Question

燃料電池是燃料（如CO、H₂、CH₄等）跟O₂（或空氣）反應，將化學能轉化為電能的裝置，電解質溶液是強堿溶液．下列關于CH₄燃料電池的說法正確的是（　�。�

• A、放電時溶液中的陰離子向正極移動
• B、負極反應式為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
• C、隨著放電的進行，溶液的pH不變
• D、負極反應式為：O₂+2H₂O+4e=4OH^-

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：燃料電池中，通入燃料的電極失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：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，電極反應式為：2 O₂+4 H₂O+8e^-═8OH^-，所以為正極；所以電池反應式為2O₂+CH₄+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，根據總反應式判斷溶液的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、放電時，電子從負極經外電路流向正極，溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，形成閉合回路，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，甲烷失電子生成二氧化碳和水，二氧化碳能和堿反應生成碳酸鹽和水，所以負極電極反應式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故B正確；
C、該電池的反應式為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，則pH減小，故C錯誤；
D、燃料電池中，通入燃料的一極為負極，通入氧氣的一極為正極，則正極的電極反應式為：2 O₂+4 H₂O+8e^-═8OH^-，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式的書寫，應注意結合溶液的酸堿性書寫電極反應式．