Question

瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害及事故發(fā)生源，一種瓦斯分析儀（圖甲）的傳感器在煤礦巷道中的甲烷達到一定濃度時會自動報警，大大減少了事故發(fā)生率．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，其中的固體電解質是Y學科王₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動．則下列有關敘述不正確的是（　　）

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

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

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，其中的固體電解質是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動．電子在外電路轉移，通甲烷氣體的為負極，通空氣一端為正極，電池總反應為CH₄+2O₂=CO₂+H₂O，正極反應為：O₂+4e^-=2O^2-，負極反應為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，結合原電池的原理和電極反應回答問題；

解答： 解：A、電極a為甲烷失電子，為負極，則電極a的反應式為：CH₄+4O^2--8e-=CO₂+2H₂O，故A正確；
B、電極b氧氣得電子，生成O^2-，而電極a需要O^2-作為反應物，故O^2-由正極（電極b）流向負極（電極a），故B正確；
C、電子不能在電池內電路流動，只能在外電路中流動，故C錯誤；
D、1mol O₂得4mol電子生成2molO^2-，故當固體電解質中有1mol O^2-通過時，電子轉移2mol，故D正確；
故選C．

點評：本題考查了化學電源新型電池的原電池原理應用，主要理解電池電解質不是在水溶液中的氧化還原反應，電解質是固體，O^2-可以在其中自由移動，是本題的關鍵．