Question

【題目】燃料電池是燃料(如氫氣、甲烷、一氧化碳等)跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液。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)式：O2＋2H2O＋4e－4OH－

B. 負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋8OH－－8e－CO2＋6H2O

C. 隨著放電的進(jìn)行，溶液中氫氧根離子的濃度不變

D. 放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)

Answer 1

【答案】D

【解析】

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+10OH--8e-═CO32-+7H2O，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：2O2+4H2O+8e-═8OH-，所以為正極；所以電池反應(yīng)式為：2O2+CH4+2OH-═CO32-+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。

A.負(fù)極上CH4失電子發(fā)生氧化反應(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-═CO32-+7H2O，故B錯(cuò)誤；

C.該電池反應(yīng)式為2O2+CH4+2OH-═CO32-+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C錯(cuò)誤；

D.放電時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，溶液中的陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，故D正確。

故選D。