Question

燃料電池是利用燃料（如H₂、CO、CH₄等）與氧氣反應(yīng)，從而將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置．下列關(guān)于甲烷燃料電池（NaOH溶液作電解質(zhì)）的說法正確的是（　�。�

• A、正極反應(yīng)為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O
• B、負極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
• C、放電時，外電路中電子從正極流向負極
• D、隨著放電的進行，溶液的pH保持不變

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：

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方向．

解答： 解：A、正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^-，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(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，所以負極電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故B正確；
C、放電時，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，故C錯誤；
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，導致溶液中氫氧根離子的濃度降低，溶液的pH值變大，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(yīng)式的書寫，應(yīng)注意結(jié)合溶液的酸堿性書寫電極反應(yīng)式．