Question

16．甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，用作燃料电池的电极反应为：负极：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，正极：20₂+4H₂0+8e^-═80H^-．该电池工作时，下列叙述正确的是（　　）

• A． 氧气发生氧化反应
• B． 每转移2 mol电子，电池内增加2 mol H₂0
• C． 该电池的能量转化率可达100%
• D． 负极附近溶液的pH降坻

Answer 1

分析 碱性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，总反应为CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，根据电极反应确定液的pH变化情况以及电子转移和物质量之间的关系．

解答 解：A．氧气得电子，发生还原反应，故A错误；
B．由电极方程式可知总反应为CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，则每转移2mol电子，电池内增加$\frac{3}{4}$molH₂O，故B错误；
C．该电池放电过程中会有热量等损失，所以能量转化率不可能达100%，故C错误；
D．负极发生CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，c（OH^-）减小，则pH减小，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了甲烷燃料电池，根据电极上得失电子、电子流向、原电池的概念来分析解答即可，注意燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，题目难度不大．