Question

16．瓦斯爆炸是煤礦開(kāi)采中的重大危害，一種瓦斯分析儀（圖甲）的傳感器在煤礦巷道中的甲烷達(dá)到一定濃度時(shí)可以顯示示．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(dòng)．下列有關(guān)敘述不正確的是，（　�。�

• A． 電極b是正極，內(nèi)電路中O^2-由電極b流向電極a
• B． 電極a的反應(yīng)式為：CH₄+4O^2--8e^-═CO₂+2H₂O
• C． 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
• D． 當(dāng)固體電解質(zhì)中有1mol O^2-通過(guò)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移2mol

Answer 1

分析 該裝置是燃料電池，通入甲烷的電極a是負(fù)極、通入空氣的電極b是正極，放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為CH₄+4O^2--8e^-═CO₂+2H₂O，正極反應(yīng)式為O₂+4e^-=2O^2-，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，原電池內(nèi)部陽(yáng)離子向正極移動(dòng)、陰離子向負(fù)極移動(dòng)，據(jù)此分析解答．

解答 解：A．該原電池中，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入空氣的電極b是正極，內(nèi)電路中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以O(shè)^2-由電極b流向電極a，故A正確；
B．a(chǎn)是負(fù)極，負(fù)極上甲烷失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為CH₄+4O^2--8e^-═CO₂+2H₂O，故B正確；
C．電子不進(jìn)入原電池內(nèi)部，內(nèi)電路是通過(guò)陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)形成電流，故C錯(cuò)誤；
D．每個(gè)O原子得到2個(gè)電子生成O^2-，所以當(dāng)固體電解質(zhì)中有1mol O^2-通過(guò)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移2mol，故D正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)電源新型電池，為高頻考點(diǎn)，明確正負(fù)極判斷方法、離子及電子移動(dòng)方向、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)等即可解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，易錯(cuò)選項(xiàng)是C．