Question

3．一种新型燃料电池，它是用两根金属做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通甲烷和氧气，其电池反应为：
X极：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
Y极：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-
下列关于此燃料电池的有关说法中错误的是（　　）

• A． 通过甲烷的电极（X）为电池的负极，通过氧气的电极（Y）为电池正极
• B． 放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量不改变
• C． 在标准状况下，通过5.6L氧气，完全反应后有1.0mol的电子发生转移
• D． 放电时，通过甲烷的一极附近的pH降低

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，通甲烷的电极（X）为电池的负极，通氧气的电极（Y）为电池正极，故A正确；
B．根据总方程式CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+2H₂O可知反应消耗KOH，KOH的物质的量改变，故B错误；
C．n（O₂）=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，转移电子的物质的量为0.25mol×4=1mol，故C正确；
D．甲烷在负极发生氧化反应，通过甲烷电极的电极反应为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，所以负极附近的pH降低，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．