Question

燃料电池是燃料(如氢气、甲烷、一氧化碳等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液。下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是(　　)

A. 负极反应式：O₂＋2H₂O＋4e^－4OH^－

B. 负极反应式：CH₄＋8OH^－－8e^－CO₂＋6H₂O

C. 随着放电的进行，溶液中氢氧根离子的浓度不变

D. 放电时溶液中的阴离子向负极移动

Answer

D

【解析】

燃料电池中，通入燃料的电极失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，所以为负极，通入氧化剂的电极得电子发生还原反应，电极反应式为：2O2+4H2O+8e-═8OH-，所以为正极；所以电池反应式为：2O2+CH4+2OH-═CO32-+3H2O，根据总反应式判断溶液的pH变化；由电子的流向，判断溶液中离子的移动方向。

A.负极上CH4失电子发生氧化反应，故A错误；

B.燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极上失电子发生氧化反应，甲烷失电子生成二氧化碳和水，二氧化碳能和碱反应生成碳酸盐和水，所以负极电极反应式为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，故B错误；

C.该电池反应式为2O2+CH4+2OH-═CO32-+3H2O，消耗了溶液中的氢氧根离子，且有溶剂水生成，导致溶液中氢氧根离子的浓度降低，故C错误；

D.放电时，电子从负极经外电路流向正极，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，故D正确。

故选D。