Question

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過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（1個電子所帶電量為1.6×10^-19C）（ ）
A．通過甲烷的電極為電池的負極，通過氧氣的電極為正極
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．通過甲烷電極的電極反應為：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O
D．放電一段時間后，溶液的pH升高

Answer 1

【答案】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）==0.25mol，轉移電子的物質的量為0.25mol×4=1mol，則可向外提供1.6×10⁴C的電量，故B錯誤；
C．甲烷在負極發生氧化反應，通過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錯誤．
故選BD．
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．