Question

設(shè)計(jì)出燃料電池使汽油（設(shè)其成分為C₅H₁₂）氧化直接產(chǎn)生電流，是21世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一．最近有人設(shè)計(jì)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(zhì)．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(yīng)．下列關(guān)于該電池的判斷中，錯(cuò)誤的是（　�。�

• A、該電池的正極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• B、氧化釔和氧化鋯的化學(xué)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(dǎo)電性比純氧化鋯晶體強(qiáng)得多
• C、該燃料電池外部的電流方向?yàn)檎龢O一負(fù)極，內(nèi)部陰離子向負(fù)極移動(dòng)
• D、燃料電池相對(duì)于汽油直接燃燒，具有較高的能量利用率

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)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(zhì)，電池工作時(shí)，正極上反應(yīng)為O₂+4e^-=2O^2-；負(fù)極為汽油失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電流從正極流向負(fù)極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)．

解答： 解：A、氧氣在正極得電子生成O^2-，在正極的電極反應(yīng)為：O₂+4e^-=2O^2-，故A錯(cuò)誤；
B、氧化物中Y為+3價(jià)，Zr為+4價(jià)，則氧化釔和氧化鋯的化學(xué)式分別為Y₂O₃和ZrO₂，二者晶體的混合物的導(dǎo)電性較強(qiáng)，故B正確；
C、原電池中電流從正極流向負(fù)極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故C正確；
D、汽油直接燃燒除了轉(zhuǎn)化為熱能外還轉(zhuǎn)化為光能，能量損失多，利用率不高，所以燃料電池相對(duì)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(diǎn)評(píng)：本題考查原電池的工作原理，涉及正負(fù)極的判斷，電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)等問(wèn)題，題目難度不大，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累．