Question

10．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在標準狀況下，每消耗5.6L CH₄可以向外電路提供2mole^-
②通過甲烷電極的電極反應式為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
③通過甲烷的電極為電池的正極，通過氧氣的電極為負極
④電池放電后，溶液堿性增強．

• A． ①②
• B． ①③
• C． ①④
• D． ③④

Answer 1

分析 堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負極，發生氧化反應，電極反應式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發生還原反應，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，原電池工作時，電子從負極經外電路流向正極，電解質溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，以此解答該題．

解答 解：①通入CH₄的電極為負極，電極反應為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，每消耗1molCH₄可以向外電路提供8mole^-，則每消耗5.6L CH₄，即0.25mol，可以向外電路提供2mole^-，故①正確；
②通入CH₄的電極為負極失電子反應氧化反應，電極反應為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故②正確；
③通入氧氣的一極為原電池的正極，通入甲烷的電極為負極，故③錯誤；
③電池反應式為：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，隨著反應的進行，溶液中氫氧根離子不斷減少，溶液堿性不斷減弱，故④錯誤；
故選A．

點評 本題考查堿性甲烷電池的工作原理，題目難度不大，本題中注意把握電極反應式的書寫，正確判斷兩極的化學反應，在學習中注意積累電子、電流、離子的流向．