Question

12．熔融碳酸鹽燃料電池，是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構成的燃料電池．其電解質是熔融態碳酸鹽．如圖是用熔融碳酸鹽作電解質，氫氣和氧氣形成的燃料電池，下列說法不正確的是（　　）

• A． 該電池放電時，負極的反應式為：H₂-2e^-+CO₃^2-═H₂O+CO₂
• B． 該電池中CO₃^2-的為由左邊移向右邊移動
• C． 該電池放電時，正極的反應式為：O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-
• D． 該電池放電時，當轉移4mol e^-時正極消耗1mol O₂和2mol CO₂

Answer 1

分析 該燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負極，通入氧化劑氧氣的電極是正極，負極反應式為H₂-2e^-+CO₃^2-=CO₂+H₂O，正極反應式為O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-，放電時，電解質中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，據此分析解答．

解答 解：該燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負極，通入氧化劑氧氣的電極是正極，負極反應式為H₂-2e^-+CO₃^2-=CO₂+H₂O，正極反應式為O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-，
A．放電時負極反應式為H₂-2e^-+CO₃^2-=CO₂+H₂O，故A正確；
B．放電時，電解質中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，所以碳酸根離子由右向左移動，故B錯誤；
C．該電池放電時，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子，所以正極的反應式為：O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-，故C正確；
D．該電池放電時，根據O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-知，當轉移4mol e^-時，正極消耗1mol O₂和2mol CO₂，故D正確；
故選B．

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，難點是電極反應式的書寫，常見燃料電池電解質有酸、堿、熔融碳酸鹽、熔融氧化物類型，題目難度中等．