Question

(1)今有2H₂+O₂2H₂O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)是____________，正極通的應(yīng)是____________，電極反應(yīng)式為：______________、______________。

(2)如把KOH改為稀H₂SO₄作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為____________、____________，(1)和(2)的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH各有何變化？

(3)如把H₂改為甲烷，KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為____________。

Answer 1

解析：解決此題的關(guān)鍵是弄清原電池的有關(guān)概念，根據(jù)電池反應(yīng)式可知H₂在反應(yīng)中被氧化，O₂被還原；H₂應(yīng)在負(fù)極上反應(yīng)，O₂應(yīng)在正極上反應(yīng)。又因為是堿性溶液不可能有H⁺參加或生成，故負(fù)極反應(yīng)為：2H₂+4OH^--4e^-4H₂O，正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-4OH^-。若將導(dǎo)電物質(zhì)換成酸性溶液，此時應(yīng)考慮不可能有OH^-參加反應(yīng)，也不可能有OH^-生成，負(fù)極：2H₂-4e^-4H⁺，正極：O₂+4H⁺+4e^-2H₂O。由于前者在堿性條件反應(yīng)，KOH量不變，但工作時H₂O增多，故溶液變稀，pH將變��；而后者為酸溶液，H₂SO₄不變，水增多，溶液酸性變小，故pH將變大。如把H₂改為甲烷用KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，則負(fù)極：CH₄+10OH^--8e^-+7H₂O，正極：2O₂+4H₂O+8e^-8OH^-，此時不會有CO₂放出。

答案：(1)H₂O₂

負(fù)極：2H₂+4OH^--4e^-4H₂O

正極：O₂+2H₂O+4e^-4OH^-

(2)負(fù)極：2H₂-4e^-4H⁺

正極：O₂+4H⁺+4e^-2H₂O

(1)中pH變小，(2)中pH變大。

(3)負(fù)極：CH₄+10OH^--8e^-+7H₂O

正極：2O₂+4H₂O+8e^-8OH^-