书写燃料电池电极反应式“三步法”
电极反应方程式的书写
电极方程式的书写学案一、原电池中电极反应式的书写例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+ 和Zn2+ 进行工作，试写出该电池的两极反应式。
例2、用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气，形成甲烷—氧气燃料电池，该电池反应的离子方程式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，试写出该电池的两极反应式。
原电池中电极反应式的书写小结：1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。
3、若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式：、若电解质溶液为酸性，电极反应式：。
4、正负极反应式相加（电子守恒）得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。
例题1 负极：2Zn－4e-= 2Zn2+，正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O例题2 正极：2O2+4H2O+8e- =8OH-，负极：CH4+10OH-－8e-= CO32-+7H2O巩固练习1、Al－Cu－NaHCO3溶液构成的原电池中，铝件（负极）上发生的反应为：2、碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。
该电池反应为：2Li（s）+I2（s）=2LiI （s）△H已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s）△H14 LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s）△H2则电池反应的△H= ；碘电极作为该电池的_____极。
3、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＋。
燃料电池电极反应式书写的规律
燃料电池电极反应式书写的规律山东省东营市利津县第二中学孙娟妮殷建鹏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，在学习原电池时，学生最感到困难的是电极反应式的书写，特别燃料电池的电极反应式的书写，为了帮助同学们准确把握这类电池的电极反应式的写法，我结合自己的教学体会谈谈这方面的问题，供大家参考。
燃料电池是一种不经燃烧，将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置，它和其它电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会发出火焰，其化学能可以直接转化为电能的一种电池。
燃料即化石燃料以及由此得到的衍生物，如氢、肼、烃、煤气等液体和气体燃料；氧化剂仅限于氧和空气。
燃料电池基本结构与一般化学电源相同，由正极（氧化剂电极）、负极（燃料电极）和电解质构成，但其电极本身仅起催化和集流作用。
燃料电池工作时，活性物质由外部供给，因此，原则上说，只要燃料和氧化剂不断地输入，反应产物不断地排出，燃料电池就可以连续放电，供应电能。
氢氧燃料电池基本结构所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应的书写同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式的步骤类似于普通原电池，在书写时应注意以下几点：1.电池的负极一定是可燃性气体，失电子，元素化合价升高，发生氧化还原反应；电池的正极一定是助燃性气体，得电子，化合价降低，发生还原反应。
2.燃料电池两电极材料一般都不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气，两电极只是传导电子的作用。
3.电极反应式作为一种特殊的离子反应方程式，也必需遵循原子守恒，得失电子守恒，电荷守恒。
4.写电极反应时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应中出现的离子相对应，在碱性电解质中，电极反应式不能出现氢离子，在酸性电解质溶液中，电极反应式不能出现氢氧根离子。
5.正负两极的电极反应式在得失电子守恒的条件下，相叠加后的电池反应必须是燃料燃烧反应和燃料产物于电解质溶液反应的叠加反应式。
高中化学第四章电化学基础重难点三电极反应和电池反应方程式含解析新人教版选修4
重难点三电极反应和电池反应方程式电极反应方程式的书写步骤：1．首先判断原电池的正负极如果电池的正负极判断失误，则电极反应必然写错．一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的．如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为：负极：2Al-6e-═2Al3+正极：6H2O+6e-═6OH-+3H2↑ 或 2Al3++2H2O+6e-+2OH-═2AlO2-+3H2↑再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为：负极：Cu-2e-═Cu2+正极：2NO3-+4H++2e-═2NO2↑+2H2O2．要注意电解质溶液的酸碱性在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系．