Question

【題目】（1）根據氧化還原反應2H2+O2===2H2O，設計成燃料電池，負極通的氣體應是___________。

（2）如圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是_____。

A．a電極是負極

B．b電極的電極反應為4OH－-4e-====2H2O+O2↑

C．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源

D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發電裝置

（3）根據氫氧燃料電池電解質溶液的不同，填寫下表：

電解質溶液	H2SO4溶液	KOH溶液
負極反應	______________
正極反應		___________
溶液的pH變化		_____________

（4）若把H2改為CH4，KOH溶液作電解質溶液，則負極反應為_________________________________________。

Answer 1

【答案】 H2 B 2H2-4e-=4H+（或H2-2e-=2H+） O2+2H2O+4e-=4OH- 變小 CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

【解析】（1）根據電池反應式可知在反應中H2被氧化，O2被還原，H2應該在負極上反應，O2應該在正極上反應；正確答案：H2。

（2）燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負極，所以a電極是負極，負極上失電子發生氧化反應，A正確；b電極為正極，正極上得電子發生還原反應，B錯誤；氫氧燃料電池的產物是水，環保無污染，是一種具有應用前景的綠色電源，C正確；氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏電池內的新型發電裝置，D正確；正確選項B。

（3）酸性溶液，負極發生氧化反應，電極反應為H2-2e-=2H+，正極發生還原反應，極反應為O2+4H++4e-=2H2O，生成水導致氫離子濃度減少，pH增大，所以H2SO4溶液：負極：H2-2e-=2H+；正極：O2+4H++4e-=2H2O；溶液的pH變化：增大；H2應該在負極上反應，O2應該在正極上反應，正極的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-；又因為是堿性溶液，不可能有H+參加或生成，故負極的電極反應為H2-2e-+2OH-=2H2O，生成水導致氫氧根離子的濃度減小，所以溶液的pH減小，所以KOH溶液：負極：H2-2e-+2OH-=2H2O；正極：O2+2H2O+4e-=4OH-；溶液的pH變化：減小；正確答案：2H2-4e-=4H+（或H2-2e-=2H+）；O2+2H2O+4e-=4OH- ； 變小。

（4）如把H2改為甲烷，KOH溶液做電解質，氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，則正極為2O2+4H2O+8e-=8OH-，甲烷失電子在堿溶液中反應，甲烷在負極失電子發生氧化反應在堿溶液中生成碳酸鹽，此時不會有CO2放出，負極為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；正確答案：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。