Question

16．有一種瓦斯分析儀能夠在煤礦巷道中的甲烷達到一定濃度時，通過傳感器顯示出來．該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖所示，其中的固體電解質是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動．下列有關敘述正確的是（　�。�

• A． 電極a是正極，電極反應式為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a流向電極b
• D． 當電路中有0.4mol電子轉移時，a極有2.24L（標況）甲烷放電

Answer 1

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；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分析解答．

解答 解：A．甲烷所在電極a為負極，電極反應為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，故A錯誤；
B．該電池中a為負極，b為正極，O^2-由b電極流向電極a，故B正確；
C．該電池中a為負極，b為正極，電子從負極流向正極，所以電池外電路中電子由電極a流向電極b，故C錯誤；
D.1mol O₂得4mol電子生成2molO^2-，故當固體電解質中有0.4mol電子轉移時有0.05mol甲烷放電，體積為1.12L，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查新型電池，為高頻考點，題目難度不大，注意把握原電池的工作原理以及電極反應式的書寫，解答本題的關鍵是根據物質的性質判斷原電池的正負極．