Question

4．氫氧燃料電池是一種高效、低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域．它的電極材料一般為活性電極，具有很強(qiáng)的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等．該電池氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，可用酸性電解質(zhì)（如稀H₂SO₄），也可用堿性電解質(zhì)（如KOH）．
當(dāng)用酸性電解質(zhì)時，電極反應(yīng)為：
正極：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，
負(fù)極：2H₂-4e^-=4H⁺，
總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O．
當(dāng)用堿性電解質(zhì)時，電極反應(yīng)式為：
正極：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，
負(fù)極：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，
總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O．

Answer 1

分析 氫氧燃料電池工作時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，注意堿性電解質(zhì)的條件下，負(fù)極產(chǎn)物是氫離子，正極產(chǎn)物是氫氧根離子，在酸性環(huán)境下，負(fù)極產(chǎn)物是氫離子，正極產(chǎn)物是水，總反應(yīng)是氫氣和氧氣生成水的方程式．

解答 解：氫氧燃料電池工作時，氫氣為燃料，負(fù)極燃料氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，正極是氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣是氧化劑，堿性氫氧燃料電池工作時，在負(fù)極上通入氫氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，在正極上通入氧氣，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，
總反應(yīng)為2H₂+O₂=2H₂O，在酸性環(huán)境下，負(fù)極上通入氫氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-=4H⁺，在正極上通入氧氣，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e-=2H₂O，總反應(yīng)是氫氣和氧氣燃燒的方程式2H₂+O₂=2H₂O，故答案為：氫氣；氧氣；酸、堿；KOH；O₂+2H₂O+4e-=4OH^-；2H₂-4e^-=4H⁺；2H₂+O₂=2H₂O；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；O₂+2H₂O+4e-=4OH^-；2H₂+O₂=2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查原電池的工作原理知識，題目難度不大，注意電解質(zhì)環(huán)境以及電極反應(yīng)式的書寫是關(guān)鍵．