Question

5．质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell，英文简称PEMFC）是燃料电池的一种．如图是质子交换膜氢氧燃料电池，下列有关该电池的原理的描述正确的是（　　）

• A． 溶液中H⁺透过质子交换膜从右向左迁移
• B． 正极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• C． 电子从a极流出经电解质溶液流到b极
• D． 该电池在使用过程中，H⁺的物质的量保持不变

Answer 1

分析 根据图知，该燃料电池中，氢气失电子生成氢离子，说明电解质溶液呈酸性，通入氢气的电极是负极，负极反应式为2H₂-4e^-═4H⁺，通入氧化剂的电极是正极，正极电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，电子从负极沿导线流向正极，质子交换膜只能氢离子通过，据此分析解答．

解答 解：A．根据图片知，通入氢气的电极生成氢离子，则氢离子过质子交换膜从左向右迁移，故A错误；
B．正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故B错误；
C．通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，电子从负极a沿导线流向正极b，电子不进入电解质溶液，故C错误；
D．负极电极反应式为2H₂-4e^-═4H⁺，正极电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，电池反应式为2H₂+O₂═2H₂O，所以该电池在使用过程中，H⁺的物质的量保持不变，故D正确；
故选D．

点评 本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确原电池原理是解本题关键，知道正负极判断、电子流向、电极反应式的书写等即可解答，易错选项是C，注意电子不进入电解质溶液，电解质溶液中阴阳离子定向移动形成电流，为易错点．