Question

16．有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来．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． 电极a是正极，电极反应式为CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O
• B． 电极b是正极，O^2-由电极b流向电极a
• C． 瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极a流向电极b
• D． 当电路中有0.4mol电子转移时，a极有2.24L（标况）甲烷放电

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．甲烷所在电极a为负极，电极反应为：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，故A错误；
B．该电池中a为负极，b为正极，O^2-由b电极流向电极a，故B正确；
C．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C错误；
D.1mol O₂得4mol电子生成2molO^2-，故当固体电解质中有0.4mol电子转移时有0.05mol甲烷放电，体积为1.12L，故D错误；
故选B．

点评 本题考查新型电池，为高频考点，题目难度不大，注意把握原电池的工作原理以及电极反应式的书写，解答本题的关键是根据物质的性质判断原电池的正负极．