Question

一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在熔融狀態下能傳導O^2-．下列對該燃料電池說法正確的是（　　）

• A、在熔融電解質中，O^2-由負極移向正極
• B、通入空氣的一極是正極，電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• C、通入丁烷的一極是負極，電極反應為：C₄H₁₀+26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O
• D、在電池反應中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標準狀況下CO₂氣體

  179.2

  13

  L

Answer 1

分析：在丁烷燃料電池中，負極發生氧化反應，電極反應式為C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，正極發生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-=2O^2-，總反應式為2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，在原電池中，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，再結合氧氣和二氧化碳的關系式進行計算．

解答：解：A．該裝置是原電池，在熔融電解質中，氧離子由正極向負極移動，故A錯誤；
B．通入空氣的電極是正極，正極上氧氣得電子生成氧離子，其電極反應式為O₂+4e^-=2O^2-，故B錯誤；
C．通入丁烷的電極是負極，負極上丁烷失電子和氧離子反應生成二氧化碳和水，電極反應式為C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，故C錯誤；
D．該裝置中電池反應式為2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，根據氧氣和二氧化碳的關系式知，每消耗1mol氧氣理論上能生成標況下二氧化碳的體積=

1mol×8

13

×22.4L/mol=

179.2

13

L，故D正確；
故選D．

點評：本題考查了化學電源新型電池，根據得失電子判斷正負極，難點是電極反應式的書寫，注意陽極上氧氣得電子生成氧離子而不是水或氫氧根離子，與電解質有關，為易錯點．