Question

燃料电池是利用燃料（如H₂、CO、CH₄等）与氧气反应，从而将化学能转化成电能的装置．下列关于甲烷燃料电池（NaOH溶液作电解质）的说法正确的是（　　）

• A、正极反应为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O
• B、负极反应为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
• C、放电时，外电路中电子从正极流向负极
• D、随着放电的进行，溶液的pH保持不变

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：

分析：燃料电池中，通入燃料的电极失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH₄+10 OH^--8e^-═CO₃^2-+7 H₂O，所以为负极，通入氧化剂的电极得电子发生还原反应，电极反应式为：2 O₂+4 H₂O+8e^-═8OH^-，所以为正极；所以电池反应式为：2O₂+CH₄+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，根据总反应式判断溶液的PH变化；由电子的流向，判断溶液中离子的移动方向．

解答： 解：A、正极通入氧化剂的电极得电子发生还原反应，电极反应式为：2 O₂+4 H₂O+8e^-═8OH^-，故A错误；
B、燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极上失电子发生氧化反应，甲烷失电子生成二氧化碳和水，二氧化碳能和碱反应生成碳酸盐和水，所以负极电极反应式为：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故B正确；
C、放电时，电子从负极经外电路流向正极，故C错误；
D、该电池的反应式为2O₂+CH₄+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，消耗了溶液中的氢氧根离子，且有溶剂水生成，导致溶液中氢氧根离子的浓度降低，溶液的pH值变大，故D错误；
故选B．

点评：本题考查原电池工作原理，题目难度中等，注意燃料电池中电极反应式的书写，应注意结合溶液的酸碱性书写电极反应式．