Question

3．科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑．一種氫氧燃料電池是采用鉑作電極，以氫氧化鉀為電解液，一個(gè)電極通入氫氣，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣．試回答下列問(wèn)題：
（1）這種電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是2H₂+O₂=2H₂O．
（2）此電池的正極發(fā)生的電極反應(yīng)是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．
（3）電解液中的H⁺離子向正極移動(dòng)；向外電路釋放電子的電極是負(fù)極．

Answer 1

分析 以KOH作為電解質(zhì)，氫氣為燃料，電池中負(fù)極上氫氣失電子生成氫氧根離子，正極上氧氣得電子生成水，在得失電子相等的條件下正負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式；原電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)、陰離子向負(fù)極移動(dòng)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極；據(jù)此分析．

解答 解：（1）若電解質(zhì)溶液為KOH溶液時(shí)，正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，總反應(yīng)為：2H₂+O₂=2H₂O，故答案為：2H₂+O₂=2H₂O；
（2）正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，氧氣在正極反應(yīng)：2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O，負(fù)極上是燃料失電子的氧化反應(yīng)：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
故答案為：2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）原電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)、陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則H⁺向正極移動(dòng)；向外電路釋放電子的電極是負(fù)極．
故答案為：正；負(fù)極．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了燃料電池，根據(jù)正負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)、電子移動(dòng)方向、離子移動(dòng)方向等知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書(shū)寫(xiě)，為易錯(cuò)點(diǎn)．