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1、精选优质文档-倾情为你奉上高中化学燃料电池的书写方法几种常见的“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：2H2O22H2O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：H22e2H ,2H2OH2H2O,所以： 负极的电极反应式为：H2 2e2OH
2、2H2O；正极是O2得到电子，即：O24e2O2 ，O2 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH即：2O22H2O4OH ，因此，正极的电极反应式为：O2H2O4e4OH 。 2电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极的电极反应式为：H2 2e2H 正极是O2得到电子，即：O24e2O2 ，O2在酸性条件下不能单独存在，只能结合H生成H2O即：O22 HH2O，因此正极的电极反应式为：O24H4e2H2O(O24e2O2 ，2O24H2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质） 负极的电极反应式为：H2 2e2H 正极的电极反应式为：O2H2O4e4OH 说明： 1.碱性溶液
3、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：2CH4O3O2 4KOH 2K2CO36H2O正极的电极反应式为：3O212e6H2O12OH 负极的电极反应式为：CH4O 6e8OHCO32 6H2O 2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应： 2CH4O3O22CO24H2O正极的电极反应式为：3O212e12H6H2O 负极的电极反应式为：2CH4O12e2H2O12H 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料
4、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：CH42KOH 2O2K2CO33H2O。 负极发生的反应：CH4 8e8OH CO26H2O CO22OH CO32H2O，所以：负极的电极反应式为：CH410 OH8eCO327H2O 正极发生的反应有：O24e2O2 和O2H2O2OH 所以：正极的电极反应式为：O22H2O4e4OH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
5、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：4Al12e4Al3；正极的电极反应式为：3O26H2O12e12OH总反应式为：4Al3O26H2O4Al(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.牛刀小试：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650 下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO2CO4CO24e正极反
6、应式： 。总电池反应式： 。案例探究例题某原电池中盛有KOH浓溶液，若分别向_(填“正”或“负”，下同)极通入可燃性气体，向_极通入O2，则电路中就有电流通过，试完成下列问题：可燃性气体正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)H2(2)H2S(3)CO(4)CH4(5)C2H4(6)C2H2命题意图：考查学生书写燃料电池电极反应的能力。知识依托：原电池原理和氧化还原反应原理。错解分析：忽视电解质溶液是KOH溶液，误以为负极能放出酸性气体。答案：正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)O24e2H2O=4OHH22e2OH=2H2O2H2O2=2H2O变小(2)H2S6e8OH=SO5H2O2H
7、2S3O24OH=2SO4H2O变小(3)CO2e4OH=CO2H2O2COO24OH=2CO2H2O变小(4)CH48e10OH=CO7H2OCH42O22OH=CO3H2O变小(5)C2H412e16OH=2CO10H2OC2H43O24OH=2CO4H2O变小(6)C2H210e14OH=2CO8H2O2C2H25O28OH=4CO6H2O变小锦囊妙计1、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。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。2、O2在酸性（H+）条件下不能单独存在，只能结合H生成H2O;O2 在碱性(OH)条件下不能单独
8、存在，只能结合H2O生成OH突击训练1.将例题中的惰性电极改为Al电极和Mg电极，并停止通气体，则：(1)正极反应为： ；(2)负极反应为： ；(3)电极总反应式为：_；电解质溶液的pH变化为：_(填“增大”“不变”或“变小”)。2.将例题中的“KOH(aq)”改为：稀H2SO4，其他同例题，试回答前(4)问。可燃性气体正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)H2(2)H2S(3)CO(4)CH4(5)C2H4(6)C2H23.将Al、Fe两电极分别插入盛有稀HNO3的电解质溶液中组成原电池，试回答1题中三个问题。4.将Al、Cu两电极分别插入盛有18.4 molL1的H2SO4(aq)中组成
9、原电池，试回答1中三问。附：参考答案牛刀小试提示：原电池中，正极上富余电子，通入正极上的O2得到电子：O24e=2O2O2半径很小，在熔盐中不能单独存在，被CO2分子俘获：CO2O2=CO将正、负两极上的电极反应式叠加，可得总反应方程式。答案：O22CO24e=2CO2COO2=2CO2突击训练1.提示：碱性溶液中，Al比Mg活泼，负极上Al失去电子。正极上H2O得电子，逸出H2，生成OH。答案：(1)6H2O6e=6OH3H2(或6H6e=3H2)(2)2Al6e8OH=2AlO4H2O(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H2变小2.提示：负极上，H2、H2S、CO、CH4失电子，分别生成
10、H、H和SO2、CO2、H和CO2，产物中O原子由H2O提供。正极上，O2得电子变为O2，O2与H结合生成H2O。如果有水生成，溶液的浓度和pH都会发生变化。答案：正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)O24e4H+=2H2OH22e=2H+2H2O2=2H2O变大(2)H2S6e2H2O=SO26H+2H2S3O2=2SO2H2O变大(3)CO2eH2O=CO22H+2COO2=CO2不变(4)CH48e2H2O=CO28H+CH42O2=CO22H2O变大3.提示：活泼金属Al失电子变成Al3，电子由负极流向正极，正极上NO (而非H)得电子变成NO逸出，同时有H参加反应，与NO的另外2
11、个2价的O原子结合成H2O分子。答案：(1)4HNO3e=2H2ONO(2)Al3e=Al3(3)Al4H2NO=Al32H2ONO变大4.解析：活泼金属Al在浓硫酸中钝化，Cu作负极失去电子成为Cu2，电子流向正极，正极上溶液中的H2SO4分子得到电子变为H2O和SO2。由于纯硫酸的电离度大于纯水的电离度。而在水参加的电极反应式中，H2O分子可拆为H和OH，所以浓硫酸参加的电极反应式中，H2SO4分子可拆成H和SO；而依照离子方程式的写法，可知在电池反应中H2SO4分子不能拆分为离子。因为电池反应中，H2SO4被消耗，且有H2O生成，所以H2SO4逐渐变稀，c(H)逐渐变大，pH逐渐变小，直至浓H2SO4变成稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不再发生反应。但这时Al与稀H2SO4发生反应，负极上Al失电子变为Al3，正极上H得电子变为H2。稀H2SO4被消耗，c(H)变小，pH变大。答案：(1)开始：4HSO2e=2H2OSO2，后来：2H2e=H2(2)开始：Cu2e=Cu2，后来：Al3e=Al3(3)开始：Cu2H2SO4(浓)=CuSO42H2OSO2，后来：2Al3H2SO4(稀)=Al2(SO4)33H2先变小后变大专心-专注-专业
