Question

（2011?宣城二模）瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害，一種瓦斯分析儀（圖甲）能夠在煤礦巷道中的甲烷濃度達到一定濃度時，可以通過傳感器顯示．該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖乙所示，其中的固體電解質(zhì)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．瓦斯分析儀工作時，電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極a

B．電極b是正極，O^2-由電極a流向電極b

C．電極a的反應式為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O

D．當固體電解質(zhì)中有1 mol O^2-通過時，電子轉(zhuǎn)移4 mol

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(zhì)是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動．電子在外電路轉(zhuǎn)移，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回答問題；

解答：解：A、電子不能在電池內(nèi)電路流動，只能在外電路中流動，故A錯誤
B、電極b氧氣得電子，生成O^2-，而電極a需要O^2-作為反應物，故O^2-由正極（電極b）流向負極（電極a），故B錯誤；
C、甲烷所在電極a為負極，電極反應為：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O，故C正確；
D、1mol O₂得4mol電子生成2molO^2-，故當固體電解質(zhì)中有1mol O^2-通過時，電子轉(zhuǎn)移2mol，故D錯誤；
故選C．

點評：本題考查了化學電源新型電池的原電池原理應用，主要理解電池電解質(zhì)不是在水溶液中的氧化還原反應，電解質(zhì)是固體，O^2-可以在其中自由移動，是本題的關鍵．