Question

氫氧燃料電池是將H₂通入負極，O₂通入正極而發生電池反應的，其能量轉換率高．
（1）若電解質溶液為KOH，其正極反應為

 

，負極反應為

 

；
（2）若電解質溶液為硫酸，其正極反應為

 

，負極反應為

 

；若在常溫下轉移2mol電子，可產生水質量為

 

g．（1）和（2）的電解液不同，反應后溶液的PH各有何變化？（1）中PH

 

 （2）中PH

 

．

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：（1）氫氧燃料電池中，如果電解質溶液為堿，則正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，陰極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水；
（2）氫氧燃料電池中，如果電解質溶液為酸，則正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，陰極上氫氣失電子生成氫離子；

解答： 解：（1）氫氧燃料電池中，如果電解質溶液為堿，則正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，電極反應式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，陰極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；
（2）氫氧燃料電池中，如果電解質溶液為酸，則正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，電極反應式為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，陰極上氫氣失電子生成氫離子，電極反應式為：2H₂-4e^-=4H⁺，該反應過程中，每轉移2mol電子，則生成1mol水，其質量是18g，（1）中有水生成，溶液的堿性變弱，所以溶液的PH變小；（2）中也有水生成，溶液的酸性減弱，所以溶液的PH變大．
故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；2H₂-4e^-=4H⁺；18；變小；變大．

點評：本題考查原電池原理及其相關計算，注意氫氧燃料電池中，電極反應式的書寫要結合電解質溶液，電解質溶液不同則電極反應式不同．