Question

有人設(shè)計將兩根鉑絲做電極插入到KOH溶液中，然后在兩極上分別通過甲烷和氧氣而構(gòu)成燃料電池．該電池中反應(yīng)的化學方程式為：CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，則關(guān)于此燃料電池的下列說法中錯誤的是（1個電子所帶電量為1.6×10^-19C）（　　）

A．通過甲烷的電極為電池的負極，通過氧氣的電極為正極

B．在標準狀況下，每消耗5.6 L O2，可向外提供2.4×104 C的電量

C．通過甲烷電極的電極反應(yīng)為：CH4+10OH--8e-?CO32-+7H2O

D．放電一段時間后，溶液的pH升高

Answer 1

分析：甲烷堿性燃料電池工作時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，甲烷在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，結(jié)合電極方程式以及題目要求可解答該題．

解答：解：A．根據(jù)原電池總反應(yīng)式可知甲烷被氧化，應(yīng)為原電池的負極反應(yīng)，氧氣得電子被還原，應(yīng)為原電池的正極反應(yīng)，故A正確；
B．n（O₂）=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.25mol×4=1mol，則可向外提供1.6×10⁴C的電量，故B錯誤；
C．甲烷在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，通過甲烷電極的電極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故C正確；
D．根據(jù)總方程式可知反應(yīng)消耗KOH，OH^-濃度減小，則pH減小，故D錯誤．
故選BD．

點評：本題考查了燃料電池知識，燃料電池電極反應(yīng)式的書寫要注意結(jié)合電解質(zhì)溶液書寫，原料相同，電解質(zhì)溶液不同，電極反應(yīng)式不同，如氫氧燃料電池，電解質(zhì)為酸或堿時，電極反應(yīng)式就不同，題目難度中等．