Question

質子（H⁺）交換膜燃料電池（PEMFC）是以氫氣和氧氣為原料將化學能轉化為電能的裝置（如圖）．利用只允許H⁺通過的質子交換膜將兩極隔開，H₂和O₂分別在不同電極發(fā)生反應，正、負極反應式可表示為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，2H₂-4e^-=4H⁺（其中e^-表示電子）．則電池工作時的總反應式可表示為______．該裝置中用于導電的電解質溶液是H₂SO₄溶液（pH=a），則工作一段時間后（不考慮水蒸發(fā)，且認為生成的產(chǎn)物在電解質溶液中），溶液pH范圍可表示為______．

Answer 1

由題中信息正、負極反應式可表示為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，2H₂-4e^-=4H⁺可知電池工作原理實質是氫氣與氧氣結合成水的過程，故化學方程式為2H₂+O₂=2H₂O，該裝置中由于水的生成而使硫酸溶液的濃度變小，因此pH值增大，但還是酸溶液，pH一定小于7．
故答案為：2H₂+O₂=2H₂O；a＜pH＜7；