Question

10．有人設(shè)計(jì)出利用CH₄和O₂的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池．電池的總反應(yīng)類似于CH₄在O₂中燃燒，則下列說法正確的是（　　）
①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每消耗5.6L CH₄可以向外電路提供2mole^-
②通過甲烷電極的電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
③通過甲烷的電極為電池的正極，通過氧氣的電極為負(fù)極
④電池放電后，溶液堿性增強(qiáng)．

• A． ①②
• B． ①③
• C． ①④
• D． ③④

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O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，以此解答該題．

解答 解：①通入CH₄的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，每消耗1molCH₄可以向外電路提供8mole^-，則每消耗5.6L CH₄，即0.25mol，可以向外電路提供2mole^-，故①正確；
②通入CH₄的電極為負(fù)極失電子反應(yīng)氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故②正確；
③通入氧氣的一極為原電池的正極，通入甲烷的電極為負(fù)極，故③錯(cuò)誤；
③電池反應(yīng)式為：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中氫氧根離子不斷減少，溶液堿性不斷減弱，故④錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查堿性甲烷電池的工作原理，題目難度不大，本題中注意把握電極反應(yīng)式的書寫，正確判斷兩極的化學(xué)反應(yīng)，在學(xué)習(xí)中注意積累電子、電流、離子的流向．