Question

氢氧燃料电池是将H₂通入负极，O₂通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高．
（1）若电解质溶液为KOH，其正极反应为

 

，负极反应为

 

；
（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为

 

，负极反应为

 

；若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为

 

g．（1）和（2）的电解液不同，反应后溶液的PH各有何变化？（1）中PH

 

 （2）中PH

 

．

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：（1）氢氧燃料电池中，如果电解质溶液为碱，则正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，阴极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；
（2）氢氧燃料电池中，如果电解质溶液为酸，则正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，阴极上氢气失电子生成氢离子；

解答： 解：（1）氢氧燃料电池中，如果电解质溶液为碱，则正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，阴极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；
（2）氢氧燃料电池中，如果电解质溶液为酸，则正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，阴极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为：2H₂-4e^-=4H⁺，该反应过程中，每转移2mol电子，则生成1mol水，其质量是18g，（1）中有水生成，溶液的碱性变弱，所以溶液的PH变小；（2）中也有水生成，溶液的酸性减弱，所以溶液的PH变大．
故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；2H₂-4e^-=4H⁺；18；变小；变大．

点评：本题考查原电池原理及其相关计算，注意氢氧燃料电池中，电极反应式的书写要结合电解质溶液，电解质溶液不同则电极反应式不同．