CH₄是一種清潔、高效、具有優(yōu)良環(huán)保性能的燃料，有良好的應(yīng)用前景．
（1）科研人員設(shè)計(jì)了甲烷燃料電池并用于電解．如圖1所示，電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃與ZrO₂的固體，可在高溫下傳導(dǎo)O^2-．

①該電池工作時(shí)負(fù)極反應(yīng)方程式為 ．
②用該電池電解CuCl₂溶液得到12.8gCu,理論上需要使用O₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為 ．
（2）化學(xué)鏈燃燒技術(shù)主要由載氧體、燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器組成．載氧體作為氧的載體，在反應(yīng)器中循環(huán)，實(shí)現(xiàn)氧的轉(zhuǎn)移．
①利用α-Fe₂O₃載氧體的甲烷化學(xué)鏈燃燒法，其示意圖如圖2所示．甲烷脫氫過程可描述為 ．

②CuO/Cu₂O也可作為甲烷燃燒的載氧體．往盛有CuO/Cu₂O載氧體的剛性密閉容器中充入空氣（O₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為21%），發(fā)生反應(yīng)．平衡時(shí)O₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨反應(yīng)溫度T變化的曲線如圖所示．O₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大的原因是 ，反應(yīng)溫度必須控制在1030℃以下，原因是 ．

【考點(diǎn)】原電池與電解池的綜合；化學(xué)平衡的影響因素．

【答案】CH₄-8e^-+4O^2-=CO₂+2H₂O；2.24L；甲烷先被吸附在α-Fe₂O₃載氧體中的Fe上，隨后由于與鐵相鄰、電負(fù)性較強(qiáng)的O吸引作用使甲烷上的C-H斷裂，H被吸附在O上，直至甲烷上的H全部被吸附自身變成C，同時(shí)O吸附2H生成H₂O從α-Fe₂O₃載氧體脫離，形成O空穴；O₂和Cu₂O反應(yīng)生成CuO為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡常數(shù)減小，平衡左移；溫度高于1030℃時(shí)，O₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于21%，載氧體無法載氧．或溫度高于1030℃時(shí)，導(dǎo)致CuO/Cu₂O受熱分解，導(dǎo)致催化劑失去活性，無法載氧