Question

【題目】天然氣的主要成分為CH4，可將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池，來解決能源問題，裝置如圖所示。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，持續(xù)通入甲烷，消耗甲烷VL。下列說法錯(cuò)誤的是

A. 當(dāng)0<V≤33.6 L時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為CH4＋10OH－-8e－== CO32－＋7H2O

B. 正極反應(yīng)式為O2 +4H+ +4e－==2H2O

C. 當(dāng)V=67.2 L時(shí)，電池總反應(yīng)方程式可寫為CH4＋2O2＋NaOH== NaHCO3＋2H2O

D. 電解質(zhì)溶液中的Na+向正極移動(dòng)

Answer 1

【答案】B

【解析】

燃料電池中，通入燃料的一端為原電池的負(fù)極，通入空氣的一端為原電池的正極，n（NaOH）=1.5mol/L×2L=3mol，可能先后發(fā)生反應(yīng)①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、③Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；根據(jù)甲烷的量計(jì)算生成的二氧化碳的量，結(jié)合反應(yīng)方程式判斷反應(yīng)產(chǎn)物及發(fā)生的反應(yīng)。

A、當(dāng)0<V≤33.6L時(shí)，0<n（CH4）≤1.5mol，則0<n（CO2）≤1.5mol，只發(fā)生反應(yīng)①②，且NaOH過量，則電池總反應(yīng)式為CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O，負(fù)極反應(yīng)式為CH4＋10OH－-8e－== CO32－＋7H2O，故選項(xiàng)A正確；

B、堿性燃料電池，正極反應(yīng)式為2H2O +O2 +4e－=4OH-，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C、當(dāng)V=67.2L時(shí)，n（CH4）=3mol，n（CO2）=3mol，則電池總反應(yīng)式為CH4＋2O2＋NaOH=NaHCO3＋2H2O，故選項(xiàng)C正確；

D、燃料電池中，通入CH4的一端為原電池的負(fù)極，通入空氣的一端為原電池的正極，Na+向正極移動(dòng)，故選項(xiàng)D正確。

正確答案選B。