Question

8．瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害，一種瓦斯分析儀（圖甲）能夠在煤礦巷道中的甲烷濃度達到一定濃度時，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)敘述正確的是（　　）

• A． 電極a的反應(yīng)式為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O
• B． 電極b是正極，O^2-由電極a流向電極b
• C． 瓦斯分析儀工作時，電池內(nèi)電路中電子由電極 a流向電極b
• D． 當(dāng)固體電解質(zhì)中有2 mol O^2-通過時，外電路通過電子8 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，其中的固體電解質(zhì)是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動；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，據(jù)此解答．

解答 解：A．甲烷所在電極a為負極，電極反應(yīng)為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，故A正確；
B．該電池中a為負極，b為正極，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-=2O^2-，O^2-由正極b流向負極a，故B錯誤；
C．該電池中a為負極，b為正極，電子從負極流向正極，所以電池外電路中電子由電極a流向電極b，電子不能通過內(nèi)電路，故C錯誤；
D.1mol O₂得4mol電子生成2molO^2-，故當(dāng)固體電解質(zhì)中有2mol O^2-通過時，電子轉(zhuǎn)移4mol，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查了新型化學(xué)電池，涉及原電池的工作原理，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．