Question

15．（1）今有反應2H₂+O₂═2H₂O以KOH溶液做電解質(zhì)構成了燃料電池，則負極通的應是H₂，正極通的應是O₂．電極反應式為：負極H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，正極：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（2）如把KOH改為稀H₂SO₄做電解質(zhì)，則電極反應式為：負極H₂-2e^-=2H⁺，正極O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
（3）如把H₂改為CH₄、KOH做導電物質(zhì)，則電極反應式為：負極CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，正極2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電池反應式可知在反應中H₂被氧化，O₂被還原．H₂應該在負極上反應，O₂應該在正極上反應，又因為是堿性溶液，不可能有H⁺參加或生成；
（2）若將導電物質(zhì)換為酸性溶液，此時應考慮不可能有OH^-生成；
（3）如把H₂改為甲烷，KOH溶液做電解質(zhì)，甲烷在負極失電子發(fā)生氧化反應在堿溶液中生成碳酸鹽．

解答 解：（1）根據(jù)電池反應式可知在反應中H₂被氧化，O₂被還原．H₂應該在負極上反應，O₂應該在正極上反應，又因為是堿性溶液，不可能有H⁺參加或生成，故負極的電極反應為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，正極的電極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：H₂；O₂；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）若將導電物質(zhì)換為酸性溶液，此時應考慮不可能有OH^-生成，故負極的電極反應為H₂-2e^-=2H⁺，正極的電極反應為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
故答案為：H₂-2e^-=2H⁺；O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（3）如把H₂改為甲烷，KOH溶液做電解質(zhì)，氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，則正極為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，甲烷失電子在堿溶液中反應，甲烷在負極失電子發(fā)生氧化反應在堿溶液中生成碳酸鹽，此時不會有CO₂放出；負極為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-．

點評 本題考查原電池的工作原理，題目難度不大，注意依據(jù)原電池的原理應用，首先考慮原電池反應所依據(jù)的氧化還原反應，再考慮產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液的反應．