Question

有人设计将两根铂丝做电极插入到KOH溶液中，然后在两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃料电池．该电池中反应的化学方程式为：CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，则关于此燃料电池的下列说法中错误的是（1个电子所带电量为1.6×10^-19C）（　　）

A．通过甲烷的电极为电池的负极，通过氧气的电极为正极

B．在标准状况下，每消耗5.6 L O2，可向外提供2.4×104 C的电量

C．通过甲烷电极的电极反应为：CH4+10OH--8e-?CO32-+7H2O

D．放电一段时间后，溶液的pH升高

Answer 1

分析：甲烷碱性燃料电池工作时，正极发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，甲烷在负极发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，结合电极方程式以及题目要求可解答该题．

解答：解：A．根据原电池总反应式可知甲烷被氧化，应为原电池的负极反应，氧气得电子被还原，应为原电池的正极反应，故A正确；
B．n（O₂）=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，转移电子的物质的量为0.25mol×4=1mol，则可向外提供1.6×10⁴C的电量，故B错误；
C．甲烷在负极发生氧化反应，通过甲烷电极的电极反应为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故C正确；
D．根据总方程式可知反应消耗KOH，OH^-浓度减小，则pH减小，故D错误．
故选BD．

点评：本题考查了燃料电池知识，燃料电池电极反应式的书写要注意结合电解质溶液书写，原料相同，电解质溶液不同，电极反应式不同，如氢氧燃料电池，电解质为酸或碱时，电极反应式就不同，题目难度中等．