Question

氢氧燃料电池是燃料H₂和O₂起反应将化学能转变为电能的装置。

（1）①若电解质是KOH溶液，负极的电极反应式为           ；反应进行后，溶液的pH将         （填“升高”“降低”或“基本不变”）。

（2）若改用稀硫酸溶液做导电物质，正极的电极反应式为       ；反应进行后，溶液pH将       ；（填“升高”“降低”或“基本不变”）。

（3）若需将反应Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺ +2Fe²⁺设计成原电池装置，则负极材料为     ；，正极材料为       ；，电解质溶液为_______。

（4）若电解质溶液为浓硫酸溶液，电极材料为Al、Cu，负极上发生的电极反式为       。

Answer

(1) H2-2e-+2OH-=2H2O 降低(2) O2+4e-+4H+=2H2O 升高(3) Cu石墨FeCl3溶液 (4) Cu—2e-=Cu2+

【解析】

试题分析：原电池中负极失去电子，发生氧化反应，因此负极通入氢气，正极通入氧气，则

（1）①若电解质是KOH溶液，负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；反应中消耗氢氧根，则溶液的pH将降低。

（2）若改用稀硫酸溶液做导电物质，正极氧气得到电子的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；反应中消耗氢离子，则溶液pH将升高。

（3）根据反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+可知铜失去电子，作负极，铁离子得到电子，因此电解质溶液中必须含有铁离子，所以若设计成原电池装置，则负极材料为铜，正极材料为石墨，电解质溶液可以是氯化铁溶液。

（4）若电解质溶液为浓硫酸溶液，电极材料为Al、Cu，由于常温下铝发生钝化，则铝是正极，铜是负极，负极上发生的电极反式为Cu—2e-=Cu2+。

【考点定位】本题主要是考查原电池原理的应用、电极反应式的书写等

【名师点晴】该题的难点是电极反应式的书写以及原电池设计。答题的关键是准确判断正负极，有关原电池正负极的判断需要注意以下几点：（1）原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。（2）判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：A．Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；B．Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。