高考化学燃料电池方程式的书写方法
高考电化学方程式汇总
一 次 电 池.1、伏打电池:(负极——Zn 、正极——Cu 、电解液——H 2SO 4)负极: Zn –2e -=Zn 2+ (氧化反应) 正极: 2H ++2e -=H 2↑ (还原反应)离子方程式 Zn + 2H + = H 2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池:(负极——Fe 、正极——C 、电解液H 2CO 3 弱酸性)负极: Fe –2e -=Fe 2+ (氧化反应) 正极:2H ++2e -=H 2↑ (还原反应)离子方程式 Fe +2H +=H 2↑+Fe 2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极——Fe 、正极——C 、电解液 中性或碱性)负极: 2Fe –4e -=2Fe 2+ (氧化反应) 正极:O 2+2H 2O +4e -=4-OH (还原反应)化学方程式 2Fe +O 2+2H 2O =2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀)4Fe(OH)2+O 2+2H 2O =4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe 2O 3 +3 H 2O (铁锈的生成过程)4、铝镍电池:(负极——Al 、正极——Ni 电解液 NaCl 溶液、O 2)负极: 4Al –12e -=4Al 3+ (氧化反应) 正极:3O 2+6H 2O +12e -=12-OH (还原反应)化学方程式 4Al +3O 2+6H 2O =4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极——Zn 、正极——C 、电解液NH 4Cl 、MnO 2的糊状物)负极:Zn -2e -=Zn 2+ (氧化反应) 正极:2MnO 2+2H ++2e -=Mn 2O 3+H 2O (还原反应)化学方程式 Zn +2NH 4Cl +2MnO 2=ZnCl 2+Mn 2O 3+2NH 3↑6、碱性锌锰干电池:(负极——Zn 、正极——C 、 电解液KOH 、MnO 2的糊状物)负极: Zn + 2OH -– 2e -= Zn(OH)2 (氧化反应) 正极:2MnO 2+2H 2O +2e -=2MnOOH +2 OH - (还原反应)化学方程式 Zn +2MnO 2 +2H 2O = Zn(OH)2 + MnOOH7、银锌电池:(负极——Zn 、正极——Ag 2O 、电解液NaOH )负极 :Zn +2OH ––2e -= Zn(OH)2 (氧化反应) 正极 :Ag 2O + H 2O + 2e -= 2Ag + 2 OH - (还原反应)化学方程式 Zn + Ag 2O + H 2O = Zn(OH)2 + 2Ag8、铝–空气–海水(负极——铝、正极——石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液——海水)负极 :4Al -12e -=4Al 3+ (氧化反应) 正极 :3O 2+6H 2O +12e -=12OH - (还原反应)总反应式为: 4Al +3O 2+6H 2O =4Al(OH)3 (铂网增大与氧气的接触面)9、镁—铝电池 (负极——Al 、正极——Mg 电解液KOH )化学方程式: 2Al + 2OH – + 2H 2O = 2AlO 2–+ 3H 2负极(Al): 2Al + 8 OH –- 6e - = 2AlO 2–+4H 2O (氧化反应)正极(Mg ): 6H 2O + 6e - = 3H 2↑+6OH – (还原反应)二 次 电 池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极——Pb 正极——PbO 2 电解液— 浓硫酸)放电时 负极: Pb -2e -+SO 42-=PbSO 4 (氧化反应) 正极: PbO 2+2e -+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O (还原反应)充电时 阴极: PbSO 4 + 2H + + 2e -= Pb +H 2SO 4 (还原反应)阳极: PbSO 4 + 2H 2O - 2e -= PbO 2 + H 2SO 4 + 2H + (氧化反应)总化学方程式 Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4放电2PbSO 4+2H 2O2.镍——镉电池(负极——Cd 、正极——NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液)放电时 负极: Cd -2e —+ 2 OH – = Cd(OH)2 (氧化反应)正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O = 2Ni(OH)2+ 2OH - (还原反应)充电时 阴极: Cd(OH)2 + 2e —= Cd + 2 OH - (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – = 2NiOOH + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 充电放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢——镍电池:(负极-LaNi 5储氢合金、正极—NiOOH 、电解质KOH +LiOH )放电时 负极: LaNi 5H 6-6e —+ 6OH –= LaNi 5 + 6H 2O (氧化反应)正极: 6NiOOH +6e —+ 6H 2O =6 Ni(OH)2 + 6OH – (还原反应)充电时 阴极: LaNi 5 +6e —+ 6H 2O = LaNi 5H 6+ 6OH – (还原反应)阳极: 6 Ni(OH)2 -6e —+ 6OH –= 6NiOOH + 6H 2O (氧化反应)总化学方程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH 充电放电LaNi 5 + 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极——Zn 、正极——石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时 负极:3Zn -6e - + 6 OH –= 3 Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2FeO 42— +6e -+ 8H 2O =2 Fe (OH)3 + 10OH – (还原反应)充电时 阴极:3Zn(OH)2 +6e -=3Zn + 6 OH – (还原反应)阳极:2Fe(OH)3 -6e -+ 10OH -=2FeO 42—+ 8H 2O (氧化反应)总化学方程式 