氢氧碱性燃料电池(NaOH溶液)

实验目的

掌握碱性氢氧燃料电池的工作原理,会书写电极反应式。

实验原理

负极:H₂ + 2OH- - 2e- = 2H₂O;正极:O₂ + 2H₂O + 4e- = 4OH-;总反应:2H₂ + O₂ = 2H₂O。NaOH本身不被消耗,但反应生成水使溶液被稀释,OH-浓度减小,pH 略有降低。

实验器材

• 通入氢气的负极(惰性电极)
• 通入氧气的正极(惰性电极)
• NaOH溶液(电解质)
• 导线与用电器

实验步骤

1. 观察装置,识别通入H₂和O₂的两个电极。
2. 判断正负极:H₂一极为负极,O₂一极为正极。
3. 观察电子由负极经外电路流向正极。
4. 观察溶液中OH-向负极方向移动。
5. 写出两极反应式,相加得到总反应式。

实验现象与结论

外电路中电子由负极流向正极,电解质溶液中OH-向负极移动。总反应只生成水,NaOH不被消耗,但溶液被稀释,pH 略减小。结论:氢氧燃料电池把化学能直接转化为电能,产物无污染。

注意事项

• 氢气与氧气混合遇火花易爆炸,实际操作须严格控制。
• NaOH溶液有腐蚀性,避免接触皮肤和眼睛。

常见问题

碱性氢氧燃料电池的负极反应式怎么写?

H₂ + 2OH- - 2e- = 2H₂O,碱性条件下不能写成生成H+。

工作时NaOH溶液的pH怎么变?

NaOH不消耗,但生成水使溶液变稀,OH-浓度减小,pH 略减小。