Question

以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是

A. 以甲烷为燃料，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池

B. A电极为电池正极，发生还原反应

C. B电极反应式为CH₄＋4O^2－－8e^－===CO₂＋2H₂O

D. 若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L^－1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为22.4L(标准状况下)

Answer

D

【解析】A. 由于氢气难以大规模制备，因此以甲烷为燃料，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，A正确；B. 由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲烷被氧化生成二氧化碳和水，电极方程式为CH4＋4O2－－8e－＝CO2＋2H2O，A极是正极，该电极上是氧气得电子的还原反应，电极方程式为O2+4e-=2O2-，B正确；C. B电极反应式为CH4＋4O2－－8e－＝CO2＋2H2O，C正确；D. 硫酸铜的物质的量=0.1L×1mol/L=0.1mol，开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O2H2↑+O2↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒，则：0.1mol×2+2x=4x，解得x=0.1，根据电子转移守恒，可知消耗的甲烷物质的量=0.1mol×4/8=0.05mol，故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，D错误，答案选D。