燃料电池原理及习题解答
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(N2H4）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+2H2OC。
当甲电极上有lmol N2H4消耗时,乙电极上有22。
4LO2参与反应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4VB2＋11O2=4B2O3＋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:2VB2 + 22OH−—22e−=V2O5+ 2B2O3+ 11H2O4．以NaBH4和H2O2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—===BO2—+6H2OD. 电池总反应：BH4- + 4H2O2 === BO2- + 6H2O5．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。
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。
高考考点复习—燃料电池的反应原理
高考考点复习—燃料电池的反应原理1、在第十三届阿布扎比国际防务展上，采用先进的氢燃料电池系统的无人机，创造了该级别270分钟续航的新世界记录。
下列有关氢燃料电池的说法不正确的是()A、通入氢气的电极发生氧化反应B、正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C、碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动D、放电过程中碱性电解液的pH不变2、(2012·四川理综，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。
下列有关说法正确的是()A、检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B、若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C、电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD、正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－3、下图为太阳能-化学能-电能联合装置。
下列有关说法错误的是A、白天在太阳能的作用下，在装置X中发生了水的电解反应，所以X为电解池B、夜晚可利用装置Y做为氢氧燃料电池C、此装置中的水可以循环使用D、该装置能实现化学能和电能间100%的转化率。
4、微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A、HS－在硫氧化菌作用下转化为SO42- 的反应为HS－＋4H2O－8e－===SO42- ＋9H＋B、电子从电极b流出，经外电路流向电极aC、如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化D、若该电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H＋通过质子交换膜5、肼-双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注，其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是A、电极A为负极，N2H4发生氧还反应B、H2O2在B极上发生反应，电极反应式为：H2O2＋2e－==2OH－C、电池工作过程中，A极区溶液的pH将增大D、理论上每1 mol N2H4完全反应，需要H2O2 2 mol。
燃料电池反应原理
燃料电池反应原理
燃料电池是一种利用化学能转化为电能的设备，在能源领域具有广泛的应用前景。
它的反应原理主要是基于氢气的氧化还原反应，下面我们将分步介绍其反应原理。
1. 氢气的离子化
燃料电池中的燃料是氢气，但是氢气并不容易参与反应，因此需要将其离子化，即将氢气通过反应转化为带正电荷的离子H+。
2. 氢离子与氧气反应
在燃料电池中，会通过反应将空气中的氧气转化为带负电荷的氧离子O2-，然后与H+离子发生反应，生成水和电子。
具体反应式如下：
H2 + 1/2O2 → H2O + 2e-
3. 电子流动
在上一步中，反应产生了电子，这些电子需要经过电路流动，才能将化学反应转化为电能。
因此，它们会沿着电路流动，形成一个外部电流，提供给外部负载使用。
4. 水的排放
除了电能外，在燃料电池反应中还会生成水。
这些水需要及时排放出去，否则会影响反应的效率。
通常情况下，水能够通过电极板上的孔隙跑出来，但是如果没有及时清理，会造成积水和腐蚀。
总之，燃料电池反应原理可以简单概括为氢气和氧气的化学反应，其中产生了电子和水。
这种反应可以用来供电，是一种环保、清洁、高效的能源转换方式，将对未来的能源发展产生重大影响。
燃料电池原理
燃料电池原理燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它以一种可再生的燃料（如氢气）和氧气作为反应物，通过电化学反应产生电能。
燃料电池原理基于两个重要的反应：氢气在阳极发生氧化反应产生正电荷离子和电子，氧气在阴极发生还原反应接受电子。
1. 化学方程式燃料电池的核心是电化学反应，下面是一种常见的燃料电池类型（质子交换膜燃料电池）的化学方程式：阳极反应：2H₂ → 4H⁺ + 4e⁻阴极反应：O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O总方程式：2H₂ + O₂ → 2H₂O2. 构成要素（1）阳极：阳极是燃料电池中的负极，它通常由贵金属催化剂（如铂）覆盖的碳纤维材料构成。
阳极上的氢气发生氧化反应，产生正电荷离子和电子。
（2）阴极：阴极是燃料电池中的正极，它通常由贵金属催化剂（如铂）覆盖的碳纤维材料构成。
氧气在阴极上发生还原反应，接受来自阳极的电子。
（3）电解质：电解质在阳极和阴极之间起到离子传导的作用。
不同类型的燃料电池使用不同的电解质，如质子交换膜燃料电池使用质子交换膜作为电解质。
（4）燃料：燃料电池中的燃料通常是氢气或含有氢气的燃料，如甲醇或乙醇。
燃料经过反应后，会产生正电荷离子和电子。
3. 工作原理燃料电池的工作原理涉及到离子传导和电子传导。
在阳极，燃料（如氢气）通过催化剂的作用，发生氧化反应释放出正电荷离子和电子。
正电荷离子穿过电解质传导到阴极，而电子则通过外部电路流动，产生电能。
在阴极，氧气与正电荷离子和电子发生还原反应，生成水。
4. 应用领域燃料电池具有高能量转换效率、零排放、静音运行和可再生燃料的特点，因此在许多领域有广泛的应用。
（1）交通运输：燃料电池汽车可以替代传统内燃机汽车，减少尾气排放和环境污染。
（2）能源储存：燃料电池可以用于储存能源以应对能源波动和应急情况。
（3）航天航空：燃料电池在航天器和飞机上的应用可以提供可靠的能源和减轻载荷重量。
（4）便携式设备：燃料电池可以作为手机、笔记本电脑等便携设备的电源，延长使用时间。
燃料电池原理及习题解答
燃料电池原理及习题解答在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。
