Question

设计出燃料电池使汽油（设其成分为C₅H₁₂）氧化直接产生电流，是21世纪最富有挑战性的课题之一．最近有人设计了一种固体燃料电池，以掺杂了氧化钇的固体氧化锆为电解质．该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应．下列关于该电池的判断中，错误的是（　　）

• A、该电池的正极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• B、氧化钇和氧化锆的化学式分别为Y₂O₃和ZrO₂，掺杂氧化钇的氧化锆晶体中存在晶体缺陷，其导电性比纯氧化锆晶体强得多
• C、该燃料电池外部的电流方向为正极一负极，内部阴离子向负极移动
• D、燃料电池相对于汽油直接燃烧，具有较高的能量利用率

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：该电池属于固体燃料电池，以掺杂了氧化钇的固体氧化锆为电解质，电池工作时，正极上反应为O₂+4e^-=2O^2-；负极为汽油失电子发生氧化反应，电流从正极流向负极，阴离子向负极移动．

解答： 解：A、氧气在正极得电子生成O^2-，在正极的电极反应为：O₂+4e^-=2O^2-，故A错误；
B、氧化物中Y为+3价，Zr为+4价，则氧化钇和氧化锆的化学式分别为Y₂O₃和ZrO₂，二者晶体的混合物的导电性较强，故B正确；
C、原电池中电流从正极流向负极，阴离子向负极移动，故C正确；
D、汽油直接燃烧除了转化为热能外还转化为光能，能量损失多，利用率不高，所以燃料电池相对于汽油直接燃烧，具有较高的能量利用率，故D正确．
故选A．

点评：本题考查原电池的工作原理，涉及正负极的判断，电极反应式的书写等问题，题目难度不大，注意基础知识的积累．