甲醇燃料电池在熔融碳酸盐条件下的方程式
酸性溶液中负极反应式为：CH3OH - 6e- + H2O == CO2↑+ 6H+
碱性溶浚中负极反应式为：CH3OH - 8e- + 10OH- == CO32-+ 7H2O
甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式
甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式 一、引言 甲烷熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是一种高效率、低排放的能源转换设备，其电极反应式是整个电池工作中至关重要的一部分。本文将从深度和广度两个方面对甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式展开全面评估，并撰写有价值的文章。 二、基础知识 1. 甲烷熔融碳酸盐燃料电池 甲烷熔融碳酸盐燃料电池是一种以碳酸盐为固态电解质，以甲烷与二氧化碳为气体燃料，氧气为氧化剂进行电化学反应的能源转换装置，其主要反应包括燃烧反应和电化学反应两部分。 2. 电极反应式 电极是甲烷熔融碳酸盐燃料电池中的重要组成部分，电极反应式是指在电极上发生的与电流流过电极的过程中同时进行的化学反应。对于MCFC电极反应式的深入研究，可以帮助我们更好地了解电池的工作原理和性能特点。 三、电极反应式的研究现状 目前关于MCFC电极反应式的研究主要集中在提高反应速率、降低电极极化、延长电极寿命等方面。研究发现，电极材料的选择、催化剂
的设计以及反应条件的优化都对电极反应式有着重要的影响。 四、MCFC电极反应式的探讨 1. 甲烷氧化反应 在MCFC的阳极电极上，甲烷氧化反应是一个关键的过程。甲烷通过内部反应转化为一氧化碳和氢气，然后再与碳酸盐离子发生电化学氧化反应。这一过程中，催化剂的设计和反应温度的控制对甲烷氧化反应的效率有着重要的影响。 2. 氧还原反应 在MCFC的阴极电极上，氧还原反应是一个关键的过程。电极对氧气的吸附和还原过程影响着整个电池的性能。目前，研究人员通过设计高效的氧还原催化剂，提高氧还原反应的速率，并减少电极极化。 五、个人观点和理解 对于MCFC电极反应式的研究，我认为应该注重不仅是反应速率的提高和电极极化的降低，还应该关注电极材料的稳定性和寿命。利用先进的材料设计和制备技术，可以进一步优化MCFC电极反应式，提高电池的能量转换效率。 六、总结与展望 通过对甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式的深度评估，我们可以更好地理解MCFC的工作原理和优化方法。未来，随着材料科学和电化
燃料电池电极反应式的书写
燃料电池电极反应式的书写 燃料电池是现代社会中具有广阔发展前景的新能源，具有能量转换效率高，洁净无污染等特点。燃料电池依据电解质的不同，可以分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池及质子交换膜燃料电池等。 燃料电池电极反应式的书写是近年各省（区）、市高考考查的热点，也是考生得分低的一个难点。笔者拟通过以下例题与各位同行交流燃料电池电极反应式的书写及突破策略，敬请批评指正。 一、碱性燃料电池（AFC） 碱性燃料电池的电解质溶液常为KOH溶液，导电离子为OH-。 例1用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入CH4和O2，可形成燃料电池，该电池放电时负极发生的反应为__________________ 解析甲烷与氧气反应的方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，由于在碱性环境下CO2会与OH-反应生成CO32-，所以在KOH溶液中电池的总反应式为：CH4+2O2+2OH-= CO32-+3H2O（方程式的叠加结果）。在碱性或中性水溶液环境中电池正极反应式都为：2O2+4H2O+8e-=8OH-， 所以该电池在KOH溶液中负极反应式为：CH4+10OH--8e-=7H2O+CO32-（方程式的叠加结果）。 答案：CH4+10OH--8e-=7H2O+CO32- 例2 燃料电池是燃料（例如CO、H2、CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于CO燃料电池的说法不正确的是（） A．负极反应式为：CO+4OH--2e=CO32-+2H2O B．正极反应式为：O2+4e+2H2O=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 解析在碱性环境下，CO燃料电池的总反应式为：2CO+O2+4OH-=2CO32-+2H2O；在碱性或中性溶液环境下电池正极反应式都为：O2+2H2O+4e-=4OH-；所以负极反应式为：CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O。