Question

燃料電池是燃料（如CO、H₂、CH₄等）跟氧氣（或空氣）起反應將化學能轉變為電能的裝置，電解質溶液是強堿溶液，下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是（    ）

  （A）負極反應式：O + 2HO + 4e== 4OH

  （B）負極反應式：CH + 8OH8e== CO2 + 6HO

  （C）隨著放電的進行，溶液的pH不變

  （D）放電時溶液中的陰離子向負極移動

 

Answer 1

答案：D
提示：

燃料電池的原理應和原電池一樣，利用氧化還原反應，將電子轉移導出產生電流，由化學能轉變為電能。燃料在反應中失電子被氧化，其組成中的碳、氫元素分別和氧結合生成二氧化碳和水，上述燃料的反應為其負極反應。余下的問題是誰提供氧？若直接由氧氣，反應將電子直接轉移給氧氣，電子導不出，形成不了電流，不能成為電源。若從溶液中尋找，溶液中有水分子和氫氧根離子。如果由水提供氧元素，溶液中剩下的氫元素只能以氫離子形式存在，溶液由堿性直接跳到酸性，實際上是不可能的。另一種考慮是氫氧根離子提供氧元素，兩個氫氧根離子提供一個氧原子，剩下部分的轉化成水，因此負極反應的主反應為甲烷和氫氧根失電子發生氧化反應：                 CH4 + 10OH8e= CO+7HO      由于部分堿液和二氧化碳反應，所以溶液的pH將減小。類似鉛蓄電池在放電時，介質為硫酸溶液，所以負極反應式為：                 Pb + SO―2e= PbSO