如氢-氧燃料电池就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应：负极：2H2-4e-═4H +正极：O2+4H++4e-═2H2O如果是在碱性溶液中，则不可能有H+出现，同样在酸性溶液中，也不能出现OH-．由于CH4、CH3OH等燃料电池在碱性溶液中，碳元素是以CO32-离子形式存在的，故不是放出CO2．3．还要注意电子转移的数目在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒．这样可避免在有关计算时产生错误或误差，也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误4．抓住总的反应方程式从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池．而两个电极相加即得总的反应方程式．所以对于一个陌生的原电池，只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式，就可写出另一个电极反应式【重难点点睛】原电池正、负极电极反应式的书写技巧：（1）先确定原电池的正负极上的反应物质，并标出相同电子数目的得失；（2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存．若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则H2O必须写入正极反应式中，且O2生成OH-；若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，且O2生成H2O；若在熔融盐电解质中反应，则O2可能得电子变成O2-；（3）正负电极反应式相加得到电池反应的总方程式，若能写出已知电池反应的总方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到比较难写的电极反应式。
几种常见的燃料电池电极反应式的书写讲解学习
几种常见的燃料电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写是高考中的重要考点，原电池的种类很多，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，就是两极不一定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的工作原理及电极反应式的书写，希望从中发现规律，举一反三。
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。
2024年高考化学易错题易错类型11化学能与电能(9大易错点)
易错类型11 化学能与电能易错点1 不理解原电池和电解池的形成条件易错点2 不会判断原电池的正、负极易错点3 不会正确书写原电池的电极反应式易错点4 电解时电极产物的判断易错点5 电解池中电解质溶液的情况分析易错点6 电解精炼铜过程中的除杂易错点7 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别与判断易错点8 有关电化学的计算易错点9 离子交换膜的类型和应用易错点1 不理解原电池和电解池的形成条件【分析】1.原电池的概念及构成条件(1)概念和反应本质：原电池是把化学能转化为电能的装置，其本质是能自发进行的氧化还原反应(2)原电池的形成条件①能自发进行的氧化还原反应②两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)③形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中2.电解池的构成(1)与电源相连的两个电极：与电源正极相连的电极是阳极，在阳极上发生氧化反应；与电源负极相连的电极是阴极，在阴极上发生还原反应(2)电解质溶液(或熔融的电解质)(3)形成闭合回路易错点2 不会判断原电池的正、负极【分析】判断原电池正、负极的5种方法(1)根据电极反应或总反应方程式来判断作还原剂、失电子、化合价升高、发生氧化反应的电极是负极 作氧化剂、得电子、化合价降低、发生还原反应的电极是正极 (2)根据外电路中电子流向或电流方向来判断电子流出或电流流入的一极负极；电子流入或电流流出的一极正极 (3)根据内电路(电解质溶液中)中离子的迁移方向来判断 阳离子向正极移动；阴离子向负极移动 (4)根据原电池的两电极材料来判断两种金属(或金属与非金属)组成的电极，若它们都与(或都不与)电解质溶液单独能反应，则较活泼的金属作负极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极 (5)根据电极现象来判断工作后，电极质量减少，说明该电极金属溶解，失去电子变成金属离子，该电极为负极；电极质量增加或不变，说明溶液中的阳离子在该电极放电生成金属单质或溶液中的阳离子得电子，该电极为正极易错点3 不会正确书写原电池的电极反应式【分析】1.电极反应遵循的三个守恒观察铅蓄电池的正、负极电极反应负极反应 Pb(s)＋SO 2－4(aq)－2e －===PbSO 4(s)正极反应 PbO 2(s)＋4H ＋(aq)＋SO 2－4(aq)＋2e －===PbSO 4(s)＋2H 2O(l) 总反应 Pb(s)＋PbO 2(s)＋2H 2SO 4(aq)2PbSO 4(s)＋2H 2O(l)规律任何一个电极反应等号左、右两边一定遵循：得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒(1)得失电子守恒①失电子−−→−_me —电荷数为＋m ；得电子−−→−+_ne 电荷数为－n ②元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子③元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子 (2)电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等 (3)原子守恒(质量守恒)：电极反应左、右两边同种原子的原子个数一定相等 2、电极反应的书写方法(1)拆分法：针对比较简单的原电池可以采取拆分法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失a．