Question

瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，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.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

B.电极b 是正极，O^2-由电极 a流向电极b

C.电极a的反应式为：CH₄+4O^2--8e^-=CO₂+2H₂O

D.当固体电解质中有1 mol O^2-通过时，电子转移 4 mol

Answer

C

【解析】

A、电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故A错误；

B、电极b氧气得电子，生成O2-，而电极a需要O2-作为反应物，故O2-由正极(电极b)流向负极(电极a)，故B错误；

C、甲烷所在电极a为负极，电极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，故C正确；

D、1mol O2得4mol电子生成2molO2-，故当固体电解质中有1mol O2-通过时，电子转移2mol，故D错误；

故选C。

【点晴】

本题考查了化学电源新型电池的原电池原理应用。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，O2-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-=2O2-，负极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。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，O2-可以在其中自由移动，是本题的关键。