熔融氧化物燃料电池电极反应式
甲醇在熔融碳酸盐燃料电池电极反应式
甲醇在熔融碳酸盐燃料电池电极反应式
甲醇燃料电池的电极方程式:以熔融氧化物为固体电解质（O2-可自由传递）以熔融碳酸盐为固甲醇燃料电池的电极方程式 1.以熔融氧化物为固体电解质（O2-可自由传递）以熔融碳酸盐为固体电解质,空气和二氧化碳的混合气体为阴极燃气（碳酸根可自由传递）。
电池放电时是原电池、充电时是电解池，根据原电池中“负氧化、正还原”，电解池中“阳氧化、阴还原”的规律，蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应。
由于电解质为熔融的K2CO3，且不含O2和HCO3，生成的CO2不会与CO32反应生成HCO3的，该燃料电池的总反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O。
在熔融碳酸盐环境中，其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32。
甲醇燃烧电池的反应式
2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O
甲醇燃烧电池的反应式
2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O
正极：O2 +2CO2 +4e- =2CO32-
负极：2CH3OH + 6CO32- -12e- = 8CO2 + 4H2O。
电池电极反应式或总反应式的书写
电池电极反应式或总反应式的书写1.铝—镍电池(负极—Al，正极—Ni，电解液—NaCl溶液、O2)负极：4Al－12e－===4Al3＋；正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；总反应式：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。
2.镁—铝电池(负极—Al，正极—Mg，电解液—KOH溶液)负极：2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O；正极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；总反应离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。
3.锂电池一型(负极—Li，正极—石墨，电解液—LiAlCl4—SOCl2)已知电池总反应式：4Li＋2SOCl2===SO2↑＋4LiCl＋S。
试写出正、负极反应式：负极：4Li－4e－===4Li＋；正极：2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－。
4.铁—镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液)已知Fe＋NiO2＋2H2O 放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2，则：负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；正极：NiO2＋2H2O＋2e－===Ni(OH)2＋2OH－。
阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－；阳极：Ni(OH)2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O。
5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质)已知FePO 4＋Li 放电充电LiFePO4，则负极：Li－e－===Li＋；正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。
阴极：Li＋＋e－===Li；阳极：LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋。
6.高铁电池(负极—Zn，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质)已知：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，则：负极：3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2；正极：2FeO2－4＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－。
燃料电池电极反应式的书写技巧
燃料电池电极反应式的书写技巧作者：王凯来源：《中学课程辅导·教师通讯》2020年第04期电化学是高考化学中的必定考查知识点，通常以选择题的形式出现，有时也以填空题形式在大题中出现，其中常常考察到原电池电极反应式的书写，又尤以燃料电池电极反应式的书写考察居多，许多资料上讲述的电极反应式的书写方式是：先写出原电池的总反应，再写出正负极中电极反应式较简单一极的反应式，然后用总反应式减去已写出的一极的电极反应式，就得出另一极的电极反应式。
笔者认为这种方法应用于燃料电池时，步骤繁琐，且易出错，因要完成整个过程，需要书写两次化学方程式，且将两个化学方程式相减一次。
