初识氢氧燃料电池

实验目的

认识氢氧燃料电池的组成，会写不同电解质中的电极反应式，理解化学能转化为电能。

实验原理

氢气在负极失电子被氧化，氧气在正极得电子被还原。酸性电解质：负极 H₂ - 2e- = 2H+，正极 O₂ + 4H+ + 4e- = 2H₂O。碱性电解质：负极 H₂ + 2OH- - 2e- = 2H₂O，正极 O₂ + 2H₂O + 4e- = 4OH-。总反应均为 2H₂ + O₂ = 2H₂O。

实验器材

• 氢气（通入负极）
• 氧气或空气（通入正极）
• 多孔惰性电极
• 电解质溶液（稀硫酸或氢氧化钾溶液）
• 导线
• 用电器（小灯泡或电流表）

实验步骤

1. 观察装置，找出两个电极、电解质和外电路。
2. 分别向负极通入氢气，向正极通入氧气。
3. 观察用电器或电流表的变化。
4. 标出外电路中电子的流向和溶液中离子的移动方向。
5. 换用酸性、碱性电解质，写出对应的电极反应式。

实验现象与结论

通入气体后外电路形成电流，用电器工作。氢气在负极失电子，氧气在正极得电子，总反应为 2H₂ + O₂ = 2H₂O。燃料电池的反应物由外部持续供给，可连续供电，产物为水，较为清洁。

注意事项

• 氢气易燃，与空气或氧气混合遇明火可能爆炸，须远离火源。
• 实际操作时氢气和氧气不能预先混合。

常见问题

氢氧燃料电池的正负极分别通入什么气体？

氢气通入负极，发生氧化反应；氧气（或空气）通入正极，发生还原反应。

电解质不同，总反应会变吗？

总反应都是 2H₂ + O₂ = 2H₂O，但酸性和碱性电解质中的电极反应式不同。