Question

【題目】燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)反應將化學能轉變為電能的裝置。下面關于甲烷燃料電池(KOH溶液為電解質溶液)的說法正確的是

A. 負極的電極反應式為O2+2H2O＋4e-=4OH-

B. 隨著放電的進行，溶液的pH不變

C. 負極的電極反應式為CH4＋8OH-－8e-=CO2+6H2O

D. 放電時溶液中的OH-向負極移動

Answer 1

【答案】D

【解析】

燃料電池中，通入燃料的電極為負極，失電子發生氧化反應，電極反應式為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，通入氧化劑的電極為正極，得電子發生還原反應，電極反應式為：2O2+4H2O+8e-=8OH-，電池反應式為2O2+CH4+2OH-=CO32-+3H2O，根據總反應式判斷溶液的pH變化，由原電池原理判斷電子和溶液中離子的移動方向。

A.負極上CH4失電子發生氧化反應，A錯誤；

B.該電池的反應式為2O2+CH4+2OH-=CO32-+3H2O，消耗了溶液中的氫氧根離子，且有溶劑水生成，導致溶液中c(OH-)降低，溶液的pH減小，B錯誤；

C.燃料電池中，通入燃料甲烷的一極為負極，負極上失電子發生氧化反應，甲烷失電子生成二氧化碳和水，二氧化碳能和堿反應生成碳酸鹽和水，所以負極電極反應式為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，C錯誤；

D.放電時，根據原電池原理，電解質溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，D正確；

故合理選項是D。