Question

【題目】天然氣的主要成分為CH4，可將CH4設計成燃料電池，來解決能源問題，裝置如圖所示。在標準狀況下，持續通入甲烷，消耗甲烷VL。下列說法錯誤的是

A. 當0<V≤33.6 L時，負極反應式為CH4＋10OH－-8e－== CO32－＋7H2O

B. 正極反應式為O2 +4H+ +4e－==2H2O

C. 當V=67.2 L時，電池總反應方程式可寫為CH4＋2O2＋NaOH== NaHCO3＋2H2O

D. 電解質溶液中的Na+向正極移動

Answer 1

【答案】B

【解析】

燃料電池中，通入燃料的一端為原電池的負極，通入空氣的一端為原電池的正極，n（NaOH）=1.5mol/L×2L=3mol，可能先后發生反應①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、③Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；根據甲烷的量計算生成的二氧化碳的量，結合反應方程式判斷反應產物及發生的反應。

A、當0<V≤33.6L時，0<n（CH4）≤1.5mol，則0<n（CO2）≤1.5mol，只發生反應①②，且NaOH過量，則電池總反應式為CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O，負極反應式為CH4＋10OH－-8e－== CO32－＋7H2O，故選項A正確；

B、堿性燃料電池，正極反應式為2H2O +O2 +4e－=4OH-，故選項B錯誤；

C、當V=67.2L時，n（CH4）=3mol，n（CO2）=3mol，則電池總反應式為CH4＋2O2＋NaOH=NaHCO3＋2H2O，故選項C正確；

D、燃料電池中，通入CH4的一端為原電池的負極，通入空氣的一端為原電池的正極，Na+向正極移動，故選項D正確。

正確答案選B。