熔融氧化物燃料电池电极反应式

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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。

燃料电池电极方程的书写

2. 羰基中的碳和氧都是sp2杂化，碳原子和氧原子各提供一个sp2杂化轨道轴向重叠形成C—Oσ键，碳和氧的未杂化2p轨道平行重叠形成π键；所以，碳氧双键和碳碳双键有相似之处，表现在π键易断裂而发生加成反应。
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C σO sp2
键角接近120°
CO
δ+ δ
CO
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3．但由于碳和氧的电负性不同，所以碳氧双键是极性键，π电子向氧偏移；结果氧带部分负电荷(δ-)，碳带部分正电荷(δ+)；这一点与碳碳双键不同。碳氧双键中的π键易受到亲核试剂进攻，发生亲核加成反应。
• 3. 根据羰基的数目:一元;多元
• 4. 根据两个羰基是否相同:单酮;混酮
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二、醛和酮的命名
（一）普通命名法（二）系统命名法（1.选主链；2.主链编号；3.取代基处理）
CH3 O CH3CHCH2CCH3
4-甲基-2-戊酮
CH3 CH3CHCH2CHO
3-甲基丁醛
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三、醛酮的结构
1. 醛和酮都称为羰基化合物，在化学性质上也有相似之处。
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4、受羰基的影响，α碳上的氢原子较为活泼，易发生取代反应；还可发生缩合反应。
O CC H
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• 5. 羰基也可发生氧化还原反应等。 • 要注意醛酮的相似性质和不同之处。 • 要注意结构特别是空间结构对化学性质的
影响。
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3. 加醇
• 醇作为含氧的亲核试剂，可以与醛发生加成反应，但需要干燥HCl催化。生成的产物称为半缩醛：
燃料电池正极反应式： O2＋4H＋＋4e－===2H2O ② ①－②×，2 得负极反应式：C_H__4_－__8_e_－_＋__2_H__2O__=_=_=_C。O2＋8H＋

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。

常见原电池电极反应式

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 + 8H223充电10、镁/H2O2酸性燃料电池正极：负极：总反应化学⽅程式：Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O1、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 +2H2O1、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 H2O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+10H2O 7、固体酸燃料电池负极：2H2–4e－ === 4H+正极：O2 + 4H+ + 4e－ === 2H2O。

电极反应式

Zn+2MnO2+2H2O= Zn(OH)2+2MnOOH
Zn+2MnO2+2NH4Cl= 2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2
1
电极反应式大全
二、原电池——燃料电池
电解液性质
正极反应式
负极反应式
以甲醇为例
酸性碱性熔融氧化物熔融碳酸盐
O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH-
4
电极反应式大全
画图并标注出两个电极和电解液
Zn
Fe
ZnSO4 溶液
Cu
Fe
CuSO4 溶液
3.将 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 设计成双池原电池，画图并标注此时的两个电极材料和电解液。
电极 A： Cu
电极 B：
C
电解液 a： CuCl2
电解液 b： FeCl3
A 电解液 a
B 电解液 b
燃料
碱性
O2+4e-+2H2O=4OH-
H2-2e-+2OH-=2H2O
难点：①用熔融 NaNO3 作电解液，用 N2O4 制备 N2O5，写出正负极反应式：
总反应式
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
5.金属的冶炼总结 5522
金属
冶炼方法
方程式举例
5 K、Ca、Na、Mg、Al

熔融金属氧化物甲烷燃料电池电极反应

熔融金属氧化物甲烷燃料电池电极反应【1. 引言】熔融金属氧化物甲烷燃料电池（melted metal oxide methane fuel cell，MOMFC）是一种新型的高效清洁能源电池，近年来备受关注。

