Question

10．有人设计出利用CH₄和O₂的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池．电池的总反应类似于CH₄在O₂中燃烧，则下列说法正确的是（　　）
①在标准状况下，每消耗5.6L CH₄可以向外电路提供2mole^-
②通过甲烷电极的电极反应式为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
③通过甲烷的电极为电池的正极，通过氧气的电极为负极
④电池放电后，溶液碱性增强．

• A． ①②
• B． ①③
• C． ①④
• D． ③④

Answer 1

分析 碱性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，以此解答该题．

解答 解：①通入CH₄的电极为负极，电极反应为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，每消耗1molCH₄可以向外电路提供8mole^-，则每消耗5.6L CH₄，即0.25mol，可以向外电路提供2mole^-，故①正确；
②通入CH₄的电极为负极失电子反应氧化反应，电极反应为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故②正确；
③通入氧气的一极为原电池的正极，通入甲烷的电极为负极，故③错误；
③电池反应式为：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，随着反应的进行，溶液中氢氧根离子不断减少，溶液碱性不断减弱，故④错误；
故选A．

点评 本题考查碱性甲烷电池的工作原理，题目难度不大，本题中注意把握电极反应式的书写，正确判断两极的化学反应，在学习中注意积累电子、电流、离子的流向．