高二化学燃料电池专题
高中化学燃料电池完全解析
高中化学燃料电池完全解析燃料电池(Fuel Cell)是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、天然气等为燃料与氧气或空气进行反应，将化学能直接转化成电能的一类原电池。
【解法模板】理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤 1．先写出燃料电池总反应式虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。
由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可能要与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式相加，从而得到总反应方程式。
2．再写出燃料电池正极的电极反应式由于燃料电池正极都是O 2得到电子发生还原反应，基础反应式为O 2＋4e －===2O 2－，由于电解质的状态和电解质溶液的酸碱性不同，电池正极的电极反应也不相同。
电解质为固体时，该固体电解质在高温下可允许O 2－在其间自由通过，此时O 2－不与任何离子结合，正极的电极反应式为O 2＋4e －===2O 2－。
电解质为熔融的碳酸盐时，正极的电极反应式为O 2＋2CO 2＋4e －===2CO 32－。
当电解质为中性或碱性环境时，正极的电极反应式为：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －；当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O 。
3．最后写出燃料电池负极的电极反应式由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两极(负、正两极)上发生，故燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。
在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的O 2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。
【例题】锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为2Zn ＋O 2＋4OH －＋2H 2O===2【Zn(OH)4】2－。
下列说法正确的是( ）A ．充电时，电解质溶液中K ＋向阳极移动B ．充电时，电解质溶液中c (OH －)逐渐减小C ．放电时，负极反应为：Zn ＋4OH －－2e －===【Zn(OH)4】2－D ．放电时，电路中通过2 mol 电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)【答案】C【解析】A 项，充电时，电解质溶液中K ＋向阴极移动，错误；B 项，充电时，总反应方程式为2【Zn(OH)4】2－通电=====2Zn ＋O 2＋4OH －＋2H 2O ，所以电解质溶液中c (OH－)逐渐增大，错误；C 项，在碱性环境中负极Zn 失电子生成的Zn 2＋将与OH ―结合生成【Zn(OH)4】2－，正确；D 项，O 2～4e －，故电路中通过2 mol 电子，消耗氧气0.5 mol ，在标准状况体积为11.2 L ，错误。
燃料电池-高考化学二轮专题复习课件
真题突破
（2021·山东真题）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4— O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是 C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大 D．消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下 为11.2L
谢谢
正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是： O2＋4e-=2O2-
电解质为酸性电解质溶液 （如稀硫酸）在酸性环境中 O2＋4H++4e-=2H2O
电解质为熔融的碳酸盐（如 LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物） O2＋2CO2+4e-=2CO32-。
电解质为中性或碱 性电解质溶液（如 氯化钠溶液或氢氧 化钠溶液）O2＋ 2H2O +4e=4OH-。
C．理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为
mg，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量（物质的量表达式）分别是：32gm/mg ol 6
mg 4 32g/mol
mg 60g/mol
16
通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；
