Question

【題目】有一種瓦斯分析儀（下圖甲）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，其裝置如下圖乙所示，其中的固體電解質是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移動。下列有關敘述正確的的是( )

A. 瓦斯分析儀工作時，電池內電路中電子由電極b流向電極a

B. 電極a的反應式為：CH4+5O2－―8e－＝CO32－ +2H2O

C. 電極b是正極, O2-由電極a流向電極b

D. 當固體電解質中有1 mol O2－通過時，電子轉移4 mol

Answer 1

【答案】B

【解析】

本題中固體電解質是Y2O3-Na2O，O2-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-=2O2-，負極反應為：CH4+5O2--8e-=CO32-+2H2O，結合原電池的工作原理可得結論。

A.該電池中a為負極，b為正極，電子從負極流向正極，所以電池內電路中O2-由電極b流向電極a，故A錯誤；

B.甲烷所在電極a為負極，電極反應為：CH4+5O2--8e-=CO32-+2H2O，故B正確；

C.電極b氧氣得電子，生成O2-，而電極a需要O2-作為反應物，故O2-由正極(電極b)流向負極(電極a)，故C錯誤；

D.1mol O2得4mol電子生成2molO2-，故當固體電解質中有1mol O2-通過時，電子轉移2mol，故D錯誤；

答案選B。