Question

将甲烷设计成燃料电池，其利用率更高，如图所示（A， B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL，则下列说法错误的是（）

A．通入CH₄的一端为原电池的负极，溶液中OH^-向负极区移动

B．当0<V ≤22.4L时，电池总反应式为CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O

C．当22.4L＜V≤44.8L时，负极电极反应为CH₄-8e^-+9CO₃^2-+3H₂O=10HCO₃^-

D．当V=33.6L时，溶液中阴离子浓度大小关系为c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）

Answer

D

【解析】

试题分析：A．通入CH4的一端为原电池的负极，原电池中，溶液中的阴离子向负极移动，故A正确；B．根据原子守恒得0＜n（CO2）≤1mol，二氧化碳不足量，则二者反应生成碳酸钾，电池反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，故B正确；C．根据原子守恒得1＜n（CO2）≤2mol，二者反应生成碳酸氢钾，所以负极反应式为CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-，故C正确；D．当V=33.6L时，n（CO2）=1.5mol，设碳酸钾的物质的量为x、碳酸氢钾的物质的量为y，根据K原子、C原子守恒得x+y＝1.5，2x+y＝2，解得x＝0.5，y＝1，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，但水解程度较小，所以溶液中离子浓度大小顺序为c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-），故D错误，故选D。

【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理；离子浓度大小的比较

【名师点晴】本题以原电池原理为载体考查物质之间的反应，明确二氧化碳和KOH反应产物是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写。