D． 根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1molO2生成的氮气的物质的
碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清洁燃 料电池总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合价均为-2价，H 元素化合价为+1价，所以根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为： (CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O
高二化学化学电源试题
高二化学化学电源试题1.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。
该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H+。
下列对该燃料电池的描述中正确的是()①正极反应为：O2+4H++4e-2H2O②负极反应为：2H2-4e-4H+③总的化学反应为：2H2+O22H2O④氢离子通过电解质向正极移动A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④【答案】C【解析】燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的，故③错。
因为导电离子是H+，且向正极移动，所以正极反应为O2+4H++4e-2H2O，电子由负极通过外电路流向正极。
【考点】燃料电池2.用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是（）A．AgNO3B．Na2SO4C．CuCl2D．KCl】【答案】C【解析】四种电解类型分别是：(1)分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。
阴极：4H++4e－=2H2↑阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O 总反应：2H2O2H2↑+O2↑阴极产物：H2；阳极产物：O2。
电解质溶液复原加入物质：H2O。
pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小，原来碱性的溶液pH变大，强酸（含氧酸）强碱的正盐溶液pH不变。
（2）分解电解质型：无氧酸（除HF外）、不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）的电解，如HCl、CuCl2等。
阴极：Cu2++2e－=Cu 阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应：CuCl2Cu+Cl2↑阴极产物：酸为H2，盐为金属；阳极产物：卤素等非金属单质。
电解液复原加入物质为原溶质，如电解CuCl2溶液，需加CuCl2。
pH变化情况：如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定。
（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解，如NaCl、MgBr2等。
高三化学一轮复习 燃料电池
负极： 应式
正ห้องสมุดไป่ตู้：
总反
答案：负：2CO＋2CO32- —4e－ == 4CO2 正：O2＋4e-＋2CO2＝2 CO3 2总2CO ＋ O2＝2CO2
1、某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+， 其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2 + O2
= 2H2O ,下列有关说法正确的是D( )
（O2-与CO2反应）
例1．氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转
化为电能，而不经过热能中间形式。以KOH为电
解质发生的反应为：2H2+O2==2H2O。
⑴电极反应式分别为：负极
，正
极
。
⑵ 如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应
式为
、
。
⑶ 如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反
应式为
高三化学一轮复习 燃料电池
(3)燃料电池铂电极的作用：吸附燃料气和催化 燃料气的反应
(4)O2在正极放电的电极方程式写法： ①酸性介质：O2+4e-+4H+==2H2O ②碱性或中性介质：O2+4e-+2H2O ==4OH— ③固体氧化物熔融传导O2-：O2+4e— ==2O2④熔融碳酸盐：正极 O2+4e-+2CO2==2CO32-
• B.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应 是一样的
