Question

13．有人設(shè)計(jì)將兩根鉑絲做電極插入到KOH溶液中，然后在兩極上分別通入甲烷和氧氣而構(gòu)成燃料電池．該電池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，則關(guān)于此燃料電池的下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 （已知1個(gè)電子所帶電量為1.6×10^-19C）（　　）

• A． 通入甲烷的電極為電池的負(fù)極，通入氧氣的電極為正極
• B． 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每消耗5.6 L O₂，可向外提供2.4×10⁴ C的電量
• C． 通入甲烷電極的電極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O
• D． 放電一段時(shí)間后，溶液的pH減小

Answer 1

分析 甲烷堿性燃料電池工作時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，結(jié)合電極方程式以及題目要求可解答該題．

解答 解：A．根據(jù)原電池總反應(yīng)式可知甲烷被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極反應(yīng)，氧氣得電子被還原，應(yīng)為原電池的正極反應(yīng)，故A正確；
B．n（O₂）=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.25mol×4=1mol，則可向外提供9.6×10⁴C的電量，故B錯(cuò)誤；
C．堿性條件下，甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子，則甲烷電極的電極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故C正確；
D．根據(jù)總方程式可知反應(yīng)消耗KOH，OH^-濃度減小，則pH減小，故D正確．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了燃料電池知識(shí)，燃料電池電極反應(yīng)式的書寫要注意結(jié)合電解質(zhì)溶液書寫，原料相同，電解質(zhì)溶液不同，電極反應(yīng)式不同，如氫氧燃料電池，電解質(zhì)為酸或堿時(shí)，電極反應(yīng)式就不同，題目難度中等．