Question

“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能。用熔融Na₂CO₃作电解质的直接煤燃料电池的工作原理如图。下列有关说法正确的是

A. 该电池的总反应为C+O₂=CO₂

B. 煤直接燃烧发电比直接煤燃料电池发电的能量利用率高

C. 进入反应室的煤块粉碎成粉末状对反应速率和限度均无影响

D. 电子由电极b沿导线流向电极a，入口A加入的物质为煤粉

Answer

A

【解析】在原电池中阴离子移向电源负极，由图中CO32-移向左边，所以a为负极，反应为：C+2CO32--4e-=3CO2，b为正极，反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，所以该电池的总反应为C+O2=CO2，故A正确；B项，煤直接燃烧发电会有部分化学能转变为热能、光能，所以比直接煤燃料电池发电的能量利用率低，故B错误；C项，将煤块粉碎成粉末状，有利于在电极A附近参与反应，加快了反应速率，故C错误；D项，a为负极，电子由负极（a）沿导线流向正极（b），故D错误。综上，选A。

点睛：解决此题必须明确原电池工作原理，负极失电子由外电路流向正极，内电路中阴离子与电子构成闭合回路；阳离子与电流构成闭合回路。本题突破口为：熔融盐电解质中CO32-向a极移动，说明a为负极。后续推理过程就容易了许多。