Question

【題目】一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列說(shuō)法不正確的是：

A. 電池工作時(shí)，CO32－向電極A移動(dòng)

B. 電極A上H2參與的電極反應(yīng)：H2－2e－＝2H+

C. 電極B上發(fā)生電極反應(yīng)：O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－

D. 反應(yīng)CH4＋H2O＝3H2＋CO，每消耗22.4 L CH4氣體，轉(zhuǎn)移6 mol e－

Answer 1

【答案】D

【解析】

由電池原理示意圖看出，CH4和水蒸氣經(jīng)過(guò)催化重整后生成CO和H2，CO和H2通入燃料電池A極，電池放電后生成CO2和H2O，由碳元素化合價(jià)由CO中的+2價(jià)變化到CO2中的+4價(jià)，失去電子，因此A極是電池的負(fù)極；B極通入O2和CO2，O2作氧化劑，O2+4e-+2CO2=2CO32-，B為正極。由此分析。

A.燃料電池屬于原電池，A極為負(fù)極，原電池工作時(shí)陰離子向負(fù)極遷移，即CO32-向A極移動(dòng)，A項(xiàng)正確；

B.由電池原理示意圖看出，A極通入CO和H2，電池放電后生成CO2和H2O，所以H2參與的電極反應(yīng)為：H2-2e-=2H+，H+再與CO32-發(fā)生離子反應(yīng)：2H++CO32-=CO2↑+H2O，B項(xiàng)正確；

C.由電池原理示意圖看出，電極B通入O2和CO2，作電池正極，發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－，C項(xiàng)正確；

D.CH4和水蒸氣經(jīng)過(guò)催化重整生成CO和H2，發(fā)生反應(yīng)CH4+H2O3H2+CO，碳元素的化合價(jià)由CH4中的-4價(jià)變化到CO中的+2價(jià)，化合價(jià)升高6價(jià)，即每個(gè)碳原子失去6個(gè)電子，由于題目未明確22.4LCH4氣體是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況，無(wú)法確定22.4LCH4氣體的物質(zhì)的量，所以無(wú)法計(jì)算每消耗22.4LCH4氣體時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選D。