电化学中电极反应式的书写技巧1
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几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写
几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写
江西黎川一中朱印聪
燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。
一、氢氧燃料电池
氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H
2
，
正极通入 O
2，
总反应为：2H
2 + O
2
=== 2H
2
O
电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）
负极发生的反应为：H
2+ 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H
2
O,所以：
负极的电极反应式为：H
2– 2e- + 2OH- === 2H
2
O；
正极是O
2得到电子，即：O
2
+ 4e- === 2O2-，O2- 在碱性条件下不能单独存
在，只能结合H
2O生成OH-即：2O2- + 2H
2
O === 4OH-，因此，
正极的电极反应式为：O
2 + H
2
O + 4e- === 4OH-。
2．电解质是H
2SO
4
溶液（酸性电解质）
负极的电极反应式为：H
2
+2e- === 2H+
正极是O
2得到电子，即：O
2
+ 4e- === 2O2-，O2- 在酸性条件下不能单独存
在，只能结合H+生成H
2O即：O2- + 2 H+ === H
2
O，因此
正极的电极反应式为：O
2+ 4H++ 4e-=== 2H
2
O(O
2
+ 4e- === 2O2-，2O2- + 4H+
=== 2H
2
O)
3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）
负极的电极反应式为：H
2
+2e- === 2H+
正极的电极反应式为：O
2 + H
2
O + 4e- === 4OH-
说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+
2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-
3.中性溶液反应物中无H+ 和OH-
4.水溶液中不能出现O2-
二、甲醇燃料电池
甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：1．碱性电解质（KOH溶液为例）
总反应式：2CH
4O + 3O
2
+4KOH=== 2K
2
CO
3
+ 6H
2
O
正极的电极反应式为：3O
2+12e- + 6H
2
0===12OH-
负极的电极反应式为：CH
4O -6e-+8OH- === CO
3
2-+ 6H
2
O
2. 酸性电解质（H
2SO
4
溶液为例）
总反应: 2CH
4O + 3O
2
=== 2CO
2
+ 4H
2
O
正极的电极反应式为：3O
2+12e-+12H+ === 6H
2
O
负极的电极反应式为：2CH
4O-12e-+2H
2
O === 12H++ 2CO
2
说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同
三、甲烷燃料电池
甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO
2
还要与
KOH反应生成K
2CO
3
，所以总反应为：CH
4
+ 2KOH+ 2O
2
=== K
2
CO
3
+ 3H
2
O。
负极发生的反应：CH
4– 8e- + 8OH-==CO
2
+ 6H
2
O CO
2
+ 2OH-== CO
3
2-
+ H
2
O，所以：
负极的电极反应式为：CH
4 + 10 OH- + 8e- === CO
3
2- + 7H
2
O
正极发生的反应有：O
2 + 4e- === 2O2-和O2- + H
2
O === 2OH- 所以：
正极的电极反应式为：O
2 + 2H
2
O + 4e- === 4OH-
说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式
四、铝–空气–海水电池
我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。
电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。
负极的电极反应式为：4Al－12e－===4Al3+；
正极的电极反应式为：3O
2+6H
2
O+12e－===12OH－
总反应式为：4Al+3O
2+6H
2
O===4Al(OH)
3
说明:铝板要及时更换, 铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积.