Question

【題目】燃料電池是燃料(如氫氣、甲烷、一氧化碳等)跟氧氣(或空氣)起反應將化學能轉變為電能的裝置，電解質溶液是強堿溶液。下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是(　　)

A. 負極反應式：O2＋2H2O＋4e－4OH－

B. 負極反應式：CH4＋8OH－－8e－CO2＋6H2O

C. 隨著放電的進行，溶液中氫氧根離子的濃度不變

D. 放電時溶液中的陰離子向負極移動

Answer 1

【答案】D

【解析】

燃料電池中，通入燃料的電極失電子發生氧化反應，電極反應式為：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，所以為負極，通入氧化劑的電極得電子發生還原反應，電極反應式為：2O2+4H2O+8e-═8OH-，所以為正極；所以電池反應式為：2O2+CH4+2OH-═CO32-+3H2O，根據總反應式判斷溶液的pH變化；由電子的流向，判斷溶液中離子的移動方向。

A.負極上CH4失電子發生氧化反應，故A錯誤；

B.燃料電池中，通入燃料的一極為負極，負極上失電子發生氧化反應，甲烷失電子生成二氧化碳和水，二氧化碳能和堿反應生成碳酸鹽和水，所以負極電極反應式為：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，故B錯誤；

C.該電池反應式為2O2+CH4+2OH-═CO32-+3H2O，消耗了溶液中的氫氧根離子，且有溶劑水生成，導致溶液中氫氧根離子的濃度降低，故C錯誤；

D.放電時，電子從負極經外電路流向正極，溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，故D正確。

故選D。