Question

8．甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛，用作燃料電池的電極反應為：負極：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，正極：2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-，該電池工作時，下列敘述正確的是（　　）

• A． 氧氣發生氧化反應
• B． 每轉移2mol電子，電池內增加2molH₂O
• C． C正極附近c（H⁺）增大
• D． 負極附近溶液的pH值降低

Answer 1

分析 堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負極，發生氧化反應，電極反應式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發生還原反應，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，根據電極反應確定液的pH變化情況以及電子轉移和物質量之間的關系．

解答 解：A．氧氣得電子，被還原生成OH^-，故A錯誤；
B．由電極方程式可知總反應為CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，則每轉移2mol電子，電池內增加$\frac{3}{4}$molH₂O，故B錯誤；
C．正極電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，c（OH^-）增大，則c（H⁺）減小，故C錯誤；
D．負極發生CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，c（OH^-）減小，則pH減小，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了甲烷燃料電池，根據電極上得失電子、電子流向、原電池的概念來分析解答即可，注意燃料電池中，通入燃料的電極為負極，通入氧化劑的電極為正極，題目難度不大．