Question

17．以甲烷為燃料的熔融碳酸鹽電池的工作原理如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 正極的電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• B． 電池工作時，CO₃^2-移向b電極
• C． 若實驗過程中轉移4mol電子，則該電池消耗11.2L CH₄
• D． 為使電池穩(wěn)定運行，電池的電解質組成應保持恒定．該電池工作時，應有物質A循環(huán)利用，A為CO₂

Answer 1

分析 該燃料電池中負極上通入燃料甲烷，則a是負極，電解質為熔融碳酸鹽，則負極反應式為CH₄+4CO₃^2--8e^-=2H₂O+5CO₂，根據圖知，A為CO₂，正極上通入空氣，則b為正極，正極反應式為O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，放電時電解質中陰離子向負極移動、陽離子向正極移動，根據甲烷和轉移電子之間的關系式計算．

解答 解：A．正極上通入空氣，結合電解質知，正極反應式為O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故A錯誤；
B．燃料電池中通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，則a是負極、b是正極，電解質中CO₃^2-移向負極a，故B錯誤；
C．若實驗過程中轉移4mol電子，則該電池消耗標況下甲烷體積=$\frac{4mol}{8}×22.4L/mol$=11.2L，
壓強和溫度未知導致無法計算甲烷體積，故C錯誤；
D．負極反應式為CH₄+4CO₃^2--8e^-=2H₂O+5CO₂，根據圖知，A為CO₂，且二氧化碳有使電池穩(wěn)定運行，電池的電解質組成應保持恒定作用，故D正確；
故選D．

點評 本題考查化學電源新型電池，為高頻考點，側重考查學生分析判斷及計算能力，明確正負極判斷方法及各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，易錯選項是C，注意氣體摩爾體積適用范圍及其適用條件．