，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)正負(fù)極上電極反應(yīng)式確定電池反應(yīng)式；
②根據(jù)碳守恒和兩極上的變化考慮；
（2）總反應(yīng)方程式為KI+3H₂O=KIO₃+3H₂↑，I元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，則在陽極生成碘酸鉀；H元素的化合價(jià)降低，則在陰極生成氫氣，以此來解答．

解答：解：（1）①料電池中，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-或13O₂+26CO₂+52e^-=26CO₃^2-，根據(jù)正負(fù)極上電極反應(yīng)式知其電池反應(yīng)式為：2C₄H₁₀+13O₂=8CO₂+10H₂O，
故答案為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-或13O₂+26CO₂+52e^-=26CO₃^2-，2C₄H₁₀+13O₂=8CO₂+10H₂O；
②由于原電池的負(fù)極產(chǎn)物有水生成，所以負(fù)極必有CO₃^2-參加反應(yīng)，同時(shí)根據(jù)碳守恒可知A必為CO₂，負(fù)極反應(yīng)式可表示為CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，它來源于負(fù)極上生成的二氧化碳即可，
故答案為：CO₂，負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物；
（2）總反應(yīng)方程式為KI+3H₂O=KIO₃+3H₂↑，I元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，則在陽極生成碘酸鉀，陽極反應(yīng)為I^--6e^-+6OH^-=IO₃^-+3H₂O；H元素的化合價(jià)降低，則在陰極生成氫氣，陰極反應(yīng)為6H⁺+6e^-=3H₂↑，
故答案為：6H⁺+6e^-=3H₂↑；I^--6e^-+6OH^-=IO₃^-+3H₂O．

點(diǎn)評：本題考查氧化還原反應(yīng)及電解，明確電解與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系，結(jié)合元素的化合價(jià)變化即可解答，題目難度不大．