依据电极反应方程式，当转移4mol电子时，正极产生4mol OH-，负极消耗8mol OH-，所以随着电池不断放电，电解质溶液碱性逐渐减弱。与燃料的直接燃烧相比较，燃料电池具有能量转换效率高、无污染等特点。 答案：C 二、磷酸型燃料电池（PAFC） 磷酸型燃料电池电解质为H3PO4，导电离子为H+。 例3 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电，电池负极反应为( ) A．H2＋2OH- ＝2H2O＋2e-B．O2＋4H+＋4e- ＝2H2O
燃料电池电极反应书写方法总结
燃料电池电极反应式书写“五步曲” 张耀峰党茹 原电池知识是中学化学中的重要基本概念，也是近年来高考的热点，更是学生心目中的难点，在学习原电池时，学生尤其感到困惑的是电极反应式的书写，特别是燃料电池的电极反应式的书写，学生在学习此块知识时，往往问题百出，从而对化学学科的学习热情大大减少，为了帮助同学们准确把握这类电池的电极反应式的写法，我结合自己的十年教学经验，对此方面的知识进行一个归纳总结，仅供大家参考。 一．燃料电池介绍 燃料电池是一种主要透过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应，把燃料中的化学能转换成电能的电池。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来，它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”，而是一个“发电厂”。燃料电池有别于原电池，因为需要穏定的氧和燃料来源，以确保其运作供电。此电池的优点是可以提供不间断的稳定电力，直至燃料耗尽。最常见的燃料电池就是氢氧燃料电池及一些有机物燃料电池。 二．燃料电池中O2-的处理方法总结 首先要明白的是燃料电池在书写的过程中要区分电解质溶液的区别，在酸性，碱性，熔融固态氧化物及熔融碳酸盐四种不同的介质中，电极反应式书写不同，这里涉及到O2-的处理方式： 1.酸性介质：O2-+2H+=H2O 2. 碱性介质：O2-+H2O=2OH- 3.熔融碳酸盐介质：O2-+CO2 = CO32-
4.熔融固态氧化物介质：O2-不作处理 三．燃料电池在不同介质中正极电极反应式书写汇总 在掌握O2-在不同介质中的处理方式以后，书写燃料电池的正极反应就变得非常容易，需要明白的是所有的燃料电池正极都发生还原反应，而且在同一介质中，正极反应的书写完全相同，下面是对正极反应式的书写汇总，大家可以结合以上O2-的处理方式进行理解 1.酸性（质子交换膜）燃料电池：O2+4e-+4H+=2H20 2.碱性燃料电池：O2+4e-+2H20=4OH- 3.熔融碳酸盐燃料电池：O2+4e-+2CO2 =2CO32- 4.熔融固态氧化物燃料电池：O2+4e-= 2O2- 四．燃料电池负极电极反应式书写“五步曲”， 以上燃料电池正极电极反应我们根据O2-在不同介质中的处理方式很容易写出，而负极电极反应式的书写可能会有难度，我今天要讲两种方法书写，第一种方法就是大多数同学能够掌握的总反应方程式减正极电极反应即为负极电极反应，而对于此方法存在的弊端之一就是有的同学不能够准确写出总反应方程式，弊端之二就是有的学生在减法过程中或者移项过程中由于粗心大意出现错误，我今天介绍的第二种方法很好的避免了这些问题，这就是我接下来所要讲的“五步曲”，“五步曲”的应用主要是在有机燃料电池，对于氢氧燃料电极反应式较简单，在这里不作说明。 ⑴确定负极材料，即为电池中的燃料；
甲醇氧气燃料电池电极反应式书写的思维建模
甲醇氧气燃料电池电极反应式书写的思 维建模 摘要： 甲醇氧气燃料电池电极反应式书写是燃料电池中相对较难的部分，通过探究甲醇氧气燃料电池不同环境的电极反应的机理，有利于对同类燃料电池的反应原理的理解。如通过书写酸性环境（稀H 2SO 4溶液作电解质溶液）、碱性环境（KOH 溶液作为电解质溶液）、熔融金属氧化物（可以传导O 2- ）、熔融的碳酸盐四种环境中的正极和负极的电极反应式，可以建立起一种含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式书写的思维模型，以致能够快速、准确的书写含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式。 关键词： 思维建模；基元反应；燃料电池；电解质溶液 燃料电池电极反应的书写因为环境的不同，所涉及的反应机理不一样，书写起来感觉较为复杂，但如果按照最基本的反应（基元反应）一步一步的书写，最后把这几个反应加合起来，就可以得到最终的电极反应式。