题目内容
如图所示，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H2SO4时)和碱式〔当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时〕两种。试完成下列问题：
氢氧燃料电池示意图
(1)酸式电池的电极反应：负极为_________，正极为_________；电池总反应为______________；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：负极为_________，正极为_________；电池总反应为______________；电解质溶液pH的变化：_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识，解决具体问题的能力。燃料电池所用的介质(电解质溶液或相当于电解质溶液)不同，相应的电极反应就不同；但无论如何书写，两电极反应相叠加始终等于燃料的燃烧反应。这也是验证电极反应是否正确的一种方法。
(1)正极上，O2得电子变为O2-，溶液中O2-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在O2中燃烧的反应，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O2-，溶液中O2-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在O2中的燃烧反应。同样，由于有水生成，c(OH-)变小，pH变小。
答案：(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
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