Question

13．有人設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入甲烷和氧氣而構成燃料電池．該電池中反應的化學方程式為CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，則關于此燃料電池的下列說法中錯誤的是 （已知1個電子所帶電量為1.6×10^-19C）（　　）

• A． 通入甲烷的電極為電池的負極，通入氧氣的電極為正極
• 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． 通入甲烷電極的電極反應為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O
• D． 放電一段時間后，溶液的pH減小

Answer 1

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

解答 解：A．根據原電池總反應式可知甲烷被氧化，應為原電池的負極反應，氧氣得電子被還原，應為原電池的正極反應，故A正確；
B．n（O₂）=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，轉移電子的物質的量為0.25mol×4=1mol，則可向外提供9.6×10⁴C的電量，故B錯誤；
C．堿性條件下，甲烷在負極發生氧化反應生成碳酸根離子，則甲烷電極的電極反應為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故C正確；
D．根據總方程式可知反應消耗KOH，OH^-濃度減小，則pH減小，故D正確．
故選B．

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