Question

15．一種新型燃料電池，用兩根金屬Pt作電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入甲烷和氧氣，其電極反應式為：X極：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
Y極：4H₂O+2O₂+8e^-=8OH^-．
下列關于此燃料電池的說法中，錯誤的是（　　）

• A． X為負極，Y為正極
• B． 該電池工作時，X極附近溶液的堿性增強
• C． 在標準狀況下，通入5.6LO₂完全反應后，有1mol電子發生轉移
• D． 工作一段時間后，KOH的物質的量減少

Answer 1

分析 甲烷堿性燃料電池中，負極上甲烷失電子發生氧化反應，正極上氧氣得電子發生還原反應，根據電極反應式知，X為負極、Y為正極，電池反應式為CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，據此分析解答．

解答 解：甲烷堿性燃料電池中，負極上甲烷失電子發生氧化反應，正極上氧氣得電子發生還原反應，根據電極反應式知，X為負極、Y為正極，電池反應式為CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，
A、根據CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O知，通入甲烷的電極是負極，即X為負極，Y為正極，故A正確；
B、該電池工作時，X極是負極，根據電極反應：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，該電極附近溶液的堿性減弱，故B錯誤；
C、標況下，5.6L氧氣的物質的量=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，轉移電子物質的量=0.25mol×4=1mol，所以有1mol電子轉移，故C正確；
D、根據正極和負極反應得到總反應為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，工作一段時間后，KOH的物質的量減少，故D正確．
故選B．

點評 本題考查了燃料電池，明確得失電子與正負極的關系是解本題關鍵，能正確書寫電池反應式并據此進行計算，題目難度不大．