• C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电 解液的pH保持不变 D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
3. 锂电池是新一代高能电池，目前已研究出多 种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋ MnO2===LiMnO2。下列说法中正确的是 （B ）
高考化学燃料电池练习及答案.doc
高考化学 -- 燃料电池 -- 练习及答案高考化学燃料电池1．“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，下图是用固体氧化物作“直接煤燃料电池”的电解质。
有关说法正确的是A.电极 b 为电池的负极B.电池反应为： C + CO2 = 2COC.电子由电极 a 沿导线流向 bD.煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低2 ．如图所示是一种以液态肼 (N2 H4 )为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。
该固体氧化物电解质的工作温度高达 700-900 ℃时， O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。
下列说法正确的是A.电池内的 O2-由电极乙移向电极甲B.电池总反应为 N2H4 +2O2= 2NO+2H 2 OC.当甲电极上有 lmol N 2 H4消耗时，乙电极上有22.4LO 2参与反应D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲3 ．硼化钒（VB2）-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如下。
该电池工作时的反应为4VB 2＋11O 2=4B 2O3＋2V2O5。
下列说法正确的是A.电极 a 为电池负极B. 反应过程中溶液的pH 升高C.电池连续反应过程中，选择性透过膜采用阳离子选择性膜D.VB2极的电极反应式为： 2VB 2 +22OH - -22e - =V2 O5+ 2B 2O3 + 11H 2O4．以 NaBH4和 H2 O2作原料的燃料电池，可用作空军通信卫星。
电池负极材料采用 Pt/C ，正极材料采用 MnO2，其工作原理如下图所示。
下列说法错误的是．．A.电池放电时 Na+从 a 极区移向 b 极区B.电极 b 采用 Pt/C ，该极溶液的 pH 增大C. 该电池 a 极的反应为 BH4-+8OH --8e-===BO 2-+6H 2 OD.电池总反应： BH4- + 4H 2 O2 === BO 2- + 6H 2O 5．科学家设想以 N2和 H2为反应物，以溶有 A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能又能固氮的新型电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是A. 电路中转移 3mol 电子时，有 11.2LN 2参加反应B.A 为 NH4ClC.该电池外电路中的电流从 a 电极流向 b 电极D.b 电汲为负极6．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，电池反应的化学方程式为：CH3CH2 OH+O2=CH3COOH+H2 O．下列有关说法不正确的是（）A. 检测时，电解质溶液中的H+向正极移动B. 若有 0.4 mol 电子转移，则消耗 2.24 L 氧气C.正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应D.负极上的反应为： CH3 CH2OH ﹣ 4e ﹣+H2 O═ CH3COOH+4H+7．乙烯直接氧化法制乙醛的总反应方程式为2CH2 =CH2 +O22CH3CHO。
高二常见的燃料电池知识点
高二常见的燃料电池知识点燃料电池是一种利用氢气（或其他可燃气体）和氧气反应产生电能的装置。
随着环境污染和能源危机的加剧，燃料电池作为一种清洁、高效的能源转换技术，受到了越来越多的关注。
本文将介绍高二学生常见的燃料电池知识点。
一、燃料电池的原理燃料电池通过氧化还原反应将燃料气体中的氢原子从电子中解离出来，进而产生电能和水。
其中，氢气在阴极（负极）催化剂的作用下，将电子电荷释放出来，形成氢离子，并通过电解质传递到阳极（正极）。
而氧气在阳极催化剂的作用下，吸收电子，并与氢离子结合形成水。
这种氧化还原反应产生的电子流经外部电路产生电流，从而驱动电子设备工作。
二、燃料电池的种类1. PEMFC（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，质子交换膜燃料电池）：使用质子交换膜作为电解质，主要应用于汽车等移动电源领域。
2. SOFC（Solid Oxide Fuel Cell，固体氧化物燃料电池）：使用固态电解质，可以利用多种燃料，适用于工业领域。
3. DMFC（Direct Methanol Fuel Cell，直接甲醇燃料电池）：使用甲醇直接作为燃料，广泛应用于便携式电子设备。