它利用熔融的金属氧化物作为固体电解质，以甲烷为燃料，在高温下进行电化学反应，产生电能的同时还能够直接转化为化学燃料。

电池的关键部分是电极，它直接影响着电池的性能和能量转化效率。

对熔融金属氧化物甲烷燃料电池电极反应进行深度和广度兼具的研究与探讨，对于提高电池的稳定性、催化活性和能效具有重要意义。

【2. 电极反应的基本原理】熔融金属氧化物甲烷燃料电池的电极反应包括氧还原反应（ORR）和甲烷氧化反应（MOR）。

在氧化电极上，ORR将氧气还原为氧化物，是电池正极的反应；在还原电极上，MOR将甲烷氧化为二氧化碳和水，是电池负极的反应。

这两个电极反应的催化活性和转化效率直接决定了整个电池的性能。

提高氧还原反应和甲烷氧化反应的活性成为了目前研究的热点和难点。

【3. 电极材料的选择】在研究熔融金属氧化物甲烷燃料电池电极反应时，选择合适的电极材料至关重要。

金属氧化物、贵金属和含铁氧化物等材料被广泛应用于氧化电极和还原电极。

这些材料具有优异的导电性和催化性能，能够有效地降低电极反应的活化能和提高反应速率。

还有一些新型纳米材料，如碳纳米管、氧化石墨烯等，被引入到电极材料中，以增强其导电性和表面活性。

【4. 电极反应的动力学研究】电极反应的动力学研究是理解和优化电极反应活性的重要手段。

它可以通过实验和理论模拟的方法，揭示电极反应在不同温度、压力和流速下的动态变化规律。

动力学研究不仅可以定量评价电极材料的催化性能，还可以为优化电极结构和改进电池工艺提供科学依据。

【5. 电极反应的机理探讨】对电极反应的机理进行深入探讨，有助于揭示催化作用的本质和反应过程的细节。

通过表面分析、原位光谱和计算模型等手段，可以研究电极表面的活性位点分布、吸附解吸动力学和反应中间体生成机制。

乙燃料电池电极反应式熔融氧化物

乙燃料电池电极反应式熔融氧化物乙燃料电池（Ethanol Fuel Cell，简称EFC）是一种利用乙醇作为燃料的电化学设备，其中电极反应式是乙醇的氧化和还原反应。

在乙燃料电池中，乙醇在阳极（氧化剂极）发生氧化反应，生成二氧化碳、水和电子；而在阴极（还原剂极）发生还原反应，将氧气还原为水。

这些反应可用如下的化学方程式表示：阳极反应，C2H5OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e-。

阴极反应，3O2 + 6H+ + 6e→ 6H2O.总反应，C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O.这些反应在燃料电池内部的电极上发生，其中电极通常由熔融氧化物材料构成。

熔融氧化物是一种高温电解质，它具有良好的离子导电性能，在高温下能够提供良好的电解质传导性能。

常用的熔融氧化物材料包括氧化锆、氧化钇稳定的氧化锆等。

这些材料在高温下能够稳定地传导氧离子，并且具有较高的化学稳定性和机械强度。

乙燃料电池的电极通常采用三明治结构，即将熔融氧化物电解质层夹在两个电极材料之间。

阳极通常采用催化剂，如铂、铑等贵金属，以促进乙醇的氧化反应。

阴极通常采用氧还原催化剂，如铂、钯等，以促进氧气的还原反应。

乙燃料电池的工作原理是通过将乙醇燃料和氧气气体输入到电池的阳极和阴极，利用电解质传导氧离子，使得氧化反应和还原反应在电极上同时进行。

这些反应产生的电子通过外部电路流动，完成电能的转换。

同时，阳极和阴极之间的离子传导使得电荷平衡得以维持，从而使电池能够持续地产生电能。

总的来说，乙燃料电池的电极反应式是乙醇的氧化和氧气的还原反应，其中电极通常采用熔融氧化物材料构成的三明治结构，以实现高温下的电解质传导和反应催化。

这种电池能够将乙醇燃料的化学能转化为电能，并具有较高的能量转换效率和环境友好性。

熔融碳酸盐燃料电池原理

熔融碳酸盐燃料电池原理
熔融碳酸盐燃料电池电极反应式为：电池反应：O2+2H2→2H2O。

阴极反应：O2+2CO2+4e-→2C03，阳极反应：2H2+2CO3→2CO2+2H20+4e。

熔融碳酸盐燃料电池简称MCFC，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池，其电解质是熔融态碳酸盐。

