Question

瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害，一種瓦斯分析儀（圖甲）的傳感器煤礦巷道中的甲烷達到一定濃度時可以顯示．該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖乙所示，其中的固體電解質(zhì)是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動．下列有關(guān)敘述不正確的是（　　）

• A、瓦斯分析儀工作時，電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極a
• B、電極b是正極，O^2-由電極b流向電極a
• C、電極a的反應(yīng)式為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O
• D、當固體電解質(zhì)中有1mol O^2-通過時，電子轉(zhuǎn)移2mol

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖乙所示，其中的固體電解質(zhì)是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動．電子在外電路轉(zhuǎn)移，通甲烷氣體的為負極，通空氣一端為正極，電池總反應(yīng)為CH₄+2O₂=CO₂+H₂O，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-=2O^2-，負極反應(yīng)為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，結(jié)合原電池的原理和電極反應(yīng)回答問題．

解答： 解：A、電子不能在電池內(nèi)電路流動，只能在外電路中流動，故A錯誤；
B、電極b氧氣得電子，生成O^2-，而電極a需要O^2-作為反應(yīng)物，故O^2-由正極（電極b）流向負極（電極a），故B正確；
C、甲烷所在電極a為負極，電極反應(yīng)為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，故C正確；
D、1mol O₂得4mol電子生成2molO^2-，故當固體電解質(zhì)中有1mol O^2-通過時，電子轉(zhuǎn)移2mol，故D正確；
故選A．

點評：本題考查了化學(xué)電源新型電池的原電池原理應(yīng)用，題目難度中等，主要理解電池電解質(zhì)不是在水溶液中的氧化還原反應(yīng)，電解質(zhì)是固體，O^2-可以在其中自由移動，是本題的關(guān)鍵．