Question

3．燃料電池是利用燃料（如H₂、CO、CH₄等）跟氧氣或空氣反應，將化學能轉化成電能的裝置，電解質溶液是強堿．下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是（　�。�

• A． 負極反應為：O₂+2H₂O+4e═4OH^-
• B． 負極反應為：CH₄+10OH^--8e═CO₃^2-+7H₂O
• C． 放電時溶液中的陽離子向負極移動
• D． 隨放電的進行，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，電極反應式為：CH₄+10 OH^--8e^-═CO₃^2-+7 H₂O，所以為負極，通入氧化劑的電極得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：2 O₂+4 H₂O+8e^-═8OH^-，所以為正極；所以電池反應式為2O₂+CH₄+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，根據總反應式判斷溶液的PH變化；由電子的流向，判斷溶液中離子的移動方向．

解答 解：A、負極上失電子反應氧化反應，故A錯誤．
B、燃料電池中，通入燃料的一極為負極，負極上失電子發(fā)生氧化反應，甲烷失電子生成二氧化碳和水，二氧化碳能和堿反應生成碳酸鹽和水，所以負極電極反應式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故B正確．
C、放電時，電子從負極經外電路流向正極，所以正極上有大量電子，根據異性電荷相吸，所以溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，故C錯誤．
D、該電池的反應式為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，導致溶液中氫氧根離子的濃度降低，故D錯誤．
故選B．

點評 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式的書寫，應注意結合溶液的酸堿性書寫電極反應式．