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三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，再写出燃料电池的正极反应式；第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。
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-。
燃料电池系统产热量计算例题及解析
燃料电池系统产热量计算例题及解析一、背景介绍燃料电池系统是一种通过氢气和氧气的化学反应来产生电能的装置，由于其高效、清洁的特点，在能源领域备受关注。
然而，燃料电池系统在工作过程中也会伴随着热量的产生，产热量的计算对于系统的设计和安全运行至关重要。
二、燃料电池系统产热量计算例题及解析假设一个燃料电池系统中的反应涉及到氢气和氧气的电化学反应，反应方程式如下所示：2H2 + O2 -> 2H2O已知反应产生的电能为500kJ，求反应过程中产生的热能。
解析：1、首先根据反应方程式，可以计算出反应涉及到的化学物质的摩尔数，即2mol的氢气和1mol的氧气。
2、根据反应方程式中各化学物质的摩尔数，可以计算出反应过程中的焓变，即2mol的氢气和1mol的氧气反应生成2mol的水，焓变为286kJ/mol。
3、根据反应过程中的电能和焓变，可以利用热力学定律求出反应过程中产生的热能。
反应过程中的热能=反应过程中的电能-反应过程中的焓变=500kJ-2*286kJ=500kJ-572kJ=-72kJ。
三、总结通过以上例题的计算和解析，可以看出燃料电池系统产热量的计算是一个重要且复杂的问题，需要对反应过程中的化学物质摩尔数、热力学定律等知识有深入的理解和运用。
只有在准确计算和预测产热量的基础上，才能保证燃料电池系统的安全运行和高效工作。
在实际应用中，不同类型的燃料电池系统可能涉及到不同的反应过程和计算方法，在进行产热量计算时需要根据具体的实际情况进行分析和计算。
希望以上例题和解析能对读者对燃料电池系统产热量的计算有所帮助，也希望燃料电池技术能够不断发展，为人类社会的可持续发展和环境保护做出更大的贡献。
燃料电池系统产热量计算例题及解析4、不同类型的燃料电池系统的产热量计算方法在实际应用中，燃料电池系统可分为不同类型，包括氢气-氧气燃料电池、甲醇燃料电池、固体氧化物燃料电池等。
不同类型的燃料电池，其反应过程和产热量计算方法有所不同。
燃料电池练习题讲解
电流是由正极流向负极 电子流动方向是由负极流向正极 (2)根据原电池两极发生的变化来判断：
负极：失电子发生氧化反应 正极：得电子发生还原反应
3.燃料电池
（Hale Waihona Puke ）原理：利用原电池的工作原理,将燃料和 氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直 接转化为电能
a. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置 b.它的电极材料一般为活性电极，具有很强的 催化活 性，如铂电极，活性炭电极等 c. 燃料电池由3个主要部分组成 负极——燃料电极 正极——氧气或空气电极 电解质溶液 d. 两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应， 而是由引入到两电极上的物质发生反应
*氢氧燃料电池的电极反应
介质 酸性 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极 正极 负极 正极 负极 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 4H+ = 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 2H2O = 4OH2H2 - 4e- +4OH-= 4H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
中性 碱性
某种燃料电池的的总反应式是： CH4 + 2O2 + 2OH-＝CO32- + 3H2O，请思考回答以 下问题：
1.通CH4极为（负 ）极，通02极为( 正 ）极，你是如何 判断的？碳元素的化合价如何变化的？ 2.每消耗1molCH4，转移的电子数为（ 8 ）mol
3.此电池的电解质溶液是（ KOH ） 4.正极的电极反应（ 2O2 + 4H2O + 8e-＝8OH） 负极的电极反应（ CH4 + 10OH- - 8e-＝CO32- + 7H2O ）
- 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)。
燃料电池原理及习题解答在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。
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三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，再写出燃料电池的正极反应式；第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。
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-。
⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）在熔融的碳酸盐环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子可结合CO2生成CO32-离子，则其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。
⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇）该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O2＋4e-=2O2-。
综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O2＋4e-=2O2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。
因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。
3、燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。
不同的可燃物有不同的书写方式，要想先写出负极反应式相当困难。
一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。
下面主要介绍几种常见的燃料电池。
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H2，正极通入 O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O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：H2 + 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以：负极的电极反应式为：H2– 2e- + 2OH- === 2H2O；正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2-，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O === 4OH-，因此，正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-。
