Question

1．瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害，一種瓦斯分析儀能夠在煤礦巷道中的甲烷濃度達(dá)到一定濃度時(shí)，可以通過傳感器顯示．該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如下圖所示，其中的固體電解質(zhì)是 Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動(dòng)．下列有關(guān)敘述正確的是（　�。�

• A． 瓦斯分析儀工作時(shí)，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 a流向電極b
• C． 電極a的反應(yīng)式為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O
• D． 當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O^2- 通過時(shí)，電子轉(zhuǎn)移 4 mol

Answer 1

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(dòng)．電子在外電路轉(zhuǎn)移，通甲烷氣體的為負(fù)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(fù)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(dòng)，只能在外電路中流動(dòng)，且電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，故A錯(cuò)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(fù)極（電極a），故B錯(cuò)誤；
C．甲烷所在電極a為負(fù)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(dāng)固體電解質(zhì)中有1mol O^2-通過時(shí)，電子轉(zhuǎn)移2mol，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生分析能力和基本理論的理解和運(yùn)用的考查，注意把握金屬的活潑性強(qiáng)弱以及電極方程式的書寫，難度不大．