Question

3．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径．一种氢氧燃料电池是采用铂作电极，以氢氧化钾为电解液，一个电极通入氢气，同时向一个电极通入空气．试回答下列问题：
（1）这种电池放电时发生的化学反应方程式是2H₂+O₂=2H₂O．
（2）此电池的正极发生的电极反应是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；负极发生的电极反应是H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．
（3）电解液中的H⁺离子向正极移动；向外电路释放电子的电极是负极．

Answer 1

分析 以KOH作为电解质，氢气为燃料，电池中负极上氢气失电子生成氢氧根离子，正极上氧气得电子生成水，在得失电子相等的条件下正负极电极反应式相加即得电池反应式；原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，电子从负极沿导线流向正极；据此分析．

解答 解：（1）若电解质溶液为KOH溶液时，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^-，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，总反应为：2H₂+O₂=2H₂O，故答案为：2H₂+O₂=2H₂O；
（2）正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，氧气在正极反应：2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O，负极上是燃料失电子的氧化反应：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
故答案为：2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，则H⁺向正极移动；向外电路释放电子的电极是负极．
故答案为：正；负极．

点评 本题考查了燃料电池，根据正负极上发生的反应、电子移动方向、离子移动方向等知识点来分析解答，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写，为易错点．