Question

阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應(yīng)為：2H₂+O₂═2H₂O．試回答下列問題：
（1）若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，構(gòu)成燃料電池，則：
①負(fù)極反應(yīng)式為

2H₂+4OH--4e-=4H₂O

②正極反應(yīng)式為

O₂+2H₂O+4e-=4OH-．

③工作一段時(shí)間后，溶液pH

減小

（填“增大”或“減小”或“不變”）
（2）如把KOH改為稀H₂SO₄作電解質(zhì)，則：
①負(fù)極反應(yīng)式為

2H₂-4e^-═4H⁺

②正極反應(yīng)式為

O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O

③工作一段時(shí)間后，溶液pH

增大

（填“增大”或“減小”或“不變”）．
（3）如把H₂改為甲烷，KOH作電解質(zhì)，則正極反應(yīng)式為

O₂+2H₂O+4e-=4OH-．

．

Answer 1

分析：（1）（2）根據(jù)反應(yīng)2H₂+O₂=2H₂O可知，反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，應(yīng)在負(fù)極上的反應(yīng)，氧氣得電子被還原，應(yīng)在正極上的反應(yīng)，根據(jù)得失電子及反應(yīng)類型寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式，根據(jù)溶液中氫離子濃度的變化判斷溶液PH值的變化．
（3）甲烷燃燒生成二氧化碳和水，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，所以是在負(fù)極上的反應(yīng)；氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子．

解答：解：（1）①該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，氫離子和溶液中的氫氧根離子生成水，所以電極反應(yīng)式為2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O．
②氧氣得電子被還原，氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，所以電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
③隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的水越來越多，溶質(zhì)氫氧化鉀的量不變，所以導(dǎo)致溶液的濃度降低，所以溶液的PH值減�。�
故答案為：①2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；②O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-； ③減�。�
（2）該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，所以電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-═4H⁺
②氧氣得電子被還原，氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水，所以電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
③隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的水越來越多，溶質(zhì)硫酸的量不變，所以導(dǎo)致溶液的濃度降低，所以溶液的PH值增大．
故答案為：①2H₂-4e^-═4H⁺；②O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；③增大．
（3）負(fù)極上甲烷燃燒生成二氧化碳和水，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳和溶液中的氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水；
正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，所以電極反應(yīng)式為．O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理和電極反應(yīng)式的書寫，難度不大，要注意的是寫電極反應(yīng)式要結(jié)合電解質(zhì)溶液，如果電解質(zhì)溶液不同，即使原料相同，電極反應(yīng)式也不同，如氫氧燃料電池，當(dāng)電解質(zhì)為酸或堿，電極反應(yīng)式不同．