Question

一種新型燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極上通甲烷和氧氣，其總反應式為：CH₄+2O₂+2OH^-?CO₃^2-+2H₂O，有關此電池的推斷正確的是（　　）

• A、電解質溶液中CO₃^2-向正極移動
• B、工作一段時間后，正極附近溶液的pH降低
• C、負極的電極反應式為：CH₄+10OH^--8e^-?CO₃^2-+6H₂O
• D、標準狀況下，通入5.6LO₂完全反應后，有1mol電子轉移

Answer 1

分析：燃料電池中，通入燃料的電極是負極，負極上燃料失電子發生氧化反應，電極反應式為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，放電時電解質溶液中陰離子向負極移動．

解答：解：A．原電池放電時，電解質溶液中CO₃^2-向負極移動，故A錯誤；
B．正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，氫氧根離子濃度增大，則正極附近pH增大，故B錯誤；
C．負極上電極反應式為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故C錯誤；
D．氧氣的物質的量=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，根據元素化合價變化得轉移電子的物質的量=0.25mol×2×[0-（-2）]=1mol，故D正確；
故選：D．

點評：本題考查了原電池原理，明確燃料電池中正負極上發生的電極反應式是解本題關鍵，注意電解質溶液中陰陽離子的移動方向及其原因，為易錯點，如果把電解質溶液換為稀硫酸，電極反應式與堿性電解質溶液是否相同．