Question

【題目】（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)2H2+O2===2H2O，設(shè)計成燃料電池，負(fù)極通的氣體應(yīng)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(chǎn)電極是負(fù)極

B．b電極的電極反應(yīng)為4OH－-4e-====2H2O+O2↑

C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)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(nèi)的新型發(fā)電裝置

（3）根據(jù)氫氧燃料電池電解質(zhì)溶液的不同，填寫下表：

電解質(zhì)溶液	H2SO4溶液	KOH溶液
負(fù)極反應(yīng)	______________
正極反應(yīng)		___________
溶液的pH變化		_____________

（4）若把H2改為CH4，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，則負(fù)極反應(yīng)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(jù)電池反應(yīng)式可知在反應(yīng)中H2被氧化，O2被還原，H2應(yīng)該在負(fù)極上反應(yīng)，O2應(yīng)該在正極上反應(yīng)；正確答案：H2。

（2）燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負(fù)極，所以a電極是負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；b電極為正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，B錯誤；氫氧燃料電池的產(chǎn)物是水，環(huán)保無污染，是一種具有應(yīng)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(nèi)的新型發(fā)電裝置，D正確；正確選項B。

（3）酸性溶液，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為H2-2e-=2H+，正極發(fā)生還原反應(yīng)，極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O，生成水導(dǎo)致氫離子濃度減少，pH增大，所以H2SO4溶液：負(fù)極：H2-2e-=2H+；正極：O2+4H++4e-=2H2O；溶液的pH變化：增大；H2應(yīng)該在負(fù)極上反應(yīng)，O2應(yīng)該在正極上反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)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(fù)極的電極反應(yīng)為H2-2e-+2OH-=2H2O，生成水導(dǎo)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(fù)極：H2-2e-+2OH-=2H2O；正極：O2+2H2O+4e-=4OH-；溶液的pH變化：減��；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(zhì)，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(yīng)，甲烷在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)在堿溶液中生成碳酸鹽，此時不會有CO2放出，負(fù)極為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；正確答案：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。