甲醇燃料电池的正负极反应式
甲醇燃料电池
甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell，DMFC）是一种利用甲醇作为燃料的电化学设备，它将甲醇的化学能直接转化为电能。
在甲醇燃料电池中，燃料（甲醇）在阳极被氧化产生电子和正离子，经过电解质膜（通常是质子交换膜）到达阴极，与氧气发生还原反应，生成水和二氧化碳。
熔融碳酸盐指的是用作甲醇燃料电池的电解质的一种类型。
熔融碳酸盐电解质通常是指碳酸盐在高温下熔化形成的液态电解质。
它可以在较高温度下工作，有助于提高甲醇的传导性能，提高甲醇燃料电池的效率。
综合两个半反应方程式，得到甲醇燃料电池的完整反应方程式：
这个方程式描述了甲醇在阳极被氧化产生二氧化碳和水，同时产生电子和正离子，经过电解质膜到达阴极，与氧气发生还原反应生成水。
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）酸性环境中，通入燃料的一极为负极，燃料发生氧化反应。
甲醇燃料电池CH3OH被氧化后产物微粒通常为C4+和H+，所以负极发生的第一步反应为：CH3OH-6e-= C4++ O2-+4H+，在水溶液体系中，C4+和O2-能与水发生C4++2H2O=CO2↑+4H+和O2-+2H+=H2O反应，然后利用产物CO2和H+进一步思考下一级的反应，但H+和CO2在酸性体系中不能和其它物质反应，达到链式反应的终点，反应式不能再往下写了，就将这几个反应式相加得：所得反应式CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+为酸性环境下甲醇氧气燃料电池的负极电极反应式。
几种常见的“燃料电池”的电极方程式书写
⼏种常见的“燃料电池”的电极⽅程式书写⼏种常见的“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：O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）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（H2SO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CO 2还要与KOH反应⽣成K2CO3，所以总反应为：CH4+ 2KOH+ 2O2=== K2CO32O。
甲醇与氢氧根的电极反应式
甲醇与氢氧根的电极反应式甲醇碱性燃料电池的总反应为：2CH3OH+4OH-+3O2=2CO32-+6H2O，请写出正、负极电极反应式．负极：__________，正极:__________。
考点：电极反应和电池反应方程式,化学电源新型电池专题：电化学专题分析：甲醇碱性燃料电池中，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，据此书写电极反应式．解答：解：甲醇碱性燃料电池中，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，正极反应式为3O2+12H2O+12e-=12OH-，故答案为：2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O；3O2+12H2O+12e-=12OH-．点评：本题考查电极反应式的书写，知道燃料电池中负极上燃料发生氧化反应、正极上氧化剂发生还原反应，书写电极反应式要结合电解质溶液酸碱性，题目难度中等．甲醇在酸性条件下的电极反应式：负极：CH3OH-6e(-)+H2O==CO2+6H(+)，正极：O2+4e(-)+4H(+)==2H2O，总：2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O。
甲醇（Methanol，CH3OH）是结构最为简单的饱和一元醇，CAS 号为67-56-1或170082-17-4，分子量为32.04，沸点为64.7℃。
因在干馏木材中首次发现，故又称“木醇”或“木精”。
人口服中毒最低剂量约为100mg/kg体重，经口摄入0.3～1g/kg可致死。
用于制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
成品通常由一氧化碳与氢气反应制得。
燃料电池电极反应式的书写
负极：2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O ⑶为了使该燃料电池长时间稳定运营，电池旳电解质构成 应保持稳定。为此，必须在通入旳空气中加入一种物质， 加入旳物质是什么，它从哪里来？
从上述电极反应式可看出，要使该电池旳电解质构成保 持稳定，在通入旳空气中应加入CO2，它从负极反应产 物中来。
注意：适时利用”减法“
当电解质溶液呈酸性时；
负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+4e-+4H+=2H2O
氢氧燃料电池电极反应式旳书写
A
电池总反应：2H2 +O2= 2H2O
多
孔
氢气
电
极
多
孔 电
氧气
极
电解质
负极
正极
液体电解质 ①KOH溶液 ②H2SO4溶液
例1
解析：首先明确a为负极，这么电子应该是经过外 电路由a极流向b，A错；B选项反应应为 O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知原则情况。
D、甲烷燃料电池旳能量利用率比甲烷燃烧旳能量利用率大
⑶电解质为熔融旳碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）
在熔融旳碳酸盐环境中，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-。
⑶电解质为熔融旳碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）
3. 按燃料类型分。
3.1氢燃料电池 3.2甲烷燃料电池 3.3甲醇燃料电池 3.4乙醇燃料电池
燃料电池旳种类
燃 类料 型电碱c池e性ll)燃碱 电性 池料燃电料池磷料（酸电A型池F燃C）（质 互 膜al子 换 燃kal熔盐池in融燃e碳 料f酸 电uel固 物 池体 燃氧 料化 电
常见原电池电极反应式