书写的基本思路是:按反应的先后顺序，连续写出每一步的基元反应，再利用产物，书写下一步发生的反应，如同链式连锁反应一样，书写到不能书写为止（即直至不反应为止），再把各个反应式相加，得到最终的反应式就是该电极的电极反应式，这种方法可以较为准确书写电极反应式，可以更好的理解和掌握基础燃料电池的反应机理。 高中化学甲醇氧气燃料电池常涉及酸性环境（稀H 2SO 4溶液作电解质溶液）、碱性环境（KOH 溶液作为电解质溶液）、熔融金属氧化物（可以传导O 2-）环境、熔融的碳酸盐环境等四种反应环境。甲醇燃料电池是高中化学学习中基础的燃料电池。通过甲醇燃料电池电极反应式的书写，可以建立起含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式书写的思维模型。 一、酸性环境（稀H 2SO 4溶液）
学习园地多种燃料电池电极反应式的书写
燃料电池是原电池的具体应用，是应用前景非常广阔的绿色化学能源，在近几年的高考试卷中相关内容的考查也颇受青睐，尤其是不同环境中电极反应式的书写让很多学生伤透脑筋。为了帮助学生准确把握常见燃料电池电极反应式的书写方法，笔者结合个人的教学实践经验谈谈这方面的问题。 一、常见燃料电池的种类 燃料电池种类繁多，除了氢氧燃料电池，还有熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、金属空气电池等。随着研究的深入还会有新的燃料电池出现。 一般可根据燃料的燃烧反应写出燃料电池的总反应式，如氢氧燃料电池的总反应式为2H2+O22H2O。但要注意电解质环境，如在碱性环境中，甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O。 燃料电池的工作原理遵循氧化还原反应的有关规律，即负极失电子，化合价升高，正极得电子，化合价降低。因此一般正极反应式的书写基础都是O2+4e-2O2-，而O2-的何去何从与电解质环境有关，现将常见四种电解质环境中正极反应式的书写归纳如下。 （1）酸性溶液（如稀硫酸） 在正极O2+4e-2O2-，酸性溶液中2O2-+4H+2H2O，因此正极反应式为O2+4e- +4H+2H2O。 （2）碱性溶液（如氢氧化钾溶液） 在正极O2+4e-2O2-，碱性溶液中2O2-+2H2O4OH-，因此正极反应式为O2+4e- +2H2O4OH-。 这里注意（1）、（2）两种情况均为含水环境。 （3）熔融的碳酸盐为电解质（如熔融K2CO3） 说明：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为燃气，空气与CO2的混合气体为助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。 在正极O2+4e-2O2-，熔融的碳酸盐中2O2-+2CO22CO2-3，因此正极反应式为 O2+4e-+2CO22CO2-3。 （4）固体氧化物为电解质（如固体氧化锆-氧化钇，可传导O2-） 说明：固体氧化物燃料电池是美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的。它以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过，该电池的工作原理如图1所示，其中多孔电极a、b均不参加电极反应。 正极反应式应为O2+4e-2O2-。
燃料电池电极反应式的书写
欢迎共阅 燃料电池电极反应式的书写 燃料电池电极反应式的书写是中学化学教学的难点，也是高考化学的常考考点之一，在书写时学生往往易错。参加北大附中课堂教学培训，感悟最深的是桑老师对燃料电池电极反应式的复习的处理，其 式为： O2 + 4e- == 2O2- 三、负极发生氧化反应,负极生成的离子一般与正极产场结合，有以下几种情况： (1)若负极通入的气体是氢气,则
①酸性液中 H2 - 2e- == 2H+ ②碱性溶液中 H2 - 2e- + 2OH- == 2H2O ③熔融氧化物中 H2 - 2e- + O2- == H2O (2) 若负极通入的气体为含碳的化合物CO、CH4、CH3OH等,碳元素均转化为正四价碳的化合物、在酸性溶液中生成二氧化物气体、在 22 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 +2H2O + 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) ? 负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH-? === CO32-+ 6H2O 2. 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