写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋b．把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋负极：Cu－2e－===Cu2＋【微点拨】注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
燃料电池电极方程式的书写
燃料电池电极方程式的书写燃料电池是一种不经过燃烧，而通过化学反应将燃料的化学能直接转化为电能的装置。
其放电过程无污染、无噪音、高效率，是一种绿色电池。
燃料电池虽然种类多样，但其基本结构类似：电极材料一般是惰性电极，具有很强的催化能力，如铂电极、活性炭电极等，还原剂（燃料）在电池的负极发生反应，氧化剂（通常是氧气或空气）在电池的正极发生反应，其组成一般可表示为：（－）燃料—电解质—Ｏ２（＋）。
常见的电解质有水性电解质、固体氧化物电解质和熔融碳酸盐电解质等。
以下根据燃料电池电解质的不同，其电极反应方程式的书写方法：一、水性电解质（酸性、中性或碱性的溶液）燃料电池电极反应方程式的书写比较复杂，但有一定规律可循，通常按下述三个步骤可以顺利写出电极方程式：１．写总反应：电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可以根据燃料的燃烧反应写出燃料电池的总反应。
２．写出正极反应：燃料电池的正极为Ｏ２得电子的反应，１个Ｏ２分子得到４个电子转变成２个Ｏ２－，但应注意Ｏ２－在电解质溶液中不能稳定存在，如果是酸性电解质，Ｏ２－要结合Ｈ＋生成Ｈ２Ｏ：Ｏ２＋４ｅ－＋４Ｈ＋＝２Ｈ２Ｏ；如果电解质溶液显碱性或中性，则Ｏ２－与Ｈ２Ｏ结合生成ＯＨ－：Ｏ２＋４ｅ－＋２Ｈ２Ｏ＝４ＯＨ－。
３．根据电池的总反应和正极反应凑出负极反应，要求正、负极反应相加能得到总反应。
该步骤的技巧是要将总反应方程式和正极反应中Ｏ２前的计量数化为相同值，然后相减。
例１．写出氢氧燃料电池分别以稀Ｈ２ＳＯ４、ＮａＯＨ和Ｎａ２ＳＯ４溶液作电解质时的电极反应。
解析：氢氧燃料电池的组成可以表示为（－）Ｈ２—电解质—Ｏ２（＋），Ｈ２在负极参加反应被氧化为Ｈ＋，Ｈ＋在酸性或中性溶液中能稳定存在，但在碱性溶液中，Ｈ＋要与电解质溶液中的ＯＨ－结合生成Ｈ２Ｏ。
Ｏ２在正极参加反应，根据前面的介绍，可以写出Ｏ２在不同电解质溶液中的电极反应。
答案为：Ｈ２ＳＯ４溶液：（－）Ｈ２－２ｅ－＝２Ｈ＋，（＋）Ｏ２＋４ｅ－＋４Ｈ＋＝２Ｈ２Ｏ；ＮａＯＨ溶液：（－）Ｈ２－２ｅ－＋２ＯＨ－＝２Ｈ２Ｏ，（＋）Ｏ２＋４ｅ－＋２Ｈ２Ｏ＝４ＯＨ－；Ｎａ２ＳＯ４溶液：（－）Ｈ２－２ｅ－＝２Ｈ＋，（＋）Ｏ２＋４ｅ－＋２Ｈ２Ｏ＝４ＯＨ－。
2020届高三化学高考专题复习备考策略《电极反应书写》
原电池电极反应书写一、书写技巧(三步法)：以“甲醇——氧气——KOH 溶液”为例任何一个电极反应一定遵循三个守恒：①得失电子守恒；②电荷守恒；③原子守恒(质量守恒)，接下来我们就按照这三步走来书写电极反应(切记：按顺序写)得电子me电荷数—m 失电子—ne 电荷数n1、得失电子守恒：负极：CH3OH—6e- —— CO 3 2—(CH3OH 变成CO 3 2—失去6 个电子，此时电荷数左边+6 价，右边—2 价，电荷不守恒) 正极：O2 + 4e- ——(O2 到底是变成了OH—还是H2O，不清楚，但一定是得到4 个电子，此时电荷数左边—2 价，右边0 价，电荷不守恒)2、电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等根据第一步得失电子守恒，正、负极电荷明显不守恒，接下来要寻找电解质溶液的性质，本题是KOH 溶液，为碱性，平衡电荷为OH—负极：CH3OH—6e- +8OH———CO 3 2—(电荷数左边+6 价，右边—2 价，因此左边配8 个OH—) 正极：O2+ 4e- + ——4OH—(电荷数左边—2 价，右边0 价，因此右边配4 个OH—)3、原子守恒(质量守恒)：电极反应两边同种原子的原子个数相等负极：CH3OH—6e- +8OH—==CO 3 2—+6H2O(负极电荷已经守恒，但原子不守恒，所以右边配6 H2O) 正极：O2+ 4e- +2 H2O==4OH—(正极电荷已经守恒，但原子不守恒，所以左边配2H2O)常见规律：若为酸性介质，先补H+，另一边补H2O；若为碱性介质，先补OH—，另一边补H2O【注意】①该法书写电极是各写各的电极，因此正负极电子数可能不相等，所以最后再用最小公倍数写出总方程式②碱性溶液反应物、生成物中均无H+，酸性溶液反应物、生成物中均无OH-，中性溶液反应物中无H+ 和OH-—③水溶液中不能出现O2-④有机物中化合价处理方法：“氧—2，氢+1，最后算碳化合价”，并且要注意溶液环境与产物之间的反应，碱性环境下，C 元素最终产物应为CO 3 2—二、常见燃料电池的电极反应书写(1)氢氧燃料电池(金属铂Pt 或石墨做电极材料)①酸性介质(如H2SO4)，电极反应：负极：；正极：总反应：②碱性介质(如KOH)，电极反应：负极：总反应：(2)甲烷燃料电池①酸性介质(如H 2SO4)，电极反应：负极：；正极：；正极：；正极：；正极：；正极：；正极：总反应：②碱性介质(如 KOH)，电极反应：负极：总反应：③熔融碳酸盐(如熔融 K 2CO 3)环境下：负极：总反应： ④固体电解质(高温下能传导 