Question

化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。

(1)化學電池是將______________能轉化為_____________能的裝置。

(2)下列化學電池不易造成環(huán)境污染的是(    )

A.鋰電池            B.鋅錳電池            C.鎳鎘電池         D.氫氧燃料電池

(3)如下圖所示，可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當電解質溶液為H₂SO₄時)和堿式〔當電解質溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時〕兩種。試完成下列問題：

                           氫氧燃料電池示意圖

①酸式電池的電極反應：負極_________，正極___________；電池總反應：__________；電解質溶液pH的變化_____________(填“變大”“變小”或“不變”)。

②堿式電池的電極反應：負極__________，正極____________；電池總反應：___________；電解質溶液pH的變化______________(填“變大”“變小”或“不變”)。

Answer 1

(1)化學  電

(2)D

(3)①2H₂-4e^-4H⁺     O₂+4e^-+4H⁺2H₂O       2H₂+O₂2H₂O   變大 

②2H₂+4OH^--4e^-4H₂O  O₂+2H₂O+4e^-4OH^-  2H₂+O₂2H₂O  變小

解析：(1)正極上，O₂得電子變?yōu)镺^2-，溶液中O^2-不能單獨存在，酸性條件下與H⁺結合生成H₂O。負極上，H₂失電子變?yōu)镠⁺，H⁺進入電解質溶液，電池總反應為H₂在O₂中燃燒的反應，由于有水生成，溶液將逐漸變稀，故pH增大。

(2)正極上，O₂得電子變?yōu)镺^2-，溶液中O^2-不能單獨存在，堿性條件下與H₂O分子結合生成OH^-；負極上H₂失去電子變?yōu)镠⁺，堿性條件下H⁺不能大量存在，與OH^-結合生成水。電池總反應也是H₂在O₂中的燃燒反應。同樣，由于有水生成，c(OH^-)變小,pH變小。