Question

設計出燃料電池使汽油（設其成分為C₅H₁₂）氧化直接產生電流，是21世紀最富有挑戰性的課題之一．最近有人設計了一種固體燃料電池，以摻雜了氧化釔的固體氧化鋯為電解質．該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應．下列關于該電池的判斷中，錯誤的是（　　）

• A、該電池的正極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• B、氧化釔和氧化鋯的化學式分別為Y₂O₃和ZrO₂，摻雜氧化釔的氧化鋯晶體中存在晶體缺陷，其導電性比純氧化鋯晶體強得多
• C、該燃料電池外部的電流方向為正極一負極，內部陰離子向負極移動
• D、燃料電池相對于汽油直接燃燒，具有較高的能量利用率

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：該電池屬于固體燃料電池，以摻雜了氧化釔的固體氧化鋯為電解質，電池工作時，正極上反應為O₂+4e^-=2O^2-；負極為汽油失電子發生氧化反應，電流從正極流向負極，陰離子向負極移動．

解答： 解：A、氧氣在正極得電子生成O^2-，在正極的電極反應為：O₂+4e^-=2O^2-，故A錯誤；
B、氧化物中Y為+3價，Zr為+4價，則氧化釔和氧化鋯的化學式分別為Y₂O₃和ZrO₂，二者晶體的混合物的導電性較強，故B正確；
C、原電池中電流從正極流向負極，陰離子向負極移動，故C正確；
D、汽油直接燃燒除了轉化為熱能外還轉化為光能，能量損失多，利用率不高，所以燃料電池相對于汽油直接燃燒，具有較高的能量利用率，故D正確．
故選A．

點評：本題考查原電池的工作原理，涉及正負極的判斷，電極反應式的書寫等問題，題目難度不大，注意基礎知識的積累．