Question

瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大安全隐患，瓦斯分析仪能在矿井中的甲烷浓度达到一定浓度时，可通过传感器显示．该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移动．下列有关叙述正确的是（　　）

A、瓦斯分析仪工作时，电池外电路中电子由电极b流向电极a

B、当固体电解质中有1 mol O^2-通过时，电子转移2mol

C、电极a的反应式为：CH₄+4O₂-8e^-=CO₂+2H₂O

D、电极b是正极，O^2-由电极a移向电极b

Answer 1

分析：瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移动；通甲烷气体的为负极，通空气一端为正极，电池总反应为CH₄+2O₂=CO₂+H₂O，正极反应为：O₂+4e^-=2O^2-，负极反应为：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，结合原电池的原理和电极反应分析解答．

解答：解：A、该电池中a为负极，b为正极，电子从负极流向正极，所以电池外电路中电子由电极a流向电极b，故A错误；
B、1mol O₂得4mol电子生成2molO^2-，故当固体电解质中有1mol O^2-通过时，电子转移2mol，故B正确；
C、选项中电荷不守恒，甲烷所在电极a为负极，电极反应为：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，故C错误；
D、电极b氧气得电子，生成O^2-，而电极a需要O^2-作为反应物，故O^2-由正极（电极b）流向负极（电极a），故D错误；
故选B．

点评：本题考查了新型化学电池，是对于原电池原理的应用，主要理解电池电解质不是在水溶液中的氧化还原反应，电解质是固体，O^2-可以在其中自由移动，是本题的关键．