O 2－)： 负极：总反应：(3)甲醇燃料电池①酸性介质(如 H 2SO 4)，电极反应： 负极：总反应：②碱性介质(如 KOH)，电极反应： 负极：总反应：③熔融碳酸盐(如熔融 K 2CO 3)环境下：负极：总反应：④固体电解质(高温下能传导 O 2－)： 负极：总反应：(4)乙烷燃料电池①酸性介质(如 H 2SO 4)，电极反应： 负极：总反应：②碱性介质(如 KOH)，电极反应： 负极：总反应：③熔融碳酸盐(如熔融 K 2CO 3)环境下：负极：总反应：④固体电解质(高温下能传导 O 2－)： 负极： (5)丙烷燃料电池①酸性介质(如 H 2SO 4)，电极反应： 负极： ；正极：总反应：；正极： ；正极：；正极： ；正极： ；正极： ；正极：三、 可充电电池的反应规律 ( 二次电池 ) ： 铅蓄电池电池总反应为： Pb s ( ) ＋ P bO 2 ( s ) ＋2 H 2 S O 4 ( a q ) PbSO 2 4 s ) ( ＋2 H 2 O (l) 2 — ( a q ) — 2 e —PbSO 4 ( s )( 氧化反应 ) 正极 ( P bO 2 ) ： PbO 2 ) s ( ＋ H 4 + ＋ S O 4 2 — ( a q ) ＋ e 2 PbSO 4 ) s ( ＋H 2 2 O (l) ( 还原反应 ) 充电反应是上述反应的逆过程，则电极反应：阴极： P bSO 4 ( s ) ＋2 e — Pb(s) ＋ S O 4 2 — ( a q ) ( 还原反应 )②碱性介质(如KOH)，电极反应：负极：总反应：③熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下：负极：总反应：④固体电解质(高温下能传导O2－)：负极：总反应：(6)乙醇(二甲醚)燃料电池①酸性介质(如H2SO4)，电极反应：负极：总反应：②碱性介质(如KOH)，电极反应：负极：总反应：③熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下：负极：总反应：④固体电解质(高温下能传导O2－)：负极：(7)CO 燃料电池①酸性介质(如H2SO4)，电极反应：负极：总反应：②碱性介质(如KOH)，电极反应：负极：总反应：③熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下：负极：总反应：④固体电解质(高温下能传导O2－)：负极：(8)肼燃料电池①酸性介质(如H2SO4)，电极反应：负极：总反应：②碱性介质(如KOH)，电极反应：负极：总反应：放电电极反应：负极(Pb)：Pb (s)＋SO4阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)—2e—PbO2(s)＋4H+＋SO42—(aq) (氧化反应) 规律：①可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应②放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆。
燃料电池电极反应的书写规律
燃料电池电极反应的书写规律1、燃料电池电极反应的书写规律（1）燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一直，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应。
如氢氧燃料电池的总反应为22222O H O H +=；甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH 溶液）的反应为：O H CO O CH 222422+=+ ①，O H CO Na NaOH CO 23222+=+ ②，①+②得总反应：O H CO Na NaOH O CH 23224322+=++。
（2）燃料电池的负极为通入燃料的一极，燃料失电子被氧化；正极为通入氧气的一极，氧气得电子被还原。
在书写时要注意不同的电解质中有不同的电极反应。
常见的电解质有酸性溶液、碱性溶液和固体电解质（一般有空穴，可让-2O 自由移动）。
书写电极反应时按以下的步奏：① 列物质，标得失：列出发生氧化还原反应的物质，标出电子得失；② 选离子，配电荷：根据电解质的不同，选择+H 、-OH 或其他离子(如固体电解质中的-2O )配平，使反应式两边的电荷守恒；③ 配系数，巧用水：用观察法配相应的化学计量数，使两边原子个数相等，若H 、O 原子个数不相等，可添加O H 2配平。
2、实例分析以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应的书写方法。
（1）酸性条件燃料电池总反应：O H CO O CH 222422+=+燃料电池负极：① 列物质，标得失：248CO e CH →-- ② 选离子，配电荷：上式中左边相当于有8个正电荷，右边没有电荷，又因在酸性条件下，故可在右边加8个正电荷----8个+H ，使电荷守恒，即+-+→-H CO e CH 8824。
③ 配系数，巧用水：在上式的左边加2个O H 2，即可配平，+-+=-+H CO e O H CH 882224。
写出电极的负极反应后，可用总反应方程式减去负极反应式（注意电子得失守恒），即可得电池正极反应式：O H e H O 22244→++-+（2）碱性条件燃料电池总反应：O H CO Na NaOH O CH 23224322+=++燃料电池负极：① --=-2348CO e CH ② ---=-+234810CO e OH CH③ O H CO e OH CH 22347810+=-+--- 燃料电池正极：--→++OH e O H O 44222（3）固体电解质（高温下能传导-2O） 燃料电池总反应：O H CO O CH 222422+=+ 燃料电池负极：① 248CO e CH =-- ② 22484CO e OCH =-+-- ③ O H CO e O CH 2224284+=-+--燃料电池正极：--→+2224O e O。
