Question

將CH₄設計成燃料電池，其利用率更高，裝置示意如圖(A、B為多孔性碳棒)持續(xù)通入甲烷，在標準狀況下，消耗甲烷體積VL。則下列說法錯誤的是

A．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
B．0＜V≤22.4L時，電池總反應的化學方程式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O
C．22.4L＜V≤44.8L時，負極電極反應為：CH₄-8e^-+9CO₃^2- +3H₂O=10HCO₃^-
D．V=33.6L時，溶液中陰離子濃度大小關系為： c(CO₃^2- )＞c(HCO₃^- )＞c(OH^-)

Answer 1

D

解析試題分析：A項中，CH₄失去電子，電子流出，故通入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，正確；
B項中，0＜V≤22.4L，即2n(CH₄)≤n(KOH)，產物為K₂CO₃，電池總反應的化學方程式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O
C項中，22.4L＜V≤44.8L，即n(KOH)≤2n(CH₄)≤2n(KOH)，產物由K₂CO₃轉向KHCO₃，故負極電極反應為：CH₄-8e^-+9CO₃^2- +3H₂O=10HCO₃^-，正確；
D項中，V=33.6L，1.5n(CH₄)=2n(KOH)，溶液中溶質是K₂CO₃和KHCO₃為1:1 CO₃^2-水解生成HCO₃^-，且比HCO₃^-水解程度大，故c(HCO₃^- )＞c(CO₃^2- )＞c(OH^-)，錯誤。
考點：原電池的工作原理、溶液的離子濃度大小比較。