常见原电池电极反应式一、一次电池1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4）负极：正极：总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性)负极：正极：总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——中性或碱性)负极：正极：总反应化学方程式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2； (铁锈生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al，正极—Ni，电解液——NaCl溶液)负极：正极：总反应化学方程式： 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池：(负极——Zn，正极——碳棒，电解液——NH4Cl糊状物)负极：正极：总反应化学方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池：（负极——Zn，正极——碳棒，电解液KOH糊状物）负极：正极：总反应化学方程式：Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)7、银锌电池：(负极——Zn，正极－－Ag2O，电解液NaOH )负极：正极：总反应化学方程式： Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag8、镁铝电池：（负极－－Al，正极－－Mg，电解液KOH）负极(Al)：正极(Mg）：总反应化学方程式： 2Al + 2OH－+ 2H2O ＝ 2AlO2－+ 3H2↑9、高铁电池（负极－－Zn，正极－－碳，电解液KOH和K2FeO4）正极：总反应化学方程式：3Zn + 2K2FeO4 + 8H210、镁/H2O2酸性燃料电池正极：负极：总反应化学方程式：Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O二、充电电池1、铅蓄电池：（负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸）负极：正极：总化学方程式 Pb＋PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池（负极－－Cd 、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液）放电时负极：正极：总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2三、燃料电池1、氢氧燃料电池：总反应方程式：2H2 + O2 === 2H2O（1）电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极：正极：（2）电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极：正极：（3）电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极：正极：2、甲醇燃料电池（注：乙醇燃料电池与甲醇相似）（1）碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：负极：总反应化学方程式：2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O（2）酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极：负极：总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极：负极：总反应方程式为： 2CO ＋ O2 ＝ 2CO24、甲烷燃料电池（1）碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：负极：总反应方程式： CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O（2）酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极：负极：总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O5、肼(N2H4)燃料电池（电解质溶液是20%～30%的KOH溶液）正极：负极：总反应方程式： N2H4+ O2 === N2 +2H2O四、非水电池1、氢氧电池：一极为H2，另一极为空气与CO2的混合气，电解质为熔融K2CO3（盐）负极：正极：总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O2、CO电池（一极为CO，另一极为空气与CO2混合气，Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质）正极：负极：3、一次性锂电池：（负极－－金属锂，正极－－石墨，电解液：LiAlCl4－SOCl2）负极：正极：总反应化学方程式 8Li＋ 3SOCl2 === Li2SO3 ＋ 6LiCl ＋ 2S4、Li-Al/FeS电池（一级是Li-Al合金，一极是粘有FeS石墨，电解质是Li2CO3熔融盐）正极：负极：总反应方程式：2Li+FeS=Li2S+Fe5、镁电池（一极是Mg，一极是粘有Mo3S4的石墨，电解质是MgSO4熔融盐）正极：负极：总反应方程式：x Mg＋Mo3S4=Mg x Mo3S46、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）正极：负极：总反应方程式：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池（一极通入空气，另一极通入H2；电解质是CsHSO4固体传递H+）负极：正极：总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O常见原电池电极反应式答案一、一次电池1、伏打电池：负极： Zn–2e－==Zn2+正极： 2H++2e－==H2↑2、铁碳电池(析氢腐蚀)：负极： Fe–2e－==Fe2+正极：2H++2e－==H2↑3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：负极： 2Fe–4e－==2Fe2+OH正极：O2+2H2O+4e－==4-4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ；2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O4.