Question

3．燃料電池是利用燃料（如H₂、CO、CH₄等）跟氧氣或空氣反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿．下面關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 負(fù)極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e═4OH^-
• B． 負(fù)極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e═CO₃^2-+7H₂O
• C． 放電時(shí)溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)
• D． 隨放電的進(jìn)行，溶液的pH值不變

Answer 1

分析 燃料電池中，通入燃料的電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CH₄+10 OH^--8e^-═CO₃^2-+7 H₂O，所以為負(fù)極，通入氧化劑的電極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2 O₂+4 H₂O+8e^-═8OH^-，所以為正極；所以電池反應(yīng)式為2O₂+CH₄+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，根據(jù)總反應(yīng)式判斷溶液的PH變化；由電子的流向，判斷溶液中離子的移動(dòng)方向．

解答 解：A、負(fù)極上失電子反應(yīng)氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤．
B、燃料電池中，通入燃料的一極為負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷失電子生成二氧化碳和水，二氧化碳能和堿反應(yīng)生成碳酸鹽和水，所以負(fù)極電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故B正確．
C、放電時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，所以正極上有大量電子，根據(jù)異性電荷相吸，所以溶液中的陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，故C錯(cuò)誤．
D、該電池的反應(yīng)式為2O₂+CH₄+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，消耗了溶液中的氫氧根離子，且有溶劑水生成，導(dǎo)致溶液中氫氧根離子的濃度降低，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池工作原理，題目難度中等，注意燃料電池中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，應(yīng)注意結(jié)合溶液的酸堿性書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式．