Question

3．燃料電池是燃料（如甲烷等）跟O₂（或空氣）起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解質(zhì)溶液是強堿（如KOH ）溶液，下列關(guān)于甲烷燃料電池的說法中不正確的是（　�。�

• A． 負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O
• B． 通入氧氣的一極發(fā)生氧化反應(yīng)，通入甲烷的一極發(fā)生還原反應(yīng)
• C． 隨著反應(yīng)的進行，電解質(zhì)溶液的pH增大
• D． 甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的大

Answer 1

分析 燃料電池是燃料跟O₂（或空氣）起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解質(zhì)溶液是強堿（如KOH）溶液，燃料氣體通入的是原電池的負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；氧氣通入的是正極發(fā)生還原反應(yīng)O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；正負(fù)極反應(yīng)之和即為總反應(yīng)．

解答 解：燃料電池是燃料跟O₂（或空氣）起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解質(zhì)溶液是強堿（如KOH）溶液，燃料氣體通入的是原電池的負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣通入的是正極發(fā)生還原反應(yīng)，
A、正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；總化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O；總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得到負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故A正確；
B、通入氧氣的一極發(fā)生還原反應(yīng)，通入甲烷的一極發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；
C、隨著不斷放電，原電池反應(yīng)中反應(yīng)生成水，氫氧根離子濃度減小，電解質(zhì)溶液的pH減小，故C正確；
D、甲烷燃料電池的能量實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，能量利用率比甲烷燃燒的大，甲烷燃燒損失能量，故D正確；
故選B．

點評 本題考查了化學(xué)新型電源電池的應(yīng)用，主要是電極名稱，電極反應(yīng)，電極反應(yīng)的判斷和應(yīng)用，題目難度中等．