Question

如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式〔当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时〕两种。试回答下列问题：

 

(1)酸式电池的电极反应：负极_______________，正极______________；电池总反应：________________；

电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。

(2)碱式电池的电极反应：负极_________________，正极_________________；电池总反应：______________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。

 

Answer 1

(1)2H2－4e－=4H＋　O2＋4e－＋4H＋=2H2O　2H2＋O2=2H2O　变大

(2)2H2－4e－＋4OH－=4H2O　O2＋4e－＋2H2O=4OH－　2H2＋O2=2H2O　变小

【解析】(1)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在；酸性条件下与H＋结合生成H2O。负极上，H2失电子变为H＋，H＋进入电解质溶液。电池总反应为H2和O2生成水的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。

(2)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH－；负极上，H2失去电子变为H＋，碱性条件下H＋不能大量存在，与OH－结合生成水。电池总反应也是H2和O2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH－)变小，pH变小。