Pin nhiên liệu methane – oxygen hoạt động ở 80°C có cấu tạo và sơ đồ vận chuyển của nguyên liệu, sản phẩm như hình dưới đây. Chất điện li là acid và các quá trình xảy ra như sau:
(1) CH4(g) + 2H2O(g) → CO2(g) + 8H+(aq) + 8e
(2) O2(g) + 4H+(aq) + 4e → 2H2O(g)
Cho các phát biểu sau:
(a) Quá trình (1) xảy ra tại anode và quá trình (2) xảy ra tại cathode.
(b) Để tạo ra cùng một lượng điện lượng (cùng số mol electron di chuyển ở mạch ngoài), số mol khí O2 bị tiêu thụ tại cathode gấp hai lần số mol khí CH4 bị tiêu thụ tại anode.
(c) Trong pin, các ion H+ di chuyển từ cathode sang anode để khép kín mạch điện.
(d) Trong quá trình pin hoạt động, ion H+ di chuyển từ anode đến cathode để trung hòa điện tích sinh ra do chuyển động electron và duy trì dòng điện ổn định ở mạch ngoài.
(e) Trong pin nhiên liệu methane – oxygen xảy ra quá trình oxi hoá trực tiếp methane.
Số phát biểu đúng là
A. 2. B. 3. C. 4. D. 5.
(a) Đúng, anode xảy ra quá trình oxi hóa (1) và cathode xảy ra quá trình khử (2).
(b) Đúng, khi thăng bằng electron thì: CH4 + 2O2 —> CO2 + 2H2O, kết quả cho thấy nO2 tiêu thụ gấp đôi nCH4 tiêu thụ.
(c) Sai, ion H+ sinh ra tại anode rồi di chuyển từ anode sang cathode và bị tiêu thụ tại đây. Quá trình di chuyển này làm mạch điện được khép kín.
(d) Đúng
(e) Sai, CH4 và O2 không tương tác trực tiếp với nhau mà các quá trình oxi hóa và khử xảy ra riêng lẻ trên bề mặt các điện cực khác nhau.