三、燃料电池的优点和应用1. 高效清洁：燃料电池的能量转换效率高达60%-70%，不产生二氧化碳等有害气体，对环境友好。
2. 灵活性强：燃料电池可以使用多种燃料，如氢气、甲醇等，为能源的多样化提供了可能。
3. 应用广泛：燃料电池可以用于汽车、船舶、飞机等交通工具，也可以作为家庭和工业的备用电源。
四、燃料电池的挑战和发展1. 储氢问题：氢气的储存是燃料电池面临的主要挑战之一，目前尚未找到经济、高效的储氢方法。
2. 催化剂成本高：燃料电池中的催化剂通常采用贵金属，如铂，造成成本较高。
3. 市场推广：燃料电池技术虽然已有长足的进展，但在商业化方面仍面临一些困难，需要政府和企业的支持。
五、燃料电池的未来发展趋势1. 催化剂研究：寻找替代贵金属催化剂，开发更经济、高效的催化剂材料，降低成本。
高二化学人教版选修4 氢氧燃料电池
氢氧燃料电池（2019·嘉兴市第一中学、湖州中学高二上学期期中联考）“重油—氧气—熔融碳酸钠”燃料电池装置如图所示。
下列说法错误的是A．O2在b极得电子，最终被还原为CO32−B．放电过程中，电子由电极a经导线流向电极bC．该电池工作时，CO32−经“交换膜2”移向b极D．H2参与的电极反应为：H2−2e−＋CO32−H2O＋CO2【参考答案】C【试题解析】在燃料电池中，通入氧气的一极为正极，则b极为正极，a极为负极，电解质为熔融碳酸钠，正极发生还原反应，电极反应式为：O2 + 4e−+ 2CO22CO32−，负极反应物为H2、CO，失电子发生氧化反应，分别生成水和二氧化碳，H2参与的电极反应为：H2−2e−＋CO32−H2O＋CO2，CO参与的电极反应为：CO−2e−＋CO32−2CO2，原电池外电路中电子沿导线由负极流向正极，内电路中阴离子移动向负极，阳离子移动向正极.A．通入氧气的一极为正极，发生还原反应，所以O2在b极得电子，最终被还原为CO32−，A项正确；B．原电池中电子沿导线由负极流向正极，b极为正极，a极为负极，所以放电过程中，电子由电极a经导线流向电极b，B项正确；C．原电池中阴离子向负极移动，所以CO32−经“交换膜2”移向a极，C项错误；D．负极氢气发生氧化反应，电极反应式：H2−2e−+ CO32−H2O + CO2，D项正确；答案选C。
1．构造12．电池总反应：2H2＋O2===2H2O。
3．氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式介质负极反应式正极反应式酸性2H2−4e−===4H＋O2＋4H＋＋4e−===2H2O中性2H2−4e−===4H＋O2＋2H2O＋4e−===4OH−碱性2H2−4e−＋4OH−===4H2O O2＋2H2O＋4e−===4OH−1．（2019·泉州市永春华侨中学高二上学期期中考试）下列电池工作时，O2在正极放电的是A．锌锰电池B．氢燃料电池C．铅蓄电池D．镍镉电池2．（2019·杭州市西湖高级中学高二10月月考）将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CO和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是①通入CO的电极为正极；②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e−4OH−；③通入CO的电极反应式是2CO＋O2−4e−2CO2；④负极的电极反应式是CO＋4OH−−2e−CO32−＋2H2O；⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。
燃料电池习题完整版
燃料电池习题HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】燃料电池所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式一般分为四步：①写出燃烧反应正确的化学反应方程式；②根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应；③写出正极的电极反应式；④由燃料电池的总反应方程式减去正极的电极反应式得负极的电极反应式1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。
若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O。
若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O，即CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
2、燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是O2＋4e-=2O2-。
正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。
这是非常重要的一步。
现将与电解质有关的五种情况归纳如下。
⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结合H+离子生成H2O。
