Question

16．甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，用作燃料電池的電極反應(yīng)為：負(fù)極：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，正極：20₂+4H₂0+8e^-═80H^-．該電池工作時(shí)，下列敘述正確的是（　�。�

• A． 氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)
• B． 每轉(zhuǎn)移2 mol電子，電池內(nèi)增加2 mol H₂0
• C． 該電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%
• D． 負(fù)極附近溶液的pH降坻

Answer 1

分析 堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，總反應(yīng)為CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，根據(jù)電極反應(yīng)確定液的pH變化情況以及電子轉(zhuǎn)移和物質(zhì)量之間的關(guān)系．

解答 解：A．氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．由電極方程式可知總反應(yīng)為CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，則每轉(zhuǎn)移2mol電子，電池內(nèi)增加$\frac{3}{4}$molH₂O，故B錯(cuò)誤；
C．該電池放電過程中會(huì)有熱量等損失，所以能量轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)100%，故C錯(cuò)誤；
D．負(fù)極發(fā)生CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，c（OH^-）減小，則pH減小，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了甲烷燃料電池，根據(jù)電極上得失電子、電子流向、原電池的概念來分析解答即可，注意燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，通入氧化劑的電極為正極，題目難度不大．