Question

如圖所示，可形成氫氧燃料電池．通常氫氧燃料電池有酸式（當電解質溶液為硫酸時）和堿式[當電解質溶液為NaOH（aq）或KOH（aq）時]兩種．試回答下列問題：
（1）酸式電池的電極反應：負極

2H₂-4e^-=4H⁺

，正極

O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O

；電池總反應：

2H₂+O₂=2H₂O

；電解質溶液pH的變化

變大

（填“變大”“變小”或“不變”）．
（2）堿式電池的電極反應：負極

2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O

，正極

O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-

；電池總反應：

2H₂+O₂=2H₂O

；電解質溶液pH的變化

變小

（填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析：氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，溶液的酸堿性不同，電極反應式不同，酸性溶液中負極反應為：2H₂-4e^-=4H⁺，正極反應為：O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O；
堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，正極反應為O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應都為2H₂+O₂=2H₂O，可根據溶液氫離子或氫氧根離子濃度的變化判斷溶液的pH．

解答：解：（1）氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，酸性溶液中負極反應為：2H₂-4e^-=4H⁺，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，，酸性溶液中正極反應為：O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，反應生成水，溶液氫離子濃度降低，pH增大，
故答案為：2H₂-4e^-=4H⁺；O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O；2H₂+O₂=2H₂O；變大；
（2）氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，堿性溶液中正極反應為O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，反應生成水，溶液氫氧根離子離子濃度降低，pH減小，
故答案為：2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O；O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-；2H₂+O₂=2H₂O；變小．

點評：本題考查氫氧燃料電池的工作原理，題目難度不大在，注意電解質溶液的酸堿性不同，電極反應不同，此為易錯點．