Question

某原电池中，电解质溶液为KOH（aq），分别向负极通入C₂H₄或Al（g），分别向正极通入O₂或Cl₂．试完成下列问题：
（1）当分别通入C₂H₄和O₂时：①正极反应：

 

；　②负极反应：

 

；③电池总反应：

 

；
④溶液pH的变化：

 

（填“增大”“减小”或“不变”，下同）．
（2）当分别通入Al（g）和Cl₂时：
①正极反应：

 

；　②负极反应：

 

；③电池总反应：

 

；　④溶液pH的变化：

 

．

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：碱性燃料电池，具有还原性的燃料为原电池的负极，发生氧化反应，具有氧化性的物质为原电池的正极，发生还原反应，原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；根据电极反应判断溶液pH的变化．

解答： 解：（1）燃料电池中通入C₂H₄的一极为原电池的负极，发生氧化反应，碱性溶液中负极反应为：C₂H₄-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+10H₂O；通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，碱性溶液中正极反应为：3O₂+12e^-+6H₂O=12OH^-，电池总反应为C₂H₄+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+4H₂O，反应消耗氢氧根离子，所以溶液pH减小，
故答案为：3O₂+12e^-+6H₂O=12OH^-；C₂H₄-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+10H₂O；C₂H₄+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+4H₂O；减小；
（2）当分别通入Al（g）和Cl₂时，通入氯气的一极为原电池的正极，发生还原反应，其电极反应式为：3Cl₂+6e^-=6Cl^-；Al为原电池的负极，发生氧化反应，碱性溶液中负极反应为：2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O；电池总反应为3Cl₂+2Al+8OH^-=6Cl^-+2AlO₂^-+4H₂O，反应消耗氢氧根离子，溶液氢氧根离子离子浓度降低，pH减小，
故答案为：3Cl₂-6e^-=6Cl^-；2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O；3Cl₂+2Al+8OH^-=6Cl^-+2AlO₂^-+4H₂O；减小．

点评：本题考查燃料电池的工作原理，题目难度不大，注意电解质溶液的酸碱性不同，电极反应不同，此为易错点．