Question

17．以甲烷為燃料的熔融碳酸鹽電池的工作原理如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 正極的電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• B． 電池工作時(shí)，CO₃^2-移向b電極
• C． 若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中轉(zhuǎn)移4mol電子，則該電池消耗11.2L CH₄
• D． 為使電池穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持恒定．該電池工作時(shí)，應(yīng)有物質(zhì)A循環(huán)利用，A為CO₂

Answer 1

分析 該燃料電池中負(fù)極上通入燃料甲烷，則a是負(fù)極，電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，則負(fù)極反應(yīng)式為CH₄+4CO₃^2--8e^-=2H₂O+5CO₂，根據(jù)圖知，A為CO₂，正極上通入空氣，則b為正極，正極反應(yīng)式為O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，放電時(shí)電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng)、陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，根據(jù)甲烷和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：A．正極上通入空氣，結(jié)合電解質(zhì)知，正極反應(yīng)式為O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故A錯(cuò)誤；
B．燃料電池中通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極是正極，則a是負(fù)極、b是正極，電解質(zhì)中CO₃^2-移向負(fù)極a，故B錯(cuò)誤；
C．若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中轉(zhuǎn)移4mol電子，則該電池消耗標(biāo)況下甲烷體積=$\frac{4mol}{8}×22.4L/mol$=11.2L，
壓強(qiáng)和溫度未知導(dǎo)致無(wú)法計(jì)算甲烷體積，故C錯(cuò)誤；
D．負(fù)極反應(yīng)式為CH₄+4CO₃^2--8e^-=2H₂O+5CO₂，根據(jù)圖知，A為CO₂，且二氧化碳有使電池穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持恒定作用，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)電源新型電池，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計(jì)算能力，明確正負(fù)極判斷方法及各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，易錯(cuò)選項(xiàng)是C，注意氣體摩爾體積適用范圍及其適用條件．