Question

今有2H2+O2═2H2O反应，构成燃料电池，该燃料电池是一种高效、低污染的新型电池，主要用于航天领域．它的

今有2H2+O2═2H2O反应，构成燃料电池，该燃料电池是一种高效、低污染的新型电池，主要用于航天领域．它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等．（1）当用酸性电解质时，电极反应为：正极：______；（2）当用碱性电解质时，电极反应式为：负极：______；（3）用固体氧化物作电解质时，电极反应式为：负极：______，正极：______；（4）如把H2改CH4，KOH作导电物质则电极反应为：负极______，正极______，总反应式______．

Answer 1

（1）酸性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子生成氢离子、正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，正极电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（2）碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子生成水，正极上氧气得电子和氢离子生成水，负极反应式为2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O  或 H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，故答案为：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）固体氧化物作电解质时，负极上氢气失电子和氧离子生成水，正极上氧气得电子生成氧离子，负极反应为2H₂-4e^-+2O^2-=2H₂O，正极反应为O₂+4e^-=2O^2-，故答案为：2H₂-4e^-+2O^2-=2H₂O；O₂+4e^-=2O^2-；
（4）甲烷碱性燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，负极反应为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，正极反应为2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，电池反应式为；CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-；CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O．