Question

【题目】天然气的主要成分为CH4，可将CH4设计成燃料电池，来解决能源问题，装置如图所示。在标准状况下，持续通入甲烷，消耗甲烷VL。下列说法错误的是

A. 当0<V≤33.6 L时，负极反应式为CH4＋10OH－-8e－== CO32－＋7H2O

B. 正极反应式为O2 +4H+ +4e－==2H2O

C. 当V=67.2 L时，电池总反应方程式可写为CH4＋2O2＋NaOH== NaHCO3＋2H2O

D. 电解质溶液中的Na+向正极移动

Answer 1

【答案】B

【解析】

燃料电池中，通入燃料的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，n（NaOH）=1.5mol/L×2L=3mol，可能先后发生反应①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、③Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量，结合反应方程式判断反应产物及发生的反应。

A、当0<V≤33.6L时，0<n（CH4）≤1.5mol，则0<n（CO2）≤1.5mol，只发生反应①②，且NaOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O，负极反应式为CH4＋10OH－-8e－== CO32－＋7H2O，故选项A正确；

B、碱性燃料电池，正极反应式为2H2O +O2 +4e－=4OH-，故选项B错误；

C、当V=67.2L时，n（CH4）=3mol，n（CO2）=3mol，则电池总反应式为CH4＋2O2＋NaOH=NaHCO3＋2H2O，故选项C正确；

D、燃料电池中，通入CH4的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，Na+向正极移动，故选项D正确。

正确答案选B。