熔融碳酸盐_电极反应式书写
29．②以铝材为阳极，在H 2SO 4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为 。 （4）用K 2EO 4和Zn 作原料的电池是一种新型可充电电池，该电池长时间保持稳定的放电电压。其总反应可写成：3Zn ＋2K 2EO 4＋8H 2O 3Zn(OH)2＋2E(OH)3＋4KOH ，则充电时的阳极反应 是 。 2． 熔融碳酸盐燃料电池是以熔融的碳酸盐为电解质的燃料电池，其工作原理如下图所示： （1）电极b 是该燃料电池的（填“正”或“负”）______极。 （2）若以氢气为燃料，则A 是（填化学式） ，Y 是（填化学式） ； CO 32－的移动方向是移向（填“电极a ”或“电极b ”） ； 电极b 的电极反应 。 （4）该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH 4为燃料，空气 为氧化剂，稀土金属材料为电极。 已知负极的电极反应是CH 4 + 4CO 32- 8e －= 5CO 2 + 2H 2O 。①正极电极反应 。 5．（2010宣武一模26）氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。 （5）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N 2、H 2为电极反应物，以HCl －NH 4Cl 为电解 质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。 2、 ⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY 陶瓷（能传导H +），从 而实现了高转化率的电解法合成氨。 阴极的电极反应式为 。 8、（2011丰台区26（2）③ 铁屑与石墨能形成微型原电池，SO 32—在酸性条件下放电生成H 2S 进入 气相从而达到从废水中除去Na 2SO 3的目的，写出SO 32— 在酸性条件下放电生成H 2S 的电极反 应式： 。 2．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明 了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+ Ag2O= Cu2O 十 2Ag 下列有关说法正确的是 A ．工业上以黏土、石灰石和石英为主要原料来制造普通水泥 B ．负极的电极反应式为 2Cu 十 2OH- —2e-==Cu2O + H2O C ．测量原理示意图中，电流方向从 Cu 经过导线流向 Ag2O D ．电池工作时，溶液中 OH-向正极移动 10．Li —SOCl 2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl 4—SOCl 2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl 2 =4LiCl+S +SO 2。 （1）电池的负极材料为 ，发生的电反应为 ； （2）电池正极发生的电反应为 ； （3）SOCl 2易挥发，实验室中常用NaOH 溶液吸收SOCl 2，有Na 2SO 3和NaCl 生成。 如果把少 量水滴到SOCl 2中，实验现象是 ，反应的化学方程式为 ； （6）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式 ， 科学家利用此原理，设计成氨气一氧气燃料电池，则通入氨气的电极是 （填 “正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为 。 负载 电极a 电极b A B X Y Y Y 熔融盐Z － e －
燃料电池电极反应式的书写
燃料电池电极反应式的书写 燃料电池电极反应式的书写是中学化学教学的难点，也是高考化学的常考考点之一，在书写时学生往往易错。参加北大附中课堂教学培训，感悟最深的是桑老师对燃料电池电极反应式的复习的处理，其复习教学设计如下： 一、首先分清原电池的正、负极均为惰性电极，电极均不参与反应。 二、正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，氧气得到电子首先变为氧离子，根据电解质的不同，其负极电极反应式书写分以下几种情况： （1）在酸性溶液中生成的氧离子与氢离子结合生成水，其电极反应式为：O2 + 4e- + H+== 4H2O （2）在碱性溶液中,氧离子与氢氧根离子不能结合,只能与水结合生成氢氧根离子,其电极反应式为：O2 + 4e -+ 2H2O== 4OH- （3）在熔融碳酸盐中,氧离子与碳酸根离子不能结合，只能与二氧化碳结合生成碳酸根离子，其电极反应式为：O2+2CO2-+4e-==2 CO32-（4）在熔融氧化物介质中，氧气得到电子转化为氧离子,其电极反应式为：O2 + 4e- == 2O2- 三、负极发生氧化反应,负极生成的离子一般与正极产场结合，有以下几种情况： (1)若负极通入的气体是氢气,则 ①酸性液中H2 - 2e-== 2H+
