Question

有人設計出利用CH₄和O₂的反應，用鉑電極在KOH溶液中構成原電池。電池的總反應類似于CH₄在O₂中燃燒，則下列說法正確的是（    ）

①每消耗1 mol CH₄可以向外電路提供8 mol e^-

②負極上CH₄失去電子，電極反應式CH₄+10OH^--8e^-+7H₂O  ③負極上是O₂獲得電子，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-4OH^-  ④電池放電后，溶液pH不斷升高

A.①②                 B.①③                   C.①④                    D.③④

Answer 1

解析：本題是考查原電池原理在燃料電池中的具體應用，首先要判斷出電池的正負極，其方法是確定在該電極上發生的是失電子還是得電子反應，若發生的是失電子反應是原電池的負極，反之是正極。CH₄在鉑電極上發生類似于CH₄在O₂中燃燒的反應，即CH₄ →CO₂，嚴格講，生成的CO₂還與KOH反應生成K₂CO₃，化合價升高，失去電子，是電池的負極，電極反應式為CH₄-8e^-+10OH^-+7H₂O，1 mol CH₄參加反應有8 mol e^-發生轉移，O₂在正極上發生反應，獲得電子，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-4OH^-。雖然正極產生OH^-，負極消耗OH^-，但從總反應CH₄+2O₂+2KOHK₂CO₃+3H₂O可看出是消耗KOH，所以電池放電時溶液的pH不斷下降，故①②正確，③④錯誤。

答案：A