Question

3．科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑．一種氫氧燃料電池是采用鉑作電極，以氫氧化鉀為電解液，一個電極通入氫氣，同時向一個電極通入空氣．試回答下列問題：
（1）這種電池放電時發(fā)生的化學反應方程式是2H₂+O₂=2H₂O．
（2）此電池的正極發(fā)生的電極反應是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；負極發(fā)生的電極反應是H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．
（3）電解液中的H⁺離子向正極移動；向外電路釋放電子的電極是負極．

Answer 1

分析 以KOH作為電解質(zhì)，氫氣為燃料，電池中負極上氫氣失電子生成氫氧根離子，正極上氧氣得電子生成水，在得失電子相等的條件下正負極電極反應式相加即得電池反應式；原電池放電時，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動，電子從負極沿導線流向正極；據(jù)此分析．

解答 解：（1）若電解質(zhì)溶液為KOH溶液時，正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，總反應為：2H₂+O₂=2H₂O，故答案為：2H₂+O₂=2H₂O；
（2）正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，氧氣在正極反應：2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O，負極上是燃料失電子的氧化反應：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
故答案為：2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）原電池放電時，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動，則H⁺向正極移動；向外電路釋放電子的電極是負極．
故答案為：正；負極．

點評 本題考查了燃料電池，根據(jù)正負極上發(fā)生的反應、電子移動方向、離子移動方向等知識點來分析解答，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，為易錯點．