Question

如圖所示是一個燃料電池的示意圖，當燃料電池如下時，其分析中正確的是（　　）

• A、如果a極通入H₂，b極通入O₂，NaOH溶液作電解質溶液，則通H₂的電極上發(fā)生的反應為：H₂-2e^-=2H⁺
• B、如果a極通入H₂，b極通入O₂，H₂SO₄溶液作電解質溶液，則通O₂的電極上發(fā)生的反應為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-
• C、如果a極通入CH₄，b極通入O₂，NaOH作電解質溶液，則通CH₄的電極上發(fā)生的反應為：CH₄-8e^-+10 OH^-=CO₃^2-+7H₂O
• D、如果a極通入H₂，b極通入O₂，NaOH溶液作電解質溶液，則溶液中的OH^-離子向b極附近移動

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：燃料電池中，通入燃料的電極是負極，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上通入氧化劑，氧化劑得電子發(fā)生還原反應，
A．當電解質溶液為NaOH溶液時，通入氫氣電極上電極反應式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O、通入氧氣電極反應式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
B．硫酸為電解質溶液，通入氫氣的電極上電極反應式為H₂-2e^-=2 H⁺，正極上電極反應式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
C．NaOH為電解質，通入甲烷的電極反應式為CH₄-8e^-+10 OH^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的電極反應式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
D．放電時，電解質溶液中陰離子向負極移動、陽離子向正極移動．

解答： 解：燃料電池中，通入燃料的電極是負極，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上通入氧化劑，氧化劑得電子發(fā)生還原反應，
A．當電解質溶液為NaOH溶液時，通入氫氣電極為氫氣失電子和溶液中氫氧根離子反應生成水，所以通入氫氣的電極反應式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故A錯誤；
B．硫酸為電解質溶液，通入氧氣的電極是正極，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，所以正極上電極反應式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故B錯誤；
C．NaOH為電解質，通入甲烷的電極為負極，負極上甲烷失電子和氫氧根離子反應生成二氧化碳和水，所以通入甲烷電極反應式為CH₄-8e^-+10 OH^-=CO₃^2-+7H₂O，故C正確；
D．放電時，電解質溶液中陰離子向負極移動、陽離子向正極移動，通入氫氣電極a為負極、通入氧氣電極b為正極，電解質溶液中OH^-離子向a極附近移動，故D錯誤；
故選C．

點評：本題考查了燃料電池，明確原電池原理是解本題關鍵，知道燃料電池中通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極為正極，難點是電極反應式的書寫，書寫時要結合電解質溶液酸堿性確定生成物，酸性電解質溶液中，電極上不可能生成OH^-，堿性電解質溶液中，電極上不能生成H⁺，為易錯點．