Question

13．有人设计将两根铂丝做电极插入到KOH溶液中，然后在两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池．该电池中反应的化学方程式为CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，则关于此燃料电池的下列说法中错误的是 （已知1个电子所带电量为1.6×10^-19C）（　　）

• A． 通入甲烷的电极为电池的负极，通入氧气的电极为正极
• B． 在标准状况下，每消耗5.6 L O₂，可向外提供2.4×10⁴ C的电量
• C． 通入甲烷电极的电极反应为：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O
• D． 放电一段时间后，溶液的pH减小

Answer 1

分析 甲烷碱性燃料电池工作时，正极发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，甲烷在负极发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，结合电极方程式以及题目要求可解答该题．

解答 解：A．根据原电池总反应式可知甲烷被氧化，应为原电池的负极反应，氧气得电子被还原，应为原电池的正极反应，故A正确；
B．n（O₂）=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，转移电子的物质的量为0.25mol×4=1mol，则可向外提供9.6×10⁴C的电量，故B错误；
C．碱性条件下，甲烷在负极发生氧化反应生成碳酸根离子，则甲烷电极的电极反应为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故C正确；
D．根据总方程式可知反应消耗KOH，OH^-浓度减小，则pH减小，故D正确．
故选B．

点评 本题考查了燃料电池知识，燃料电池电极反应式的书写要注意结合电解质溶液书写，原料相同，电解质溶液不同，电极反应式不同，如氢氧燃料电池，电解质为酸或碱时，电极反应式就不同，题目难度中等．