Question

2．如圖所示的甲烷燃料電池裝置，兩級(jí)材料均選用石墨，1L 1mol/L NaOH作電解質(zhì)溶液，下列說法正確的是（　�。�

• A． 該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
• B． 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗甲烷22.4L時(shí)，電池的總反應(yīng)方程式為CH₄+2O₂+NaOH═NaHCO₃+2H₂O
• C． 正極發(fā)生氧化反應(yīng)，通入空氣的電極附近pH升高
• D． 當(dāng)消耗0.75mol CH₄時(shí)，溶液中離子濃度大小關(guān)系為c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

Answer 1

分析 A．原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；
B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗甲烷22.4L即1mol，結(jié)合NaOH的物質(zhì)的量判斷；
C．正極上氧氣得電子；
D．當(dāng)消耗0.75mol CH₄時(shí)，根據(jù)原子守恒計(jì)算CO₃^2-和HCO₃^-的物質(zhì)的量，再比較離子濃度大小關(guān)系．

解答 解：A．該裝置為原電池，原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；
B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗甲烷22.4L即1mol，NaOH溶液為1L 1mol/L，則C與Na元素的物質(zhì)的量相同，所以產(chǎn)物為NaHCO₃，則電池的總反應(yīng)方程式為CH₄+2O₂+NaOH═NaHCO₃+2H₂O，故B正確；
C．正極上氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D．產(chǎn)物為NaHCO₃和Na₂CO₃，設(shè)NaHCO₃為xmol，Na₂CO₃為ymol，由原子守恒可知，$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.75mol}\\{x+2y=1mol}\end{array}\right.$，解得x=0.5mol，y=0.25mol，NaHCO₃為0.5mol，Na₂CO₃為0.25mol，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），則溶液中離子濃度大小關(guān)系為c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了燃料電池、離子濃度大小比較，注意書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時(shí)要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，注意把握離子濃度大小的比較方法，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力．