Question

(10分)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H₂＋O₂===2H₂O.试回答下列问题：
(1)若电解质溶液为KOH溶液，构成燃料电池，则：
①负极反应式为________________，
②工作一段时间后，溶液pH________(填“增大”或“减小”或“不变”)．
(2)如把KOH改为稀H₂SO₄作电解质，则：
①正极反应式为________________，
②工作一段时间后，溶液pH________(填“增大”或“减小”或“不变”)．
(3)如把H₂改为甲烷，KOH作电解质，则正极反应式为____________________．

Answer 1

(1)①2H₂＋4OH^－－4e^－===4H₂O ②减小
(2)① O₂＋4H^＋＋4e^－===2H₂O②　增大　　　　　　(3)O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－

：
（1）①该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水，所以电极反应式为2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；
②随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质氢氧化钾的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的pH值减小；
（2）该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，所以电极反应式为2H₂-4e^-═4H⁺；
②氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质硫酸的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的pH值增大；
（3）负极上甲烷燃烧生成二氧化碳和水，甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳，二氧化碳和溶液中的氢氧化钾反应生成碳酸钾和水；正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为．O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-。