Question

將氧化還原反應2H₂＋O₂===2H₂O設(shè)計成原電池。

(1)利用氫氣和氧氣、氫氧化鉀溶液構(gòu)成燃料電池，則負極通入的氣體應是________，正極通入的氣體是________，電極反應為：正極__________________，負極______________________。

(2)若把KOH溶液改為稀硫酸做電解質(zhì)溶液，則電極反應為：正極________，負極________________。

(3)若把H₂改為CH₃OH，KOH溶液做電解質(zhì)溶液，則電極反應為：正極_____________________________________________，

負極__________。電池反應為____________。

Answer 1

解析　(1)由電池反應可知在反應中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，又因為是堿溶液，不可能有H^＋參加或生成，故負極的電極反應為2H₂＋4OH^－－4e^－===4H₂O，正極的電極反應為O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－。

(2)若將電解質(zhì)溶液換為酸溶液，此時應考慮不可能有OH^－生成，故負極的電極反應為2H₂－4e^－===4H^＋，正極的電極反應為O₂＋4H^＋＋4e^－===2H₂O。

(3)如把H₂改為CH₃OH，KOH溶液做電解質(zhì)溶液，則正極反應為3O₂＋6H₂O＋12e^－===12OH^－，負極反應為2CH₃OH＋16OH^－－12e^－===2CO＋12H₂O。正、負極反應相加得電池反應：2CH₃OH＋3O₂＋4KOH===2K₂CO₃＋6H₂O。

答案　(1)H₂　O₂　O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－　2H₂＋4OH^－－4e^－===4H₂O

(2)O₂＋4H^＋＋4e^－===2H₂O　2H₂－4e^－===4H^＋

(3)3O₂＋6H₂O＋12e^－===12OH^－

2CH₃OH＋16OH^－－12e^－===2CO＋12H₂O

2CH₃OH＋3O₂＋4KOH===2K₂CO₃＋6H₂O