Question

航天技術(shù)上使用的氫-氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)．氫-氧燃料電池有酸式、堿式和非水種，它們放電時的電池總反應(yīng)方程式均可表示為：2H₂+O₂=2H₂0．
（1）酸式氫-氧燃料電池中的電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為：2H₂-4e^-=4H⁺，其正極反應(yīng)表示為

O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

；
（2）堿式氫-氧燃料電池中的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)表示為：O₂+2H₂0+4e^-=40H^-，其負(fù)極反應(yīng)可表示為

2H₂+40H^-4e^-=4H₂O

；
（3）非水電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O^2-，其負(fù)極反應(yīng)可表示為：2H₂+2O^2--4e^-=2H₂0，其正極反應(yīng)表示為

O₂+4e^-=2O^2-

．
（4）非水電解質(zhì)是摻雜K₂CO₃晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)CO₃^2-，其正極反應(yīng)可表示為：O₂+2CO₂+4e^-=2C0₃^2-，其負(fù)極反應(yīng)表示為

2H₂+2CO₃^2--4e^-=2H₂O+2CO₂

．

Answer 1

分析：（1）酸式氫-氧燃料電池中，正極發(fā)生還原反應(yīng)生成H₂O，可用總反應(yīng)式減負(fù)極反應(yīng)可到正極反應(yīng)式；
（2）堿式氫-氧燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，可用總反應(yīng)式減正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)式；
（3）正極發(fā)生還原反應(yīng)，O₂得電子生成O^2-；
（4）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，H₂得電子，生成物為H₂O和CO₂．

解答：解：（1）酸式氫-氧燃料電池中，正極發(fā)生還原反應(yīng)生成H₂O，總反應(yīng)式減負(fù)極反應(yīng)可到正極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（2）堿式氫-氧燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，總反應(yīng)式減正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)式為2H₂+40H^-4e^-=4H₂O，
故答案為：2H₂+40H^-4e^-=4H₂O；
（3）正極發(fā)生還原反應(yīng)，O₂得電子生成O^2-，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-=2O^2-，故答案為：O₂+4e^-=2O^2-； 
（4）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，H₂得電子，生成物為H₂O和CO₂，電極反應(yīng)式為2H₂+2CO₃^2--4e^-=2H₂O+2CO₂，
故答案為：2H₂+2CO₃^2--4e^-=2H₂O+2CO₂．

點(diǎn)評：本題考查電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等，書寫電極反應(yīng)式時，可根據(jù)電極反應(yīng)物判斷所發(fā)生的反應(yīng)，注意電解質(zhì)的類型，此為解答該題的關(guān)鍵．