Question

18．宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型化學電池，其構造如圖所示，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）若電解質溶液為KOH溶液，則正極是O₂，（填字母）正極發(fā)生的反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；負極發(fā)生的反應為2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；一段時間后，溶液的pH變小（填“變大”“變小”或“不變”）．
（2）若電解質溶液為H₂SO₄溶液，則正極發(fā)生的反應為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；負極發(fā)生的反應為2H₂-4e^-═4H⁺；一段時間后，溶液的pH變大（填“變大”“變小”或“不變”）．
（3）比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電能，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先是燃料電池的能量轉化效率高，其次是產(chǎn)生污染少．

Answer 1

分析 （1）（2）根據(jù)反應2H₂+O₂=2H₂O可知，反應中氫氣失電子被氧化，應在負極上的反應，氧氣得電子被還原，應在正極上的反應，根據(jù)得失電子及反應類型寫出相應的電極反應式，根據(jù)溶液中氫離子濃度的變化判斷溶液PH值的變化．
（3）比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電能，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先是燃料電池的能量轉化效率高，其次是產(chǎn)生污染少．

解答 解：（1）該反應中氫氣失電子被氧化為負極，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生成氫氧根離子，所以電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
隨著反應的進行，生成的水越來越多，溶質氫氧化鉀的量不變，所以導致溶液的濃度降低，所以溶液的PH值減小．
故答案為：O₂；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；變�。�
（2）該反應中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，所以電極反應式為2H₂-4e^-═4H⁺
氧氣得電子被還原，氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水，所以電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
隨著反應的進行，生成的水越來越多，溶質硫酸的量不變，所以導致溶液的濃度降低，所以溶液的PH值增大．
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；2H₂-4e^-═4H⁺；變大；
（3）比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電能，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先是燃料電池的能量轉化效率高，其次是產(chǎn)生污染少，故答案為：產(chǎn)生污染少．

點評 本題考查了原電池原理和電極反應式的書寫，難度不大，要注意的是寫電極反應式要結合電解質溶液，如果電解質溶液不同，即使原料相同，電極反應式也不同，如氫氧燃料電池，當電解質為酸或堿，電極反應式不同．