铝镍电池：负极： 4Al–12e－==4Al3+OH正极：3O2+6H2O+12e－==12-5、普通锌锰干电池：负极：Zn–2e－==Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e－==Mn2O3 +2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池：负极：Zn + 2OH– 2e－== Zn(OH)2正极：2MnO2 + 2H2O + 2e－==2MnO(OH) +2OH－7、银锌电池：负极：Zn+2OH－–2e－== ZnO+H2O正极：Ag2O + H2O + 2e－== 2Ag + 2OH－8、镁铝电池：负极(Al)： 2Al + 8OH－＋6e－＝ 2AlO2－+4H2O正极(Mg）： 6H2O + 6e－＝ 3H2↑+6OH–9、高铁电池正极：2FeO42- + 8H2O +6e－==2Fe(OH)3 + 4OH–负极： 3Zn + 6OH– 6e－== 3Zn(OH)210、镁/H2O2酸性燃料电池正极：2H++H2O2=2H2O负极：Mg–2e－== Mg 2+二、二次电池（蓄电池或充电电池）1、铅蓄电池：放电时：负极： Pb－2e－＋SO42－==PbSO4正极： PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－==PbSO4＋2H2O2、镍镉电池放电时负极： Cd －2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2正极： 2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–三、燃料电池1、氢氧燃料电池（1）电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极：2H2– 4e－ + 4OH— === 4H2O正极：O2 + 2H2O + 4e－ === 4OH—（2）电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极：2H2–4e－ === 4H+正极：O2 + 4H+ + 4e－ === 2H2O（3）电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极：2H2– 4e－ === 4H+正极：O2 + 2H2O + 4e－ === 4OH—2、甲醇燃料电池（1）碱性电解质正极：3O2 + 12e－ + 6H2O=== 12OH－负极：2CH3OH – 12e－+ 16OH—=== 2CO32－+12H2O（2）酸性电解质正极：3O2 + 12e－+ 12H+ == 6H2O负极：2CH3OH –12e－+2H2O==12H++2CO23、CO燃料电池正极： O2 + 4e－+ 4H+ == 2H2O负极： 2CO – 4e－ + 2H2O== 2CO2 +4H+4、甲烷燃料电池（1）碱性电解质正极： 2O2 + 4H2O + 8e－ == 8OH—负极： CH4 + 10OH—－8e－ == CO32－ + 7H2O（2）酸性电解质正极： 2O2 + 8e－+ 8H+ == 4H2O负极： CH4－ 8e－ + 2H2O == 8H+ + CO25、肼(N2H4)燃料电池正极： O2 + 2H2O + 4e－ == 4OH—负极： N2H4+ 4OH—– 4e－=== N2 +2H2O四、非水体系电池1、氢氧燃料电池负极：2H2– 4e－+2CO32－ === 2CO2↑+2H2O正极：O2 + 4e－+2CO2 === 2CO32—2、CO电池（一极为CO，另一极为空气与CO2的混合气，Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解质）正极： O2 ＋ 4e－＋ 2CO2 ＝ 2CO32－负极： 2CO＋2CO32－– 4e－==4CO23、一次性锂电池：负极：8Li －8e－＝8 Li +正极：3SOCl2＋8e－＝SO32－＋2S＋6Cl－4、Li-Al/FeS电池正极：2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe负极： 2Li－2e－＝2Li +5、镁电池正极：x Mg2＋+Mo3S4＋2x e－=== Mg x Mo3S4负极：x Mg－2x e－===x Mg2＋6、新型燃料电池正极：13O2+ 52e－==26O2-负极：2C4H10+26O2- – 52e－==8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池负极：2H2–4e－ === 4H+正极：O2 + 4H+ + 4e－ === 2H2O欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
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。
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—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。
高中化学 燃料电池电极反应式
燃料电池的工作原理燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池。
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-＝O2－，O2－在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH－即：O2－＋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-＝O2－，O2－在酸性条件下不能单独存在，只能结合H＋生成H2O即：O2－＋2H＋＝H2O，因此正极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e-＝2H2O(O2＋4e-＝O2－，O2－＋4H＋＝2H2O)3.电解质是N A Cl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-＋6H2O＝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。
