Question

設計燃料電池使汽油氧化直接產生電流，是本世紀最富有挑戰性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸氣，電池的電解質是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導O^2-。
回答下列問題： 
（1）以辛烷為汽油的代表物，則這個電池放電時必發生反應的化學方程式是_____________________。
（2）這個電池負極的電極反應式為C₈H₁₈ + 25O^2- →8CO₂ + 9H₂O +50e^-，正極的電極反應式為
_____________________。固體電解質里O^2-的移動方向是_________，向外電路釋放電子的電極是_________。
（3）用此蓄電池分別電解以下兩種溶液，假如電路中轉移了0．02mole^-，且電解池的電極均為惰性電極，試回答下列問題。
①電解M(NO₃)_x溶液時某一電極增加了agM，則金屬M的相對原子質量_________（用含“a、x”的表達式表示）。
②電解含有0．01mol CuSO₄和0．01mol NaCl的混合溶液100mL，陽極產生的氣體在標準狀況下的體積是
_________；將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時溶液的C（H⁺）=_________。

Answer 1

（1）2C₈H₁₈+25O₂→16CO₂+18H₂O
（2）O₂+4e^-＝2O^2-；由正極流向負極；負極（或“通石油蒸汽的電極”）
（3）①；②0.168L；0.01mol·L^-1