这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。
⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高二化学燃料电池专题 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT燃料电池专题我在这里给同学们梳理一下燃料电池的原理，主要是解决正负极电极方程式书写的问题。
一、预备知识（如果你必修阶段掌握良好可跳过这一部分）燃料电池说到底还是原电池，我们在这里先复习下必修2中Cu-Zn原电池的原理。
1. 看构造如上图，原电池主要由Cu片、Zn片、稀H2SO4、导线等构成。
2. 谈现象Zn片是银白色的，在放电过程中溶解。
Cu片是紫红色的，在放电过程中表面有气泡冒出。
3. 说原理Zn比Cu金属性强（更活泼），即更容易失去电子，导线连接之后，Zn的电子优先选择沿着导线跑到铜片表面去排队1而不是直接跳到溶液里。
Zn由于失去电子被氧化形成Zn2+，就脱离了Zn片表面溶解在了溶液里，Zn片就不断变薄变细。
我们把Zn这一极称为负极，电极方程式是Zn-2e-=Zn2+。
与此同时，另一极Cu的表面由于有电子在那儿排队，而显负电，就会吸引溶液中的阳离子H+向该极移动，这些阳离子获得那些排队的电子生成H2，于是就有气泡冒出。
我们把Cu这一极称为正极，电极方程式是2H++2e-=H2↑4. 小结Cu-Zn原电池（稀H2SO4作为电解质）Zn是负极，失去电子，被氧化，电极方程式Zn-2e-=Zn2+。
Cu是正极，H+在其表面得电子，被还原，电极方程式2H++2e-=H2↑。
总反应式是Zn+2H+=Zn2++H2↑要小心，不要想当然地认为Zn失去电子则Cu得电子，Cu虽然金属性不强但毕竟仍然是金属，且是电的良导体（家里的电线、电话线、网线），说明了它表面的电子还是很容易移动的，因此它不会自己得电子形成带负电的离子。
1：注意，我这里说电子排队只是形象地打个比方便于理解，给中学生讲课是可以这么讲的，实际上只有当回路接通的时候才会有电子跑到铜片上去。
而之所以有这样的一个接通回路就会定向移动应该是电势差U造成的。
二、氢氧燃料电池——最简单的燃料电池下面是该电池的原理图：1. 看构造这个电池由两个惰性电极Pt（金属铂）、导线等构成。
左右两半溶液槽用隔膜隔开（允许部分离子通过，如阴离子半透膜只允许阴离子通过，不会完全隔断，否则就行不成闭合回路了）。
2. 谈原理左右分别有一条导气管，将H2和O2输送到Pt电极附近。
由于Pt的特性——如表面多孔，可以吸附气体，所以这些输送进去的气体不会立刻浮出水面，而是附着在Pt电极表面。
我们知道H2跟O2相比，前者是还原性气体，后者是氧化性气体。
也就是说前者容易失去电子，后者容易得到电子。
于是，跟我们之前Cu-Zn原电池类似就有：H2作负极反应物，失去电子，被氧化，生成H+。
但是电极方程式却不一定是H2-2e-=2H+。
为什么呢因为电解液的酸碱性不知道。
如果电解液为酸性或者中性，这些H+是可以在其中大量存在的，则电极方程式就是前面这个。
但如果电解液是碱性的，如KOH溶液，这些生成的H+就会马上被中和掉生成H2O。
因此，此时的电极反应就是两步，即H2-2e-=2H+和2H++2OH-=2H2O，两步合起来就是H2-2e-+2OH-=2H2O。
与此同时，O2作为正极反应物，得到电子，被还原，生成O2-。
但电极方程式不是O2+4e-=2O2-。
为什么呢因为O2-是一种很不稳定的离子。
而此时电解液如果是酸性的O2-就会立刻结合H+生成H2O。
即此时的电极反应又是两步：O2+4e-=2O2-和2O2-+4H+=2H2O，两步合起来就是O2+4e-+4H+=2H2O。
而如果此时电解液是中性或者碱性，H+极少，O2-就会跟H2O反应生成OH-，即2O2-+2H2O=4OH-，则这种情况下的电极方程式就是O2+4e-=2O2-和2O2-+2H2O=4OH-，两步合起来就是O2+4e-+2H2O=4OH-。
3. 小结4. 简便教法强烈建议我们的老师要钻研之前的那个原理，在教学中要结合原理教学，这个简便教法是助学、助记法，是不能发展思维的，如果一来就按照这样去教，是不符合我们新课程理念的，是做题术的教学。
而实际上如果按照前面的原理进行教学，学生达到一定熟练程度后是可以自动想到这些技巧的，这符合认知规律，是把人教聪明的教学。
请各位老师切记切记。
既然叫燃料电池，顾名思义，就跟它的燃烧有些关系。
虽然在反应中并没有真的燃起来（溶液中怎么可能有火呢），但看总反应式正好就是它燃烧的那个反应式（但不写点燃）。
由此，我们在写电极反应式时可以时时想到这个熟悉的2H2+O2=2H2O，最后写完了电极方程式也请你加起来看看是不是这个总的。
负极方面：H2-2e-=2H+，酸性电解液时，H+不被中和，所以就这样了。
碱性电解液时，H+被中和，于是还有第二步2H++2OH-=2H2O，因此电极方程式就是这两步之和H2-2e-+2OH-=2H2O。
正极方面：O2+4e-=2O2-，酸性电解液时，O2-结合H+生成水2O2-+4H+=2H2O（也可以理解为先生成OH-但不会仅仅停留在生成OH-的时候而是进一步生成水）。
