Question

【题目】氢氧燃料电池的工作原理如图所示。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：____；

电解质溶液pH的变化___(填“变大”、“变小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】2H2－4e－=4H＋ O2＋4e－＋4H＋=2H2O 2H2＋O2=2H2O 变大 2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 变小

【解析】

氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，总反应为2H2＋O2=2H2O；随着酸碱环境的不同，两极极反应方程式也不同，据此进行分析。

(1)氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，酸性溶液中负极反应为：2H2－4e－=4H＋，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，酸性溶液中正极反应为：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，电池总反应为2H2＋O2=2H2O；反应生成水，溶液氢离子浓度降低，pH增大；

故答案为：2H2－4e－=4H＋ ；O2＋4e－＋4H＋=2H2O；2H2＋O2=2H2O；变大；

(2)氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，碱性溶液中负极反应为2H2－4e－＋4OH－=4H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，碱性溶液中正极反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，电池总反应为2H2＋O2=2H2O；反应生成水，溶液氢氧根离子离子浓度降低，pH减小；

故答案为：2H2－4e－＋4OH－=4H2O；O2＋4e－＋2H2O=4OH－；变小。