Question

5．質子交換膜燃料電池（proton exchange membrane fuel cell，英文簡稱PEMFC）是燃料電池的一種．如圖是質子交換膜氫氧燃料電池，下列有關該電池的原理的描述正確的是（　　）

• A． 溶液中H⁺透過質子交換膜從右向左遷移
• B． 正極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• C． 電子從a極流出經電解質溶液流到b極
• D． 該電池在使用過程中，H⁺的物質的量保持不變

Answer 1

分析 根據圖知，該燃料電池中，氫氣失電子生成氫離子，說明電解質溶液呈酸性，通入氫氣的電極是負極，負極反應式為2H₂-4e^-═4H⁺，通入氧化劑的電極是正極，正極電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，電子從負極沿導線流向正極，質子交換膜只能氫離子通過，據此分析解答．

解答 解：A．根據圖片知，通入氫氣的電極生成氫離子，則氫離子過質子交換膜從左向右遷移，故A錯誤；
B．正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故B錯誤；
C．通入氫氣的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，電子從負極a沿導線流向正極b，電子不進入電解質溶液，故C錯誤；
D．負極電極反應式為2H₂-4e^-═4H⁺，正極電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，電池反應式為2H₂+O₂═2H₂O，所以該電池在使用過程中，H⁺的物質的量保持不變，故D正確；
故選D．

點評 本題考查化學電源新型電池，為高頻考點，明確原電池原理是解本題關鍵，知道正負極判斷、電子流向、電極反應式的書寫等即可解答，易錯選項是C，注意電子不進入電解質溶液，電解質溶液中陰陽離子定向移動形成電流，為易錯點．