Question

将氧化还原反应2H₂＋O₂===2H₂O设计成原电池。

(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极通入的气体应是________，正极通入的气体是________，电极反应为：正极__________________，负极______________________。

(2)若把KOH溶液改为稀硫酸做电解质溶液，则电极反应为：正极________，负极________________。

(3)若把H₂改为CH₃OH，KOH溶液做电解质溶液，则电极反应为：正极_____________________________________________，

负极__________。电池反应为____________。

Answer 1

解析　(1)由电池反应可知在反应中H₂被氧化，O₂被还原。H₂应该在负极上反应，O₂应该在正极上反应，又因为是碱溶液，不可能有H^＋参加或生成，故负极的电极反应为2H₂＋4OH^－－4e^－===4H₂O，正极的电极反应为O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－。

(2)若将电解质溶液换为酸溶液，此时应考虑不可能有OH^－生成，故负极的电极反应为2H₂－4e^－===4H^＋，正极的电极反应为O₂＋4H^＋＋4e^－===2H₂O。

(3)如把H₂改为CH₃OH，KOH溶液做电解质溶液，则正极反应为3O₂＋6H₂O＋12e^－===12OH^－，负极反应为2CH₃OH＋16OH^－－12e^－===2CO＋12H₂O。正、负极反应相加得电池反应：2CH₃OH＋3O₂＋4KOH===2K₂CO₃＋6H₂O。

答案　(1)H₂　O₂　O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－　2H₂＋4OH^－－4e^－===4H₂O

(2)O₂＋4H^＋＋4e^－===2H₂O　2H₂－4e^－===4H^＋

(3)3O₂＋6H₂O＋12e^－===12OH^－

2CH₃OH＋16OH^－－12e^－===2CO＋12H₂O

2CH₃OH＋3O₂＋4KOH===2K₂CO₃＋6H₂O