碱性电解液时，2O2-+2H2O=4OH-。
要小心此时O2-不是跟OH-反应的（尽管此时是碱性，OH-浓度大），你可以理解为同性电荷相斥，O2-与OH-都带负电，所以不能跑到一块儿去。
二、甲烷燃料电池——中档难度的燃料电池构造图与氢氧燃料电池类似。
负极反应物是CH4，正极反应物是O2。
负极方面：CH4失去全部成键电子，CH4-8e-=C4++4H+。
与O2-类似，C4+很不稳定，这时候又要看电解液的酸碱性了。
如果是酸性或中性，C4++2H2O=CO2+4H+，而CH4中那几个+1价的H原子也能“安然无恙”地以H+形式存在了。
此时的电极反应有两步，CH4-8e-=C4++4H+和C4++2H2O=CO2↑+4H+，两步合起来就是CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+。
而如果此时电解液是碱性（如KOH溶液），则第一步失去电子CH4-8e-=C4++4H+后，C4+及H+结合的都是OH-，即C4++4OH-=CO2+2H2O，且4H++4OH-=4H2O。
而生成的CO2是个酸性气体又跟OH-反应，即CO2+2OH-=H2O+CO32-。
故此时的电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
正极方面跟之前的讨论类似，电解液为酸性时O2+4e-+4H+=2H2O，电解液为碱性时O2+4e-+2H2O=4OH-。
3. 小结4. 简便教法与氢氧电池一样，我们也从甲烷燃烧入手来考虑。
CH4+2O2=CO2+2H2O，这是一个应该在学生头脑中有强烈印象的东西。
负极方面：CH4被氧化，C就“烧成”了CO2，H就“烧成”了H2O。
酸性电解液时，CO2是不跟H+反应的，所以就不再变了。
碱性电解液时，因为CO2是个酸性气体，还会跟OH-反应生成CO32-和H2O。
下一个问题是CH4烧成CO2、H2O的氧从何来，这是电极方程式，负极是没有氧气直接供应的，那只能从含氧化合物来。
酸性电解液时，就来自于H2O，因此，电极方程式是CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；碱性电解液时，来自于OH-（甲烷失去电子之后形成的是带正电的东西，优先吸引的是负电的阴离子而不是电中性的水分子），于是电极方程式就是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，要注意此时还有CO2与OH-的反应。
正极方面跟之前讨论完全相同。
也正因为在碱性电解液中CO2无法稳定存在，所以总反应式也就是两步加在一起，第一步“燃烧”CH4+2O2=CO2+2H2O，第二步中和CO2+2OH-=H2O+CO32-，加在一起就是CH4+2OH-+2O2=3H2O+CO32-。
三、甲醇燃料电池——高档难度的燃料电池构造图与前面的类似。
负极反应物是CH3OH，正极反应物是O2。
1. 简便教法对这个电池的探讨我们就借用之前甲烷电池的简单教法的探讨方式。
因为这个化合物的结构更加复杂，形成的不稳定离子更多，如果要一步步说原理太复杂了。
另外，有了之前几个电池的分析经验，相信同学们自己也有了一些经验，就把原理探究留给专家们吧，我们来看看怎么浅显地理解它两极发生的反应。
负极方面：CH3OH“燃烧”还是生成H2O和CO2，而如果是酸性电解液，CO2能够稳定存在。
另一方面CH3OH失去电子形成的都是带正电的离子，因此不会吸引H+，那么反应物就是H2O。
此电极方程式是CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。
如果是碱性电解液，左边这个方程式中的CO2和H+都能与OH-反应，即CO2+2OH-=CO32-+H2O，H++OH-=H2O，我们把这几个方程式加在一起CH3OH-6e-+8OH-= CO32-+6H2O正极方面跟之前的探讨完全一样，因为还是O2作为反应物，这里从略。
2. 小结四、规律总结燃料电池，顾名思义近似可以理解为“燃烧的电池”，所以负极材料（H2、CH4、CH3OH）的燃烧方程式是我们第一个要抓住的，这就让我们知道了后两种的电极方程式里面是有CO2或者CO32-的。
然后要考虑电解液酸碱性的问题，比如酸性条件下H2失去电子之后的H+就可以稳定存在，而反之，在碱性条件下又会生成水了。
而后两者生成的CO2是可以在酸性条件下存在的，碱性的又生成CO32-了。
五、给老师的建议如果学生在学习选修4之前没有选修5的基础，就不要给他们讲这么多的燃料电池，尤其是醇类的或者葡萄糖这样的多羟基醛的，因为这涉及到失去多少电子的问题，需要学生对有机物结构很熟悉，而必修阶段的有机物讲解很基础学生只是初步学会了结构式和电子式等知识，现在要他们灵活运用是有难度的。
在高二习题和考试中要尽量避免这样的题目，仅考查氢氧燃料电池或者最多甲烷电池在碱性情况下的负极反应式。
由于我们现在的习题“高考化”倾向严重，总是在不恰当的时候考出不恰当的题，比如必修阶段考选修知识，选修阶段考大一轮的东西，这就需要我们的教师在自行命题时严格把关，将不合适的题滤去。
不要以怎么考倒学生为荣，而是要以如何促进学生学习为目的进行教学。
最后希望这份东西能够给老师和同学一些帮助。
重庆新体验教育2014年1月1日。