Question

燃料電池是燃料（如CO、H₂、CH₄等）跟氧氣（或空氣）起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解質(zhì)溶液是強堿溶液，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是（    ）

  （A）負(fù)極反應(yīng)式：O + 2HO + 4e== 4OH

  （B）負(fù)極反應(yīng)式：CH + 8OH8e== CO2 + 6HO

  （C）隨著放電的進(jìn)行，溶液的pH不變

  （D）放電時溶液中的陰離子向負(fù)極移動

 

Answer 1

答案：D
提示：

燃料電池的原理應(yīng)和原電池一樣，利用氧化還原反應(yīng)，將電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)出產(chǎn)生電流，由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｈ剂显诜磻?yīng)中失電子被氧化，其組成中的碳、氫元素分別和氧結(jié)合生成二氧化碳和水，上述燃料的反應(yīng)為其負(fù)極反應(yīng)。余下的問題是誰提供氧？若直接由氧氣，反應(yīng)將電子直接轉(zhuǎn)移給氧氣，電子導(dǎo)不出，形成不了電流，不能成為電源。若從溶液中尋找，溶液中有水分子和氫氧根離子。如果由水提供氧元素，溶液中剩下的氫元素只能以氫離子形式存在，溶液由堿性直接跳到酸性，實際上是不可能的。另一種考慮是氫氧根離子提供氧元素，兩個氫氧根離子提供一個氧原子，剩下部分的轉(zhuǎn)化成水，因此負(fù)極反應(yīng)的主反應(yīng)為甲烷和氫氧根失電子發(fā)生氧化反應(yīng)： 　　　　　　    CH4 + 10OH8e= CO+7HO 　　 由于部分堿液和二氧化碳反應(yīng)，所以溶液的pH將減小。類似鉛蓄電池在放電時，介質(zhì)為硫酸溶液，所以負(fù)極反應(yīng)式為：  　　　　　　   Pb + SO―2e= PbSO