Question

燃料電池是燃料（如CO、H₂、CH₄等）跟氧氣（或空氣）發(fā)生反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質(zhì)溶液是強堿溶液，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是（　　）

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，溶液的pH不變

D．放電時溶液中的陰離子向負(fù)極移動

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(yīng)，電極反應(yīng)式為：CH₄+10 OH^--8e^-═CO₃^2-+7 H₂O，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：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、負(fù)極上失電子反應(yīng)氧化反應(yīng)，故A錯誤．
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^-═CO₃^2-+7H₂O，故B錯誤．
C、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(dǎo)致溶液中氫氧根離子的濃度降低，故C錯誤．
D、放電時，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，所以正極上有大量電子，根據(jù)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(fù)極，故D正確．
故選D．

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．