2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2-，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ === H2O，因此正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2-，2O2- + 4H+ === 2H2O)3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极的电极反应式为：O2 + H2O + 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：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O正极的电极反应式为：3O2+12e- + 6H20===12OH-负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH- === CO32-+ 6H2O2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2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CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。
负极发生的反应：CH4– 8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O，所以：负极的电极反应式为：CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O正极发生的反应有：O2 + 4e- === 2O2-和O2- + H2O === 2OH- 所以：正极的电极反应式为：O2 + 2H2O + 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：3O2+6H2O+12e－===12OH－总反应式为：4Al+3O2+6H2O===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.燃料电池电极反应式的书写应用举例1、电解质为酸性电解质溶液例1、科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。
一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。
试回答下列问题：⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式是。
⑵此电池的正极发生的电极反应是；负极发生的电极反应是。
⑶电解液中的H+离子向极移动；向外电路释放电子的电极是。
⑷比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是。
答案：⑴2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O⑵正极3O2＋12H++12e-=6H2O；负极2CH3OH+2H2O－12e-=2CO2↑+12H+⑶正；负⑷对空气的污染较小2、电解质为碱性电解质溶液例2、甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是（）A、负极反应式为CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2OB、正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-C、随着不断放电，电解质溶液碱性不变D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大答案：C。
3、电解质为熔融碳酸盐例3、某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。
试回答下列问题：⑴写出该燃料电池的化学反应方程式。
⑵写出该燃料电池的电极反应式。
⑶为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。
为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是什么，它从哪里来？解析：由于电解质为熔融的K2CO3，且不含O2-和HCO3-，生成的CO2不会与CO32-反应生成HCO3-的，故该燃料电池的总反应式为： 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法3知，在熔融碳酸盐环境中，其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。
通入丁烷的一极为负极，其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式求得，应为2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O。
从上述电极反应式可看出，要使该电池的电解质组成保持稳定，在通入的空气中应加入CO2，它从负极反应产物中来。
答案：⑴2C4H10+13O2=8CO2+10H2O⑵正极：O2＋2CO2 +4e-=2CO32-，负极：2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O⑶CO2从负极反应产物中来4、电解质为固体氧化物例4、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2-。
下列对该燃料电池说法正确的是A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极B. 电池的总反应是：2C4H10＋13O2 = 8CO2＋10H2OC. 通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e-＝2O2-D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e-＋13O2-＝4CO2＋5H2O解析：本题以丁烷燃料电池为载体综合考查了原电池原理涉及的有关“电子流向、电极反应式、总反应式”等内容，因正极上富集电子，根据电性关系，O2-不可能移向正极，A错。
由丁烷的燃烧反应及电解质的特性知该电池的总反应式为2C4H10＋13O2 =8CO2＋10H2O，B正确。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法5知，在熔融状态下允许O2-在其间通过，故其正极反应式为O2＋4e-=2O2-，C正确。
通入丁烷的一极应为负极，D错。
故符合题意的是B、C。