Question

如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式〔当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时〕两种。试回答下列问题：

(1)酸式电池的电极反应：负极_______________，正极______________；电池总反应：________________；
电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)碱式电池的电极反应：负极_________________，正极_________________；电池总反应：______________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。

Answer 1

(1)2H₂－4e^－=4H^＋　O₂＋4e^－＋4H^＋=2H₂O　2H₂＋O₂=2H₂O　变大
(2)2H₂－4e^－＋4OH^－=4H₂O　O₂＋4e^－＋2H₂O=4OH^－　2H₂＋O₂=2H₂O　变小

(1)正极上，O₂得电子变为O^2－，溶液中O^2－不能单独存在；酸性条件下与H^＋结合生成H₂O。负极上，H₂失电子变为H^＋，H^＋进入电解质溶液。电池总反应为H₂和O₂生成水的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。
(2)正极上，O₂得电子变为O^2－，溶液中O^2－不能单独存在，碱性条件下与H₂O分子结合生成OH^－；负极上，H₂失去电子变为H^＋，碱性条件下H^＋不能大量存在，与OH^－结合生成水。电池总反应也是H₂和O₂生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH^－)变小，pH变小。