熔融碳酸盐燃料电池优点在于工作温度较高，反应速度加快；对燃料的纯度要求相对较低，可以对燃料进行电池内重整，不需贵金属催化剂，成本较低。

采用液体电解质，较易操作。

熔融碳酸盐燃料电池电解质为熔融碳酸盐，一般为碱金属Li、K、Na、Cs的碳酸盐混合物，隔膜材料是LiAiO2，正极和负极分别为添加锂的氧化镍和多孔镍。

由上述反应可知，熔融碳酸盐燃料电池的导电离子为CO2在阴极为反应物，而在阳极为产物。

实际上电池工作过程中CO2在循环，即阳极产生的CO2返回到阴极，以确保电池连续地工作。

因此熔融碳酸盐燃料电池电极反应式为：阴极反应：O2+2CO2+4e-→2C03，阳极反应：
2H2+2CO3→2CO2+2H20+4e，电池反应式为：O2+2H2→2H2O。

乙烯燃料电池电极反应式熔融碳酸盐

乙烯燃料电池电极反应式熔融碳酸盐
乙烯燃料电池在熔融碳酸盐中的电极反应式可以按照以下方式书写：
1、负极（燃料）：C2H4 - 12e- + 6CO3^2- = 8CO2 + 2H2O
2、正极（助燃物）：3O2 + 12e- + 6CO2 = 6CO3^2-
3、总反应为：C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O
这些反应式表明，在熔融碳酸盐环境中，乙烯（C2H4）作为燃料在负极失去电子，并与碳酸根离子（CO3^2-）反应产生二氧化碳（CO2）和水（H2O）。

同时，在正极，氧气（O2）得到电子，并与二氧化碳（CO2）反应产生碳酸根离子（CO3^2-）。

请注意，这些电极反应式是基于熔融碳酸盐作为电解质的环境，因此在反应式中只能出现CO3^2-进行电荷的配平，而质量的配平则通过CO2和H2O实现。

在书写电极反应式时，建议始终遵循电荷守恒和质量守恒的原则，并尝试将正极和负极的电极反应式相加，以验证是否可以得到总反应式。

如果可以得到总反应式，那么说明电极反应式是正确的。

熔融碳酸盐燃料电池电极反应式

熔融碳酸盐燃料电池电极反应式
熔融碳酸盐燃料电池电极反应式为：电池反应：O2+2H2→2H2O；阳极反应：2H2+2CO3→2CO2+2H20+4e；阴极反应：O2+2CO2+4e→2C03。

熔融碳酸盐燃料电池简称MCFC，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。

其电解质是熔融态碳酸盐。

熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池，具有效率高（高于40%）、噪音低、无污染、燃料多样化、余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点，是下一世纪的绿色电站。

采用液体电解质，较易操作。

熔融碳酸盐燃料电池电解质为熔融碳酸盐，一般为碱金属Li、K、Na、Cs的碳酸盐混合物，隔膜材料是LiAiO2，正极和负极分别为添加锂的氧化镍和多孔镍。

由上述反应可知，熔融碳酸盐燃料电池的导电离子为CO2在阴极为反应物，而在阳极为产物。

实际上电池工作过程中CO2在循环，即阳极产生的CO2返回到阴极，以确保电池连续地工作。

因此熔融碳酸盐燃料电池电极反应式为：阴极反应：O2+2CO2+4e-→2C03，阳极反应：2H2+2CO3→2CO2+2H20+4e，电池反应式为：O2+2H2→2H2O。