Question

3．阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應為：2H₂+O₂=2H₂O，電解質(zhì)溶液為稀H₂SO₄溶液．
（1）電池放電時其電極反應式分別為：負極2H₂-4e^-═4H⁺，，正極O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O．
（2）使用時，負極區(qū)的pH減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”，下同），正極區(qū)的pH增大，電解質(zhì)溶液的pH增大．
（3）通常情況下，氫氧燃料電池的能量利用率大于（填“大于”、“小于”或“等于”）氫氣燃燒的能量利用率．

Answer 1

分析 根據(jù)反應2H₂+O₂=2H₂O可知，反應中氫氣失電子被氧化，應在負極上的反應，氧氣得電子被還原，應在正極上的反應，根據(jù)得失電子及反應類型寫出相應的電極反應式，根據(jù)溶液中氫離子濃度的變化判斷溶液PH值的變化，由此分析解答．

解答 解：（1）該反應負極中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，所以電極反應式為2H₂-4e^-═4H⁺，正極氧氣得電子被還原，氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水，所以電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故答案為：2H₂-4e^-═4H⁺；O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（2）使用時，負極區(qū)，產(chǎn)生氫離子，溶液的pH 減小，正極區(qū)生成水，氫離子濃度減小，pH增大，隨著反應的進行，生成的水越來越多，溶質(zhì)硫酸的量不變，所以導致溶液的濃度降低，所以電解質(zhì)溶液的pH值增大．
故答案為：減小；增大；增大；
（3）氫氧燃燒時要放出熱量、光能，所以燃料電池中甲烷的利用率比氫氧燃燒的能量利用率高，
故答案為：大于．

點評 本題考查了燃料電池，明確原電池正負極上發(fā)生的反應是解本題關(guān)鍵，難度不大．