题目内容
燃料电池是燃料（如CO、H2、CH4等）跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是（ ）
（A）负极反应式：O
+ 2H
O + 4e
== 4OH
（B）负极反应式：CH
+ 8OH
8e
== CO2
+ 6H
O
（C）随着放电的进行，溶液的pH不变
（D）放电时溶液中的阴离子向负极移动
答案：D
提示：
提示：
燃料电池的原理应和原电池一样，利用氧化还原反应，将电子转移导出产生电流，由化学能转变为电能。燃料在反应中失电子被氧化，其组成中的碳、氢元素分别和氧结合生成二氧化碳和水，上述燃料的反应为其负极反应。余下的问题是谁提供氧？若直接由氧气，反应将电子直接转移给氧气，电子导不出，形成不了电流，不能成为电源。若从溶液中寻找，溶液中有水分子和氢氧根离子。如果由水提供氧元素，溶液中剩下的氢元素只能以氢离子形式存在，溶液由碱性直接跳到酸性，实际上是不可能的。另一种考虑是氢氧根离子提供氧元素，两个氢氧根离子提供一个氧原子，剩下部分的转化成水，因此负极反应的主反应为甲烷和氢氧根失电子发生氧化反应：
CH4 由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的pH将减小。类似铅蓄电池在放电时，介质为硫酸溶液，所以负极反应式为：
Pb + SO
|
+ 10OH
8e
= CO
+7H
O
―2e
= PbSO
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+ 2H
O + 4e
== 4OH
+ 8OH
8e
== CO2
+ 6H
O
4 OH-