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH燃料电池一、氢氧燃料电池总反应为:2H2+ O2= 2H2O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 O21、电解质是KOH溶液(碱性电解质)总反应方程式2H2+ O2= 2H2O负极:H2–2e-+ 2OH—= 2H2O (氧化反应) 正极:O2+ H2O+4e-= OH—(还原反应)2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)总反应方程式 2H2+ O2= 2H2O负极:H2–2e-= 2H+ (氧化反应) 正极:O2+ 4H++ 4e-= 2H2O (还原反应)3、电解质是NaCl溶液(中性电解质)总反应方程式 2H2+ O2= 2H2O负极:H2– 2e-= 2H+正极:O2+ H2O + 4e-= 4OH—二、甲醇燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)总反应方程式 2CH3OH +3O2 + 4KOH= 2K2CO3 +6H2O 正极:3O2 + 12e-+ 6H20= 12OH-负极:2CH3OH–12e-+16OH—= 2CO32-+12H2O2. 酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)总反应式 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O正极:3O2 + 12e-+ 12H+= 6H2O 负极:2CH3OH –12e-+2H2O=12H++2CO2三、CO燃料电池(总反应方程式均为:2CO + O2 = 2CO2)1、熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质)正极: O2 + 4e-+ 2CO2 = 2CO32-负极: 2CO+2CO32-– 4e-=4CO22、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: O2 + 4e-+ 4H+= 2H2O 负极: 2CO – 4e-+ 2H2O = 2CO2+4H+四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)总反应方程式 N2H4+ O2=N2+2H2O正极: O2+ 2H2O + 4e-= 4OH—负极:N2H4+4OH—-4e-= N2+4H2O五、甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)总反应方程式 CH4+2KOH+ 2O2= K2CO3+ 3H2O 正极: 2O2+ 2H2O + 8e-= 8OH—负极: CH4+10OH—-8e-= CO32-+7H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)总反应方程式 CH4+2O2= CO2+ 2H2O正极: 2O2+ 8e-+ 8H+= 4H2O 负极: CH4-8e-+ 2H2O = 8H++ CO2六、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)总反应方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O正极: 5O2 + 20e-+ 10CO2 = 10CO32- (还原反应)负极: C3H8 - 20e-+ 10CO32-= 3CO2 + 4H2O (氧化反应)2、酸性电解质(电解液H2SO4溶液)总反应方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O正极: 5O2 + 20e-+ 26H+= 10H2O (还原反应)负极: C3H8 - 20e-+ 6H2O = 3CO2+ 20 H+(氧化反应)3、碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)总反应方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O正极: 5O2+ 20e-+ 10H2O = 20OH— (还原反应)负极: C3H8 - 20e-+ 26 OH—= 3CO32-+ 17H2O (氧化反应)七、乙烷燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)总反应方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH = 4K2CO3 + 10H2O正极: 7O2+ 28e-+ 14H2O = 28OH— (还原反应)负极: 2C2H6 - 28e-+ 36 OH—= 4CO32-+ 24H2O (氧化反应)电解池反应1、惰性电极条件下电解化学方程式:2NaCl+2H2O 电解2NaOH+H2↑+Cl2↑离子方程式: 2Cl-+2H2O电解2OH-+H2↑+Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Cl--2e-=Cl2↑化学方程式:2CuSO4+2H2O 电解2Cu↓+O2↑+2H2SO4 离子方程式:2Cu2++2H2O电解2Cu↓+O2↑+4H+阴极:2Cu2++ 4e-=2Cu↓阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O化学方程式:CuCl2电解Cu+Cl2↑离子方程式:Cu2++2Cl-电解Cu↓+Cl2↑阴极:Cu2++2e-=Cu↓阳极:2Cl--2e-=Cl2↑化学方程式:2H2O 电解2H2↑+O2↑阴极: 4H++4e-=2H2↑阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O2、电镀:镀件作阴极,被镀金属作阳极,被镀金属的含氧酸盐作电解质溶液镀铜:CuSO4电镀液镀件(-) Cu2++2e-=Cu↓纯铜(+) Cu–2e-=Cu2+镀锌:ZnSO4电镀液镀件(-) Zn2++2e-=Zn↓纯锌(+) Zn–2e-=Zn2+镀银:AgNO3电镀液镀件(-) Ag++e-=Ag↓纯银(+) Ag–e-=Ag+镀镍:NiSO4电镀液镀件(-) Ni2++2e-=Ni↓纯镍(+) Ni–2e-=Ni2+3、熔融状态下的电解化学方程式:2NaCl(熔融)电解2Na+Cl2↑离子方程式:2Na++2Cl-(熔融)电解2Na+Cl2↑阴极:2Na++2e-=2Na 阳极:2Cl--4e-=Cl2↑化学方程式:2Al2O3(熔融) 电解4Al+2O2↑离子方程式:4Al3++6O2-熔融电解Na3AlF6 4Al+3O2↑阴极:4Al3++12e-=4Al 阳极:6O2--12e-=3O2↑。
燃料电池电极反应式的书写方法和技巧
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燃料电池电极反应式的书写方法和技巧
