Question

【题目】根据所学知识完成题目：
（1）根据氧化还原反应2H2+O2═2H2O，设计成燃料电池，负极通的气体应是 ， 正极通的气体应是 ．
（2）根据选择电解质溶液的不同，填写下表：

电解质溶液	H2SO4溶液	KOH溶液
负极反应式
正极反应式
溶液的pH变化

（3）若把H2改为CH4 ， KOH作电解质，则负极反应式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）H2；O2
（2）H2﹣2e﹣=2H+；H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O；O2+4H++4e﹣=2H2O；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；增大；减小
（3）CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO +7H2O
【解析】解：（1）根据电池反应式可知在反应中H2被氧化，O2被还原．H2应该在负极上反应，O2应该在正极上反应，所以答案是：H2；O2；（2）酸性溶液，此时应考虑不可能有OH﹣生成，所以负极发生氧化反应，电极反应为H2﹣2e﹣=2H+ ， 正极发生还原反应，电极反应为O2+4H++4e﹣=2H2O，生成水导致氢离子浓度减少，pH增大，所以H2SO4溶液：负极：H2﹣2e﹣=2H+；正极：O2+4H++4e﹣=2H2O；溶液的pH变化：增大；H2应该在负极上反应，O2应该在正极上反应，正极的电极反应为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；又因为是碱性溶液，不可能有H+参加或生成，故负极的电极反应为H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O，生成水导致氢氧根离子的浓度减小，所以溶液的pH减小，所以KOH溶液：负极：H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O；正极：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；溶液的pH变化：减小，所以答案是：

电解质溶液	H2SO4溶液	KOH溶液
负极反应式	H2﹣2e﹣=2H+	H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O
正极反应式	O2+4H++4e﹣=2H2O	O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
溶液的pH变化	增大	减小

；（3）如把H2改为甲烷，KOH溶液做电解质，氧气在正极得到电子生成氢氧根离子，则正极为2O2+4H2O+8e﹣=8OH﹣ ， 甲烷失电子在碱溶液中反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应在碱溶液中生成碳酸盐，此时不会有CO2放出；负极为CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O，所以答案是：CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO +7H2O．