Question

如下圖所示，可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當電解質溶液為硫酸時)和堿式〔當電解質溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時〕兩種。試回答下列問題：

(1)酸式電池的電極反應：負極_______________，正極______________；電池總反應：________________；
電解質溶液pH的變化________(填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)堿式電池的電極反應：負極_________________，正極_________________；電池總反應：______________；電解質溶液pH的變化________(填“變大”“變小”或“不變”)。

Answer 1

(1)2H₂－4e^－=4H^＋　O₂＋4e^－＋4H^＋=2H₂O　2H₂＋O₂=2H₂O　變大
(2)2H₂－4e^－＋4OH^－=4H₂O　O₂＋4e^－＋2H₂O=4OH^－　2H₂＋O₂=2H₂O　變小

(1)正極上，O₂得電子變為O^2－，溶液中O^2－不能單獨存在；酸性條件下與H^＋結合生成H₂O。負極上，H₂失電子變為H^＋，H^＋進入電解質溶液。電池總反應為H₂和O₂生成水的反應，由于有水生成，溶液將逐漸變稀，故pH增大。
(2)正極上，O₂得電子變為O^2－，溶液中O^2－不能單獨存在，堿性條件下與H₂O分子結合生成OH^－；負極上，H₂失去電子變為H^＋，堿性條件下H^＋不能大量存在，與OH^－結合生成水。電池總反應也是H₂和O₂生成水的反應。同樣，由于有水生成，c(OH^－)變小，pH變小。