Question

4．以Pt为电极，利用2H₂+O₂=2H₂O反应，构成燃料电池．
（1）若电解质溶液为稀H₂SO₄，则电极反应式为：负极2H₂=4H⁺+4e^-、正极O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
（2）若电解质溶液为KOH溶液，则电极反应式为：负极2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-、正极O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 根据题给总反应式可知，H₂在反应中被氧化，应从负极通入，又因为是KOH溶液，不可能生成H⁺，负极反应为2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；若把KOH改为稀H₂SO₄作电解质，溶液中不可能生成OH^-，故负极反应为2H₂=4H⁺+4e^-，正极反应为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，以此解答该题．

解答 解：根据反应式可知H₂在反应中被氧化，O₂被还原，H₂应在负极发生反应，O₂在正极反应，故答案为：H₂；
①如把KOH改为用稀H₂SO₄作电解质溶液，则正极：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；负极的电极方程式为：2H₂=4H⁺+4e^-，故答案为：2H₂=4H⁺+4e^-；O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
②燃料与氧气燃烧的总化学方程式为2H₂+O₂=2H₂O，电解质溶液呈碱性，则正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；负极的电极方程式为2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，
故答案为：2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评 本题考查原电池的工作原理，题目难度不大，注意依据原电池的原理应用，首先考虑原电池反应所依据的氧化还原反应，再考虑产物与电解质溶液的反应．