Question

(1)燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。氢氧燃料电池已用于航天飞机。以氢氧化钾溶液为电解质溶液的这种电池的负极反应式为________，这种电池在放电使用一段时间后，电解质溶液中的c(OH^-)将____（填“增大”“减小”或“不变”）。

(2)如图是银锌原电池装置的示意图，以硫酸铜为电解质溶液。回答下列问题：

锌为____极，该电极上发生_______反应（“氧化”或“还原”），电极反应式为___________，该原电池的总反应离子方程式为_______。

Answer

2H2-4e﹣+4OH﹣=4H2O 减小 负 氧化 Zn-2e-=Zn2＋ Zn+Cu2+=Zn2++Cu

【解析】

(1)通入燃料氢气的电极为负极，氢气失去电子变为氢离子，氢离子与溶液中氢氧根离子结合形成水；在正极上氧气得到电子与水结合形成氢氧根离子；根据总反应方程式和c=计算浓度变化情况；

(2)在银锌原电池中，活泼的Zn为负极，失去电子，发生氧化反应；正极上Cu2+得到电子发生还原反应，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，将正、负极电极式相加，可得总反应方程式。

(1)在碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的电极为负极，H2失去电子变为H+，产生的H+结合碱性溶液中OH-生成H2O，故负极的电极反应式为：2H2-4e-+4OH-=4H2O；通入O2的电极为正极，正极上O2得到电子变为OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。总反应方程式为2H2+O2=2H2O。根据总反应方程式可知：反应产生了水，对溶液中的溶质起稀释作用，导致KOH浓度降低，因此反应后溶液中c(OH-)将减小；

(2)在银锌原电池中，由于金属活动性：Zn>Ag，所以Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；Ag为正极，正极上溶液中的Cu2+得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu。