Question

20．有人设计出利用CH₄和O₂的反应，用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池．电池的总反应类似于CH₄在O₂中燃烧，则下列说法正确的是（　　）

• A． 每消耗1molCH₄可以向外电路转移4mol电子
• B． 负极上CH₄失去电子，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O
• C． 负极上是O₂获得电子，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
• D． 电池放电后，溶液pH不断升高

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O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动．

解答 解：A、通入CH₄的电极为负极，电极反应为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，每消耗1molCH₄可以向外电路提供8mole^-，故A错误；
B、通入CH₄的电极为负极失电子反应氧化反应，电极反应为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故B正确；
C、通入氧气的一极为原电池的正极，得到电子发生还原反应：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故C错误；
D、电池反应式为：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，随着反应的进行，溶液中氢氧根离子不断减少，溶液pH不断减小，所以该电池使用一段时间后应补充KOH，故D错误；
故选B．

点评 本题考查碱性甲烷电池的工作原理，题目难度不大，本题中注意把握电极反应式的书写，正确判断两极的化学反应，在学习中注意积累电子、电流、离子的流向．