2021年高中化学“三步法”秒杀原电池电极反应书写含参考答案
总反应：
②碱性介质(如 KOH)，电极反应： 负极： 总反应：
③熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下：负极： 总反应：
④固体电解质(高温下能传导 O2－)： 负极： (7)CO 燃料电池 ①酸性介质(如 H2SO4)，电极反应： 负极：
根据第一步得失电子守恒，正、负极电荷明显不守恒，接下来要寻找电解质溶液的性质，本题是 KOH 溶液，为碱性，平衡
电荷为 OH—
负极：CH3OH—6e- +8OH——— CO 3 2—
(电荷数左边+6 价，右边—2 价，因此左边配 8 个 OH—)
正极：O2 + 4e- +
—— 4OH—
(电荷数左边—2 价，右边 0 价，因此右边配 4 个 OH—)
3、原子守恒(质量守恒)：电极反应两边同种原子的原子个数相等
负极：CH3OH—6e- +8OH— == CO 3 2—+6 H2O
(负极电荷已经守恒，但原子不守恒，所以右边配 6 H2O)
正极：O2 + 4e- +2 H2O== 4OH—
(正极电荷已经守恒，但原子不守恒，所以左边配 2H2O) 常见规律：若为酸性介质，先补 H+，另一边补 H2O；若为碱性介质，先补 OH—，另一边补 H2O 【注意】①该法书写电极是各写各的电极，因此正负极电子数可能不相等，所以最后再用最小公倍数写出总方程式
—— CO 3 2—
(CH3OH 变成 CO 3 2—失去 6 个电子，此时电荷数左边+6 价，右边—2 价，电荷不守恒)
正极：O2 + 4e-
——
(O2 到底是变成了 OH—还是 H2O，不清楚，但一定是得到 4 个电子，此时电荷数左边—2 价，右边 0 价，电荷不守恒)
酸性和碱性燃料电池的正极反应方程式是什么【精选】
酸性和碱性燃料电池的正极反应方程式是什么？[ 标签：酸性碱性,燃料电池,反应方程 ]酸性和碱性的各是什么？一、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。
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-。
二、两个电极上的反应是两个半反应，如果单看一个电极的话，反应的电子是不守恒的。
为了更好地表现出每个电极的反应状况，分开写更合适。
原电池，是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流.又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反应不同逆转，即是只能将化学能转换为电能，简单说就即是不能重新储存电力，与蓄电池相对。
将化学能转变成电能的装置。
所以，根据定义，普通的干电池、燃料电池都可以称为原电池。
组成原电池的基本条件是：将两种活泼性不同的金属(或石墨)(Pt和石墨为惰性电极，即本身不会得失电子）用导线连接后插入电解质溶液中。
- 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)。
书写燃料电池电极反应式“三步法”
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2H 2+O 2=2H 2O 。
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CO 2和H 2O ，即CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O ；在碱性电解质中生成CO 32-离子和H 2O ，即CH 4+2OH-+2O 2=CO 32-
+3H 2O 。
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O 2，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O 2得电子生成O 2-离子，
故正极反应式的基础都是O 2＋4e-=2O 2-。
正极产生O 2-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，O 2-离子不能单独存在，可供O 2-离子结合的微粒有H +离子和H 2O ，O 2-
离子优
先结合H +离子生成H 2O 。
这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O 2＋4H ++4e -
=2H 2O 。
⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如NaCl 溶液或NaOH 溶液）
在中性或碱性环境中，O 2-离子也不能单独存在，O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O 2＋2H 2O +4e -=4OH -。
⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物）
在熔融的碳酸盐环境中，O 2-离子也不能单独存在， O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子，则其正极反应式为O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-。
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O 2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O 2＋4e -=2O 2-。
