Question

16．科學家預言，燃料電池將是21 世紀獲得電能的重要途徑．近幾年開發的甲醇燃料電池是采用鉑作電極，電池中的質子交換膜只允許H⁺和水分子通過．其工作原理的示意圖如下．下列說法錯誤的是（　�。�

• A． a 是負極，b 是正極
• B． b 極的電極反應是O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O
• C． 放電過程中，電子流動方向為：a→b→質子交換膜→a
• D． 當電路上通過2 mol 電子消耗的CH₃OH 為1/3mol

Answer 1

分析 該原電池中質子交換膜只允許質子和水分子通過，說明電解質溶液為酸性溶液，燃料電池中，通入燃料的電極為負極，所以a 是負極，負極上失電子發生氧化反應，電解方程式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺，通入氧化劑的電極為正極，所以b 是正極，正極上得電子發生還原反應，電極方程式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，由此分析解答．

解答 解：A．通入燃料的電極為負極，所以a 是負極，通入氧化劑的電極為正極，所以b 是正極，故A正確；
B．b 是正極，正極上得電子發生還原反應，電極方程式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故B正確；
C．放電過程中，電子不能經過電解質溶液，電子流動方向為：a$\stackrel{導線}{→}$b，故C錯誤；
D．由電極方程式CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺可知，如果該電池工作時電路中通過2mol電子，則消耗的CH₃OH有為$\frac{1}{3}$mol，故D正確；
故選C．

點評 本題考查了燃料電池，根據離子交換膜通過的微粒確定電解質溶液的酸堿性，再結合正負極上發生的反應來分析解答，題目難度不大．