题目内容
【题目】燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)反应将化学能转变为电能的装置。下面关于甲烷燃料电池(KOH溶液为电解质溶液)的说法正确的是
A. 负极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 随着放电的进行,溶液的pH不变
C. 负极的电极反应式为CH4+8OH--8e-=CO2+6H2O
D. 放电时溶液中的OH-向负极移动
【答案】D
【解析】
燃料电池中,通入燃料的电极为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,通入氧化剂的电极为正极,得电子发生还原反应,电极反应式为:2O2+4H2O+8e-=8OH-,电池反应式为2O2+CH4+2OH-=CO32-+3H2O,根据总反应式判断溶液的pH变化,由原电池原理判断电子和溶液中离子的移动方向。
A.负极上CH4失电子发生氧化反应,A错误;
B.该电池的反应式为2O2+CH4+2OH-=CO32-+3H2O,消耗了溶液中的氢氧根离子,且有溶剂水生成,导致溶液中c(OH-)降低,溶液的pH减小,B错误;
C.燃料电池中,通入燃料甲烷的一极为负极,负极上失电子发生氧化反应,甲烷失电子生成二氧化碳和水,二氧化碳能和碱反应生成碳酸盐和水,所以负极电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,C错误;
D.放电时,根据原电池原理,电解质溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,D正确;
故合理选项是D。
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