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+== 4H2O2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- == 2H2O③熔融氧化物中 H2 - 2e- + O2- == H2O2 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；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-=== 2H2OO2+ 4e-=== 2O2-,2O2-+ 4H+ === 2H2O3. 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 +2H2O + 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-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- +2H2O === 4OH- 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===4AlOH3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.燃料电池的负极反应,一般较难写出,而正极反应和电池总反应却较易写出;在碱性条件正极反应为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；因此这类燃料电池的电极反应书写方法为：用电池总反应减去正极反应可得负极反应,这是写负极反应式的一种巧妙方法;如：某原电池中盛有KOH浓溶液,若分别向负极通入以下可燃性气体,向正极通入O2,则电路中就有电流通过,试完成下列问题：以④为例讲解此类电极反应的书写：方法一：直接书写负极反应步骤：①2CH3OH+_____-12e-=2CO32-+______抓住总反应中电子转移数②根据电极反应式左右同电性等电量原则确定OH-数：将左端“-12e-”移到右端看成“2CO32-+ 12e-”即共16个负电荷,故左端应有“16 OH-” ③由“H”确定“H2O”的系数应为12;因此负极的电极反应为“2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O”方法二：先根据总反应写出正极反应：“3O2 +6H2O +12e- = 12OH-”,然后用总反应式：“2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O”减去正极反应即可得负极反应;练习:1、在乙醇燃料电池电解质为KOH中,通入正极的物质的化学式为；正极的电极反应式为；乙醇在极发生了反应还原或氧化；负极的电极反应式为： ;答案: O2O2 +2H2O +4e—= 4OH—负极氧化 C2H6O+16OH——12 e—=2CO32-+11H2O2、写出乙烷,空气,KOH组成的燃料电池的电极反应;答案：燃料电池的电解质是碱性的,因此电极反应中不允许出现H+ ,CO2等物质 ,因为这些物质都会与ＯＨ－反应正极：O2 +2H2O +4e—= 4OH—负极: ⑵C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2O总反应2C2H6+7O2+8OH- -=4CO32-+10H2O3、写甲烷燃料电池在固体电解质高温下能传导O2-下的电极反应式答案：正极反应：O2+4e-=202- 负极反应：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O4、写甲烷燃料电池在熔融碳酸盐如：熔融K2CO3环境下的电极反应式负极反应式：答案：正极反应式：O2+2CO2+4e－＝2CO-23-8e－= 5CO2+2H2OCH4+4CO-23。
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甲醇燃料电池的正负极反应式
甲醇燃料电池详解直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池（PEMFC）中之一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。
相较于质子交换膜燃料电池（PEMFC），直接甲醇燃料电池（DMFC）具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。
这使得直接甲醇燃料电池（DMFC）可能成为未来便携式电子产品应用的主流。
甲醇燃料电池原理
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。
甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜在阴极与氧反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。
直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池（PEMFC）中之一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。
相较于质子交换膜燃料电池（PEMFC），直接甲醇燃料电池（DMFC）具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。
这使得直接甲醇燃料电池（DMFC）可能成为未来便携式电子产品应用的主流。
在直接甲醇燃料电池的工作过程中，一定浓度的甲醇溶液从电池的阳极流场结构中通过，在液体的流动过程中，甲醇溶液经过阳极扩散层，至阳极催化层处被氧化。
透过质子交换膜，作为反应产物的质子得以迁移到阴极一侧，电子则通过外电路由阳极向阴极传递，并在此过程中对外做功。
同时，在阳极MEA 中电解质的作用下，CO2气体以气泡的形式在阳极流场内随甲醇溶液排出。
在电池的阴极一侧，阴极集流板流场结构均匀分配后的空气或氧气扩散进入阴极催化层，被来自阳极的质子电化学还原，生成的水蒸气或液态形式的水与反应尾气一起离开电池的阴极流场。
这种电池的期望工作温度为120℃以下，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约是40%左右。