Question

17．以甲烷为燃料的熔融碳酸盐电池的工作原理如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 正极的电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• B． 电池工作时，CO₃^2-移向b电极
• C． 若实验过程中转移4mol电子，则该电池消耗11.2L CH₄
• D． 为使电池稳定运行，电池的电解质组成应保持恒定．该电池工作时，应有物质A循环利用，A为CO₂

Answer 1

分析 该燃料电池中负极上通入燃料甲烷，则a是负极，电解质为熔融碳酸盐，则负极反应式为CH₄+4CO₃^2--8e^-=2H₂O+5CO₂，根据图知，A为CO₂，正极上通入空气，则b为正极，正极反应式为O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，放电时电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，根据甲烷和转移电子之间的关系式计算．

解答 解：A．正极上通入空气，结合电解质知，正极反应式为O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故A错误；
B．燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，则a是负极、b是正极，电解质中CO₃^2-移向负极a，故B错误；
C．若实验过程中转移4mol电子，则该电池消耗标况下甲烷体积=$\frac{4mol}{8}×22.4L/mol$=11.2L，
压强和温度未知导致无法计算甲烷体积，故C错误；
D．负极反应式为CH₄+4CO₃^2--8e^-=2H₂O+5CO₂，根据图知，A为CO₂，且二氧化碳有使电池稳定运行，电池的电解质组成应保持恒定作用，故D正确；
故选D．

点评 本题考查化学电源新型电池，为高频考点，侧重考查学生分析判断及计算能力，明确正负极判断方法及各个电极上发生的反应是解本题关键，易错选项是C，注意气体摩尔体积适用范围及其适用条件．