要想结果正确，则这两次化学方程式书写都必须正确，且化学方程式相减也必须正确，如果中间有任一环节出错，结果就会错误。
甚至有时还会出现为写出一个电极反应式，需写出原电池的总反应式和另一极的电极反应式的情况，不简洁，费时，费力，事半功倍。
实际书写时，因这种方法书写步骤多，学生其实不易掌握，往往出错，准确率低。
使得本来应是学生得分的简单题，反而会失分，影响高考成绩。
笔者在实际教学中，总结了应用氧化还原法书写不同介质中燃料电池电极反应式的简洁方法，在此与大家分享，以期能对高考学子有所帮助，助力高考。
一般情况下燃料电池都是一极充燃料，一极充氧气，充燃料的一极为负极，充氧气的一极为正极。
下面笔者就以这一类燃料电池为例，讲解燃料电池电极反应式的简洁书写方法。
一、以NaOH等碱性物质溶液为介质的燃料电池例1、CH4碱性燃料电池先写出正极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-，事实上，只要是以碱性物质溶液为介质的燃料电池，充O2的这一极电极反应式都相同。
再写负极反应式：可写出通式为CH4-e-+OH-=CO32-+H2O ，再用化合价升降法配平，CH4中碳为-4价，CO32-中碳为+4价，碳从-4价到+4价，化合价升了8，因此失了8个电子，整体上看方程式，左边失了8个电子，右边还有两个单位负电荷，依据电荷守恒，左边应有10个负电荷，因此在氢氧根前配10，再根据质量守恒配平水和其它物质，配平后的化学方程式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O例2：葡萄糖碱性燃料电池充氧气的一极为正极，电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-，负极反应通式：C6H12O6-e-+OH-=CO32-+H2O ， C6H12O6中碳为0价，CO32-中碳为+4价，碳从0价到+4价，化合价升了4，因此失了4个电子，一个葡萄糖分子中有6个碳原子，因此失了24个电子，，整体上看方程式，左边失了24个电子，右边还有12个单位负电荷，依据电荷守恒，左边应有36个单位负电荷，因此在氢氧根前配36，再根据质量守恒配平水，配平后的化学方程式为：C6H12O6-24e-+36OH-=6CO32-+24H2O二、以HCl等酸性物质溶液为介质的燃料电池例3、CH3OH酸性燃料电池写出正极反应通式：O2+4e-+4H+=2H2O，同理只要是以酸性物质溶液为介质的燃料电池，充O2的这一极电极反应式都相同。
熔融k2co3燃料电池电极反应式
熔融k2co3燃料电池电极反应式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：熔融K2CO3燃料电池是一种新型的电化学能源转换装置，采用熔融碱性碳酸钾(K2CO3)作为电解质，具有高温操作、高效能、低成本的优点。
燃料电池的核心部件是电极，电极在燃料电池中起着关键作用，负责催化氧化还原反应，将化学能转化为电能。
本文主要介绍熔融K2CO3燃料电池中电极的反应机理及其优化设计。
我们先来了解一下熔融K2CO3燃料电池中的反应式。
熔融K2CO3燃料电池是一种碱性燃料电池，其阳极反应式为：2H2 + 4OH- -> 4H2O + 4e-阴极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- -> 4OH-整合反应式为：2H2 + O2 -> 2H2O通过这些反应式可以看出，熔融K2CO3燃料电池是通过氢气与氧气在阳极和阴极之间发生氧化还原反应，生成水来释放能量的。
为了提高燃料电池的性能和效率，电极设计是非常关键的。
电极通常由催化剂、导电剂和电极支撑物组成。
催化剂是电极中最重要的组成部分，它具有高活性和选择性，可以促进电化学反应的进行。
在熔融K2CO3燃料电池中，常用的催化剂包括钴、镍、铜等金属和其氧化物，这些催化剂可以有效地促进氢气和氧气的氧化还原反应。
导电剂也是电极中不可或缺的部分，它可以提高电极的导电性能，加快电子传输速率。
常用的导电剂有石墨、碳纳米管等。
电极支撑物则是电极的结构支撑体，可以增强电极的机械稳定性和导电性。
针对熔融K2CO3燃料电池电极性能的优化设计，可以从以下几方面着手。
首先是优化催化剂的选择和制备方法，可以通过改变催化剂的晶体结构、表面活性位点等方法来提高其催化性能。
其次是优化导电剂和电极支撑物的组合方式，可以选择合适的导电剂和电极支撑物，使其与催化剂形成良好的结合，提高电极整体的导电和机械性能。
还可以通过优化电极的结构设计和制备工艺，提高电极的稳定性和耐久性。
熔融K2CO3燃料电池的电极反应式是通过氢气和氧气的氧化还原反应来释放能量的，电极是燃料电池中的核心部件，其设计和优化对燃料电池的性能起着至关重要的作用。
探究氢氧燃料电池电极反应机理准确书写其电极反应式
探究氢氧燃料电池电极反应机理准确书写其电极反应式摘要：氢氧燃料电池是高中化学中需要学习的最基础燃料电池，通过学习书写氢氧燃料电池中酸性环境（稀H2SO4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O2-）、熔融的碳酸盐四种环境中的正极和负极的电极反应式，可以建立起一种基础燃料电池电极反应式书写的思维模型，以致能够快速、准确的书写燃料电池电极反应式。
