Question

10．宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖所示，A、B是多孔性炭制成的兩個電極，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電．
（1）若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則正極是A，（填字母）正極電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；負(fù)極電極反應(yīng)式為2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；一段時間后，溶液的pH變�。ㄌ睢白兇蟆薄白冃　被颉安蛔儭保�．
（2）若電解質(zhì)溶液為H₂SO₄溶液，則正極發(fā)生的反應(yīng)為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；．
（3）堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用．鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：Zn（s）+2MnO₂（s）+H₂O（l）═Zn（OH）₂（s）+Mn₂O₃（s）．該電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO₂（s）+H₂O（1）+2e^-═Mn₂O₃（s）+2OH^-（aq）．負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂．

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）該原電池中，Zn失電子作負(fù)極、二氧化錳作正極，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂，正極反應(yīng)式為2MnO₂+H₂O+2e^-=Mn₂O₃+2OH^-，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化為負(fù)極，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．
氧氣得電子被還原為正極，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^-．
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：A；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；變��；
（2）該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化為負(fù)極，在酸性條件下氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-═4H⁺，正極氧氣得電子被還原，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；故答案為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（3）電池負(fù)極為Zn，堿性條件下負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂，故答案為：Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂．

點評 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．