可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,则负极通的气体应是       ,正极通的气体就是    ,

可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,则负极通的气体应是       ,正极通的气体就是    ,

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可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。
(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,则负极通的气体应是       ,正极通的气体就是    ,电极反应为:正极       ,负极        。 
(2)如果把KOH改为稀硫酸作电解质,则电极反应为:正极:      ,负极:        。 
(3)(1)和(2)的电解质溶液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?          。 
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,则电极反应为:正极:          ,负极:          。 
答案
(1)H2 O2 O2+2H2O+4e-4OH- H2+2OH--2e-2H2O
(2)O2+4H++4e-2H2O 2H2-4e-4H+
(3)前者变小,后者变大
(4)2O2+4H2O+8e-8OH- CH4+10OH--8e-C+7H2O
解析
(1)根据电池反应可知在反应中H2被氧化,O2被还原。H2应该在负极上反应,O2应该在正极上反应,又因为是碱性溶液不可能有H+参加或生成,故负极的电极反应为2H2+4OH--4e-4H2O,正极的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
(2)若将电解质溶液换为酸性溶液,此时应考虑不可能有OH-参加或生成,故负极的电极反应为2H2-4e-4H+,正极的电极反应为O2+4H++4e-2H2O。
(3)由于前者在碱性条件下反应,KOH的量不变,但工作时H2O增多,故溶液变稀,pH将变小;而后者为酸溶液,H2SO4的量不变,H2O增多,故溶液变稀,pH将变大。
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质,则正极反应为2O2+4H2O+8e-8OH-;负极反应为CH4+10OH--8e-C+7H2O,此时不会有CO2放出。
举一反三
如图所示,装置在常温下工作(溶液体积变化忽略不计)。闭合K,灯泡发光。下列叙述中不正确的是
A.当电路中有1.204×1022个电子转移时,乙烧杯中溶液的pH约为1
B.电池工作时,盐桥中的K+移向甲烧杯,外电路的电子方向是从b到a
C.电池工作时,甲烧杯中由水电离出的c(H+)逐渐减小
D.乙池中的氧化产物为SO42-

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一种新型污水处理装置如图所示。该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。下列说法中不正确的是
A.电池工作时H+从M极区移向N极区
B.N极为正极,发生还原反应
C.M极的电极反应式为C6H12 O6 +6H2O-24e=6CO2↑+24 H+
D.当N极消耗5.6 L(标况下)气体时,则有2 NA个H+通过离子交换膜

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下列是某校实验小组设计的一套原电池装置,下列有关描述不正确的是
A.此装置能将化学能转变为电能
B.石墨电极的反应式:O2+2H2O+4e=4OH
C.电子由Cu电极经导线流向石墨电极
D.电池总的反应是:2Cu+O2+4HCl=2CuCl2+2H2O

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将金属a放入b(NO3)2溶液中发生如下反应:a+b2=a2+b,则下列说法正确的是(  )
A.常温下,a或b可以与水发生反应
B.a与b用导线连接插入稀H2SO4中,则形成原电池且b极上有H2放出
C.a与b用导线连接插入b(NO3)2中一定构成原电池
D.用惰性电极电解a(NO3)2与b(NO3)2的混合液,在阳极先析出b

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燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4)等跟O2(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是强碱(如KOH)溶液,下列关于甲烷燃料电池的说法中不正确的是(  )
A.通入氧气的一极发生还原反应,通入甲烷的一极发生氧化反应
B.负极的电极反应式为CH4+10OH-8e=CO32+7H2O
C.随着反应的进行,电解质溶液的pH保持不变
D.甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的大

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