关键词：高中化学；思维建模；基元反应；燃料电池燃料电池电极反应的书写因为环境的不同，所涉及的基元反应不同，结果也就不一样，但如果按照基元反应发生的先后顺序一步一步的书写，最后把这几个基元反应合起来，得到的最终反应式，就是该电极的电极反应式。
即按反应先后顺序①A→B；②B→C；③C→D……,而①+②+③+……可得到最终反应式，该最终反应式就是该电极的电极反应式。
利用这种方法可以较为快速和准确的书写燃料电池的电极反应式，可以更好的理解和掌握基础燃料电池的反应机理。
高中化学氢氧燃料电池常涉及酸性环境（稀H2SO4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O2-）环境、熔融的碳酸盐（如熔融K2CO3）环境等四种反应环境。
氢氧燃料电池是高中化学中最基础燃料电池。
通过氢氧燃料电池电极反应式的书写，可以建立起燃料电池电极反应式书写的思维模型。
一、酸性环境（稀H2SO4溶液）燃料电池的中输入燃料的电极是负极，被氧化的物质当然是燃料本身，氢氧燃料电池中，负极发生反应的第一步应为：H2-2e-=2H+，然后利用产物H+进一步思考下一步的反应，但H+在酸性体系中不能和其它物质反应，所以，酸性环境下氢氧燃料电池的负极电极反应式书写为：H2-2e-=2H+。
而通入氧气的电极为电池的正极，正极的氧气被还原。
第一步反应为O2+4e-=2O2-，而O2-在酸性体系中（水溶液体系）不能独立存在，会继续和H+反应即O2-+H+=OH-，生成的OH-接着能继续和溶液中的H+发生OH-+H+=2H2O反应，生成的H2O在这个体系中可以大量存在，不能和其它物质反应，达到链式反应的终点，这时把前面的几个基元反应相加得：相加得到的反应式O2+4e-+4H+=2H2O就是氢氧燃料电池在酸性环境中的正极电极反应式。
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－。
微专题一：O2电极反应式的书写形式
微专题一：O2电极反应式的书写形式一、形式不同主要来自电解质的不同，常见电解质：（1）酸性电解质溶液：如H2SO4溶液；（2）碱性电解质溶液：如NaOH溶液；（3）熔融氧化物：如Y2O3；（4）熔融碳酸盐：如K2CO3；（5）质子交换膜或固体酸膜。
〖理解应用〗以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：（1）酸性条件燃料电池总反应式：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O正极反应式：_________________________________________；负极反应式：_________________________________________。
（2）碱性条件燃料电池总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH = Na2CO3＋3H2O正极反应式：_________________________________________；负极反应式：_________________________________________。
（3）固体电解质(高温下能传导O2－)燃料电池总反应式：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O正极反应式：_________________________________________；负极反应式：_________________________________________。
（4）熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电池总反应式：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O正极反应式：_________________________________________；负极反应式：_________________________________________。
二、新型电解质1、以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，其电极反应为；石墨Ⅱ其电极反应为。
2、O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示。
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。
- 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)。
熔融氧化物燃料电池电极反应式
由于电解质为熔融的k2co3，且不含o2和hco3，生成的co2不会与co32反应生成hco3的，该燃料电池的总反应式为： ch4+2o2=co2+2h2o。
在熔融碳酸盐环境中，其正极反应式为o2＋2co2 +4e-=2co32。
燃料电池的优点与缺点：
优点：
3、无噪音：电池本体在发电时，无需其他机件的配合，因此没有噪音问题。
缺点：
1、燃料来源不普及：氢气的储存可说是困难又危险，而甲醇、乙醇、或天然气缺乏供应系统，无法方便的供应给使用者。
2、并无标准化的燃料：现今市面上存有以天然气、甲烷、甲醇与氢气等做为燃料的电池，虽然提供更多消费者很多种挑选，但因为没单一化及标准化的燃料，必须能营利就是困难的，而且燃料种类的更改有可能并使现有的供应系统展开装配，产生额外的费用。