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(zhì)是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O^2-．下列對(duì)該燃料電池說法正確的是（　�。�

• A、在熔融電解質(zhì)中，O^2-由負(fù)極移向正極
• B、通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• C、通入丁烷的一極是負(fù)極，電極反應(yīng)為：C₄H₁₀+26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O
• D、在電池反應(yīng)中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂氣體

  179.2

  13

  L

Answer 1

分析：在丁烷燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-=2O^2-，總反應(yīng)式為2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，在原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)，再結(jié)合氧氣和二氧化碳的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：A．該裝置是原電池，在熔融電解質(zhì)中，氧離子由正極向負(fù)極移動(dòng)，故A錯(cuò)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(yīng)式為O₂+4e^-=2O^2-，故B錯(cuò)誤；
C．通入丁烷的電極是負(fù)極，負(fù)極上丁烷失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O，故C錯(cuò)誤；
D．該裝置中電池反應(yīng)式為2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，根據(jù)氧氣和二氧化碳的關(guān)系式知，每消耗1mol氧氣理論上能生成標(biāo)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(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)電源新型電池，根據(jù)得失電子判斷正負(fù)極，難點(diǎn)是電極反應(yīng)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(zhì)有關(guān)，為易錯(cuò)點(diǎn)．