Question

【题目】可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。

（1）利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，电极反应式为:正极_________，负极______________。

（2）如果把KOH改为稀硫酸作电解质，则电极反应式为:正极:____________。

（3）(1)和(2)的电解质溶液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化?__________。

（4）如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解质溶液，则电极反应式为:正极:__________,负极:__________。

Answer 1

【答案】O2+2H2O+4e-=4OH- 2H2+4OH--4e-=4H2O O2+4H++4e-=2H2O 前者变小，后者变大 2O2+4H2O+8e-=8OH- CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

【解析】

（1）利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，正极的电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- =4OH-，负极的电极反应式为：2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O；

（2）若把KOH改为稀硫酸作电解质，正极的电极反应式为O2 + 4H+ + 4e- =2H2O，负极的电极反应式为：2H2 - 4e-=4H+；

（3）利用该反应2H2+O22H2O设计的原电池，都生成水，因此电解质溶液浓度减小；

（4）如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解质溶液，则电极反应式为：正极: 2O2+4H2O+8e-=8OH-；负极：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。

（1）利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，氢气在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得电子发生还原反应，正极的电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- =4OH-，负极的电极反应式为：2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O；

故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；2H2+4OH--4e-=4H2O；

（2）若把KOH改为稀硫酸作电解质，正极的电极反应式为O2 + 4H+ + 4e- =2H2O，负极的电极反应式为：2H2 - 4e-=4H+；

故答案为：O2+4H++4e-=2H2O；

（3）利用该反应2H2+O22H2O设计的原电池，都生成水，因此电解质溶液浓度减小，氢氧化钾溶液浓度减小，pH变小，稀硫酸浓度减小，pH变大；

故答案为：前者变小，后者变大；

（4）如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解质溶液，甲烷在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得电子发生还原反应，则电极反应式为：正极: 2O2+4H2O+8e-=8OH-；负极：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；

故答案为：2O2+4H2O+8e-=8OH-；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。