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1、燃料电池习题解法浅析有关燃料电池的题目不断出现，近几年各地高考或联考中 基本上都可以发现，但纵观所有题目，考查知识点都是燃料电池 原理和电极反应式。解答这类题目必须掌握燃料电池原理和了解 常见几种燃料电池。燃料电池原理电极：惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，电极自身不发生反应，只有导电作用。 以氢氧燃料电池为例讨论 UM |购丄卩Kl液态燃料电池负极：通入氢气的电极， 在反应中失 去电子，被氧化到较高价态， 发生氧 化反应。正极：通入氧气的电极， 在反应中得 到电子，被还原到较低价态， 发生还 原反应。电子由负极流出经外部导线流入正极溶液中阳离子向正极移动，阴离子向 负极移动H.0 0.*
2、K i*纽电穩固态燃料电池一种新型燃料电池，电解质是固态晶体， 在熔融状态下能传导 h+或O-，原理和液 态燃料电池相同Ch多見电裱多扎电極H. H.0 二、电极反应式书写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四步： 写出燃烧反应正确的化学反应方程式； 根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应； 写出正极的电极反应式； 由燃料电池的总反应方程式减去正极的电极反应式得负极的电极反应式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
3、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 出0，即CH4+2O2=CO2+2H20;在碱性电解质中生2 _ 2_成 CO3 _离子和 HO, 即卩 CH4+2OH_+2O2=CO3 _+3出0。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2 2是O2
4、+ 4e_=2O _。正极产生O _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。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 优先结合离子生成 出0。这样，在酸性电解质溶液中， 正极反应式为 O2 + 4H+4e_=2H2O。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 + 2
5、H2O +4e_=4OH_。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 =2CO。电解质为固体电解质（如固体氧化锆一氧化钇）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。
