Question

氢氧燃料电池

一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料，负极通入____，正极通入 _____，总反应为：________

电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：

(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)

①负极发生的反应为：H₂ - 2e^— = 2H⁺ ，2H⁺ + 2OH^— = 2H₂O，所以：负极的电极反应式为：_______

②正极是O₂得到电子，即：O₂ + 4e^— = 2O^2— ，O^2— 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H₂O生成OH^—即： 2O^2— + 2H₂O =4OH^— ，因此，正极的电极反应式为：__________。

(2)电解质是H₂SO₄溶液(酸性电解质)

①负极的电极反应式为：_____________

②正极是O₂得到电子，即：O₂ + 4e^— = 2O^2—，O^2— 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H⁺生成H₂O即：O^2— + 2 H⁺=H₂O，因此正极的电极反应式为：______________

(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)

①负极的电极反应式为：H₂ +2e^— = 2H⁺

②正极的电极反应式为：O₂ + H₂O + 4e^—= 4OH^—

(4)说明：a.碱性溶液反应物、生成物中均无H⁺

b.酸性溶液反应物、生成物中均无OH^—

c.中性溶液反应物中无H⁺ 和OH^—

d.水溶液中不能出现O^2—

Answer

氢气 氧气 2H2+O2=2H2O H2-2e-+2OH-=2H2O O2 + 4e-+ 2H2O =4OH- H2 -2e- = 2H+ O2 + 4e-+ 4H+=2H2O

【解析】

根据燃料电池原理及电极材料分析解答；根据电解质溶液的酸碱性书写电极反应式。

燃料电池中燃料作为负极，发生氧化反应，总反应的产物和燃料燃烧时产物相同，所以氢氧燃料电池，以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料时，负极通入氢气，正极通入氧气，总反应为：2H2+O2=2H2O，故答案为：氢气；氧气；2H2+O2=2H2O；

（1）①负极发生的反应为：H2 - 2e- = 2H+ ，2H+ + 2OH- = 2H2O，则总的负极的电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O；

②正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- = 2O2- ，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即： 2O2- + 2H2O =4OH- ，因此，正极的电极反应式为：O2 + 4e-+ 2H2O =4OH-；

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

（2）①电解质为酸时，负极的电极反应式为：H2 -2e— = 2H+；

②正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- = 2O2-，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2- + 2 H+=H2O，因此正极的电极反应式为：O2 + 4e-+ 4H+=2H2O；

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