Question

燃料电池是燃料（如CO、H₂、CH₄等）跟O₂（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱（如KOH）溶液，下列关于甲烷燃料电池的说法中不正确的是（ ）
A．通入氧气的一极发生还原反应，通入甲烷的一极发生氧化反应
B．负极的电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-═CO+7H₂O
C．随着不断放电，电解质溶液的pH保持不变
D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的大

Answer 1

【答案】分析：燃料电池是燃料跟O₂（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱（如KOH）溶液，燃料气体通入的是原电池的负极失电子发生氧化反应，氧气通入的是正极发生还原反应；
A、通入氧气的一极发生还原反应，通入甲烷的一极发生氧化反应；
B、正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；总化学方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O；总反应减去正极反应得到负极的电极反应式为：CH₄+10OH^--8e^-═CO+7H₂O；
C、随着不断放电，原电池反应中反应生成水，氢氧根离子浓度减小，电解质溶液的pH减小；
D、甲烷燃料电池的能量实现化学能转化为电能，能量利用率比甲烷燃烧的大，甲烷燃烧损失能量；
故选C．
解答：解：A、通入氧气的一极发生还原反应，通入甲烷的一极发生氧化反应，故A正确；
B、正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；总化学方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O；总反应减去正极反应得到负极的电极反应式为：CH₄+10OH^--8e^-═CO+7H₂O；故B正确；
C、随着不断放电，原电池反应中反应生成水，氢氧根离子浓度减小，电解质溶液的pH减小，故C错误；
D、甲烷燃料电池实现化学能转化为电能，电池反应的能量利用率比甲烷燃烧的大，故D正确；
故选C．
点评：本题考查了化学新型电源电池的应用，主要是电极名称，电极反应，电极反应的判断和应用，题目难度中等．