Question

瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害及事故发生源，一种瓦斯分析仪（图甲）的传感器在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时会自动报警，大大减少了事故发生率．该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y学科王₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移动．则下列有关叙述不正确的是（　　）

• A、电极a的反应式为：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b流向电极a
• D、当固体电解质中有1 molO^2-通过时，电子转移2 mol

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：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、电极a为甲烷失电子，为负极，则电极a的反应式为：CH₄+4O^2--8e-=CO₂+2H₂O，故A正确；
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正确；
C、电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故C错误；
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正确；
故选C．

点评：本题考查了化学电源新型电池的原电池原理应用，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．