Question

1．瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示．该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，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，电池内电路中电子由电极b 流向电极a
• B． 电极b 是正极，O^2-由电极 a流向电极b
• C． 电极a的反应式为：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O
• D． 当固体电解质中有1 mol O^2- 通过时，电子转移 4 mol

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．电子在外电路转移，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回答问题．

解答 解：A．电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，且电子由负极经导线流向正极，故A错误；
B．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B错误；
C．甲烷所在电极a为负极，电极反应为：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，故C正确；
D.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D错误．
故选C．

点评 本题考查原电池知识，为高频考点，侧重于学生分析能力和基本理论的理解和运用的考查，注意把握金属的活泼性强弱以及电极方程式的书写，难度不大．