综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O 2＋4e -=2O 2-，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，要想直接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。
写完后要将正负极反应式相加，与总反应式对照验证。
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 。
解析：因燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，又且其电解质溶液为稀硫酸，所以该电池反应方程式是2CH 3OH+3O 2=2CO 2+4H 2O 。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法1知，在稀硫酸中，其正极反应式为：3O 2＋12H ++12e -=6H 2O ，然后在电子守恒的基础上利用总反应式减去正极反应式即得负极反应式为：2CH 3OH+2H 2O －12e -=2CO 2↑+12H +。
由原电池原理知负极失电子后经导线转移到正极，所以正极上富集电子，根据电性关系知阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
故H +离子向正极移动，向外电路释放电子的电极是负极。
答案：⑴2CH 3OH+3O 2=2CO 2+4H 2O
⑵正极3O 2＋12H ++12e -=6H 2O ；负极2CH 3OH+2H 2O －12e -=2CO 2↑+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CH 4+10OH -－8e -=CO 32-+7H 2O
B 、正极反应式为O 2＋2H 2O +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
解析：因甲烷燃料电池的电解质为KOH 溶液，生成的CO 2还要与KOH 反应生成K 2CO 3，故该电池发生的反应方程式是CH 4+2OH -+2O 2=CO 32-+3H 2O 。
从总反应式可以看出，要消耗OH -，故电解质溶液的碱性减小，C 错。
按上述燃料电池正极反
应式的书写方法2知，在KOH 溶液中，其正极反应式为：O 2＋2H 2O +4e -=4OH -。
通入甲烷的一极为负极，其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式为CH 4+10OH -－8e -=CO 32-+7H 2O 。
选项A 、B 均正确。
根据能量转化规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大的多，D 项正确。
故符合题意的是C 。
3、电解质为熔融碳酸盐
例3、某燃料电池以熔融的K 2CO 3（其中不含O 2-和HCO 3-）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K 2CO 3，且不含O 2-和HCO 3-，生成的CO 2不会与CO 32-反应生成HCO 3-的，故该燃料电池的总反应式为： 2C 4H 10+13O 2=8CO 2+10H 2O 。
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O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-。
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2C 4H 10+26CO 32-－52e -=34CO 2+10H 2O 。
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CO 2，它从负极反应产物中来。
答案：⑴2C 4H 10+13O 2=8CO 2+10H 2O
⑵正极：O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-，负极：2C 4H 10+26CO 32-－52e -=34CO 2+10H 2O ⑶CO 2 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(Y 2O 3)的氧化锆(ZrO 2)晶体，在熔融状态下能传导O 2-。
下列对该燃料电池说法正确的是 ( )
A. 在熔融电解质中，O 2-由负极移向正极
B. 电池的总反应是：2C 4H 10＋13O 2 = 8CO 2＋10H 2O
C. 通入空气的一极是正极，电极反应为：O 2＋4e -＝2O 2-
D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C 4H 10＋26e -＋13O 2-＝4CO 2＋5H 2O
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，O 2-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2C 4H 10＋13O 2=8CO 2＋10H 2O ，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O 2-在其间通过，故其正极反应式为O 2＋4e -=2O 2-，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 。