Question

18．宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖所示，A、B是多孔性炭制成的兩個(gè)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(zhì)溶液為KOH溶液，則正極是O₂，（填字母）正極發(fā)生的反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；一段時(shí)間后，溶液的pH變�。ㄌ睢白兇蟆薄白冃　被颉安蛔儭保�．
（2）若電解質(zhì)溶液為H₂SO₄溶液，則正極發(fā)生的反應(yīng)為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為2H₂-4e^-═4H⁺；一段時(shí)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(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是產(chǎn)生污染少．

Answer 1

分析 （1）（2）根據(jù)反應(yīng)2H₂+O₂=2H₂O可知，反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，應(yīng)在負(fù)極上的反應(yīng)，氧氣得電子被還原，應(yīng)在正極上的反應(yīng)，根據(jù)得失電子及反應(yīng)類型寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)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(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是產(chǎn)生污染少．

解答 解：（1）該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化為負(fù)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(yīng)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(yīng)生成氫氧根離子，所以電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的水越來越多，溶質(zhì)氫氧化鉀的量不變，所以導(dǎo)致溶液的濃度降低，所以溶液的PH值減�。�
故答案為：O₂；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；變�。�
（2）該反應(yīng)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(yīng)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(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的水越來越多，溶質(zhì)硫酸的量不變，所以導(dǎo)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(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是產(chǎn)生污染少，故答案為：產(chǎn)生污染少．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和電極反應(yīng)式的書寫，難度不大，要注意的是寫電極反應(yīng)式要結(jié)合電解質(zhì)溶液，如果電解質(zhì)溶液不同，即使原料相同，電極反應(yīng)式也不同，如氫氧燃料電池，當(dāng)電解質(zhì)為酸或堿，電極反應(yīng)式不同．