Question

可以将氧化还原反应2H₂＋O₂===2H₂O设计成原电池。

(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极通入的气体应是________，正极通入的气体就是________，电极反应式为：正极________________，负极________________。

(2)如把KOH改为稀硫酸做电解质，则电极反应式为：正极                                    ，负极__________________________。

(3)(1)和(2)的电解溶液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？                                                                                    。

(4)如把H₂改为甲烷，KOH溶液做电解质溶液，则电极反应式为：正极____________________________，负极________________________________。

Answer

(1)H2 O2 O2＋2H2O＋4e－→4OH－ H2＋2OH－→2H2O＋2e－

(2)O2＋4H＋＋4e－→2H2O H2→2H＋＋2e－

(3)前者变小，后者变大

(4)2O2＋4H2O＋8e－→8OH－ CH4＋10OH－→CO32—＋7H2O＋8e－

【解析】

试题分析：(1)根据电池反应式可知在反应中H2被氧化，O2被还原。H2应该在负极上反应，O2应该在正极上反应，又因为是碱性溶液，不可能有H＋参加或生成，故负极的电极反应为H2＋2OH－→2H2O＋2e－，正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－→4OH－。

(2)若将导电物质换为酸性溶液，此时应考虑不可能有OH－生成，故负极的电极反应为H2→2H＋＋2e－，正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－→2H2O。

(3)由于前者在碱性条件下反应，KOH的量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而后者为酸溶液，H2SO4的量不变，H2O增多，故溶液变稀，pH将变大。

(4)如把H2改为甲烷，KOH溶液做电解质，则正极为2O2＋4H2O＋8e－→8OH－，此时不会有CO2放出；负极为CH4＋10OH－→CO32—＋7H2O＋8e－。

考点：考查氢氧燃料电池的判断、电极反应式的书写