Question

4．氢氧燃料电池是一种高效、低污染的新型电池，主要用于航天领域．它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等．该电池氢气为燃料，氧气为氧化剂，可用酸性电解质（如稀H₂SO₄），也可用碱性电解质（如KOH）．
当用酸性电解质时，电极反应为：
正极：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，
负极：2H₂-4e^-=4H⁺，
总反应：2H₂+O₂=2H₂O．
当用碱性电解质时，电极反应式为：
正极：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，
负极：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，
总反应：2H₂+O₂=2H₂O．

Answer 1

分析 氢氧燃料电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，注意碱性电解质的条件下，负极产物是氢离子，正极产物是氢氧根离子，在酸性环境下，负极产物是氢离子，正极产物是水，总反应是氢气和氧气生成水的方程式．

解答 解：氢氧燃料电池工作时，氢气为燃料，负极燃料氢气发生氧化反应，正极是氧气发生还原反应，氧气是氧化剂，碱性氢氧燃料电池工作时，在负极上通入氢气，发生氧化反应，电极反应式为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，在正极上通入氧气，发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，
总反应为2H₂+O₂=2H₂O，在酸性环境下，负极上通入氢气，发生氧化反应，电极反应式为2H₂-4e^-=4H⁺，在正极上通入氧气，发生还原反应，电极反应式为O₂+4H⁺+4e-=2H₂O，总反应是氢气和氧气燃烧的方程式2H₂+O₂=2H₂O，故答案为：氢气；氧气；酸、碱；KOH；O₂+2H₂O+4e-=4OH^-；2H₂-4e^-=4H⁺；2H₂+O₂=2H₂O；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；O₂+2H₂O+4e-=4OH^-；2H₂+O₂=2H₂O．

点评 本题考查原电池的工作原理知识，题目难度不大，注意电解质环境以及电极反应式的书写是关键．