②碱性溶液中H2 - 2e- + 2OH- == 2H2O ③熔融氧化物中H2 - 2e- + O2- == H2O (2) 若负极通入的气体为含碳的化合物CO、CH4、CH3OH等,碳元素均转化为正四价碳的化合物、在酸性溶液中生成二氧化物气体、在碱性溶液中生成碳酸根离子,熔融碳酸盐中生成二氧化碳，熔融氧化物中生成碳酸根离子。含有氢元素的化合物最终都有水生成。 如CH3OH燃料电池： 酸性溶液中负极反应式为:：CH3OH - 6e- + H2O == CO2↑+ 6H+碱性溶浚中负极反应式为：CH3OH - 8e- + 10OH- == CO32-+ 7H2O 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；
熔融碳酸盐燃料电池
熔融碳酸盐燃料电池： 1,工作原理：负2H2+2CO32- →2CO2+2H2O+4e- CO3穿过膜由正到负极，正O2+2CO2+4e-→2CO3 e-由负极经负载到正极总2H2+O2→2H2O 2关键材料 隔膜：作用-隔离阴阳机；碳酸盐的载体；隔绝H2和O2的不透层 要求-较高机械强度；耐高温熔盐腐蚀；工作状态下隔膜中充满电解质，并具有良好保持电解质性能。具有良好离子导电，电子绝缘性能 正负极：作用-良好催化作用，使电解液在隔膜，阴阳极间良好分配 要求-抗熔融盐腐蚀，良好催化性能，与隔膜有良好孔匹配 双极板：作用-分配氧化剂与还原剂，并提供气体流动通道，同时起集流导电作用要求-良好集阻气功能，良好导电集流功能 4所选材料：隔膜LiAlO2 负极材料参杂AL Cr合金的Ni 正极材料NiO 双极板：不锈钢，镍基合金钢 固体氧化物燃料电池 1工作原理负2H2+2O2-→2H2O+4e- O2-穿过膜由正极到负极 正O2+4e-→2O2- e-由负极经负载到正极 总2H2+O2→2H2O 2 关键材料：正负极材料，电解质，电池堆，连接及密封材料 3作用及基本要求： 电解质：作用-隔离氧化剂与还原剂给O2-提供通道 要求-致密薄膜，良好稳定性，较高离子导电，无电子导电负极材料：YSN：支撑，对H＊还原有催化作用；提供通道，使Ni均匀分布 Ni-YSN：稳定性好；高导电率；与电解质有良好相容性和热膨胀匹配性；催化性能好；高透气性 正极材料：作用-增大催化反应面积，传导电子，支撑 要求：多孔性，高导电性，与固体电解质有高化学和热相容性及相近的膨胀系数，催化性能好，稳定性好。 连接材料：作用-连接阴阳极，分离燃料与氧化剂，构成流场，导电要求，良好力学性能，良好化学稳定性，高电导率，接近YSZ的热膨胀系数 密封材料：作用-起组件与双极连接间密封作用 要求-高温下密封性好，稳定性高，与固体电解质及连接板材料热膨胀系数相近，兼容性好 4所选材料：电解质：易稳定的氧化铝YSZ 阳极材:Ni-YSN 阳极材料,LSM 连接材料：LCC及Cr-Ni合金 密封材料：Prery玻璃，玻璃/陶瓷复合材料 锂离子电池 1工作原理：正LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe- 充电时Li+由正极到负极 负C+xLi++xe-→LixC e-由正极→负极，其中Li+为可逆嵌入与脱嵌2基本组成：正极，负极，电解液 3组成材料：负极材料为石墨（附着在负极铜箔两侧 正极材料为LiCoO2（附着在铅箔上） 电解液：电解质锂盐LiPF6 质子交换膜燃料电池
高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式
高中化学需要掌握的 8个燃料电池的方程式 几种常见的― 燃料电池‖ 的电极反应式的书写 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 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 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-+ 6H2O 2. 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
高中化学必考8个燃料电池的方程式
高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式 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—