Question

一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2－。按要求回答下列问题：
（1）通入空气的极发生的反应类型为___________（填“氧化”或“还原”）反应。
（2）在电池工作过程中，O^2－向_______移动，负极反应式为______________________。
（3）每有1mol丁烷参加反应，理论上消耗氧气的物质的量为_____________。

Answer 1

（1）还原 （2）负极；C₄H₁₀＋13O^2－－26e^－＝4CO₂＋5H₂O （3）6.5mol

试题分析：（1）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，阴离子则向负极移动。空气在反应中得到电子，所以空气在正极通入，发生还原反应。
（2）原电池中阴离子向负极移动，所以在电池工作过程中，O^2－向负极移动。负极失去电子，发生氧化反应。所以丁烷在负极通入，由于电解质是熔融态，则负极反应式为C₄H₁₀＋13O^2－－26e^－＝4CO₂＋5H₂O。
（3）该电池的总反应式为2C₄H₁₀＋13O₂＝8CO₂＋10H₂O，所以每有1mol丁烷参加反应，理论上消耗氧气的物质的量为13mol÷2＝6.5mol。