作者:索海山
来源:《中学教学参考·理科版》2014年第05期
电化学是高考必考的知识点之一,且常以选择题或填空题为主,而近几年的高考中,燃料电池备受命题人的青睐。
现将燃料电池电极反应式的书写及解题技巧作如下归纳。
一、燃料电池总反应式的书写
二、燃料电池正极反应式的书写
三、燃料电池负极反应式的书写
燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
四、常见的燃料电池的电极反应式的书写
1.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)
(1)碱性或中性条件下
(2)酸性条件下
2.甲醇燃料电池:(甲醇燃料电池以铂为两极)
(1)碱性或中性条件下
(责任编辑罗艳)。
高中常见的电池的电极反应式的书写
高中常见的电池的电极反应式的书写-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中常见的原电池电极反应式的书写书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。
选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。
巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极: Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极: 2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极: Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应) 正极:2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极: 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-==4-OH (还原反应) 化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:(负极—Al、正极—Ni 电解液 NaCl溶液、O2)负极: 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH(还原反应)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—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应) 化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH-(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (氧化反应)正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH- (还原反应)化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag8、铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ (氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-(还原反应)总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al): 2Al + 8 OH–- 6e- = 2AlO2–+4H2O (氧化反应)正极(Mg): 6H2O + 6e- = 3H2↑+6OH–(还原反应)化学方程式: 2Al + 2OH– + 2H2O = 2AlO2–+ 3H2二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—浓硫酸)放电时负极: Pb-2e-+SO42-=PbSO4(氧化反应)正极: PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (还原反应) 充电时阴极: PbSO4 + 2H+ + 2e-== Pb+H2SO4(还原反应)阳极: PbSO4 + 2H2O - 2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反应)放电2PbSO4+2H2O总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4充电2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH 溶液)放电时 负极: Fe -2e —+ 2 OH – == Fe (OH)2 (氧化反应)正极: NiO 2 + 2H 2O + 2e —== Ni(OH)2 + 2 OH – (还原反应)充电时 阴极: Fe (OH)2 + 2e —== Fe + 2 OH – (还原反应)阳极: Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == NiO 2 + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H 2O 充电放电 Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—石墨,含Li +导电固体为电解质)放电时 负极: Li - e — ==Li + (氧化反应)正极: FePO 4 + Li + + e —== LiFePO 4 (还原反应)充电时: 阴极: Li + + e —== Li (还原反应)阳极: LiFePO 4-e —== FePO 4 + Li + (氧化反应)总化学方程式 FePO 4 + Li 放电LiFePO 44、镍--镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液) 放电时 负极: Cd -2e —+ 2 OH – == Cd(OH)2 (氧化反应)正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH –(还原反应)充电时 阴极: Cd(OH)2 + 2e —== Cd + 2 OH – (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == 2NiOOH + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 充电放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合金、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH )放电时 负极: LaNi 5H 6-6e —+ 6OH –== LaNi 5 + 6H 2O (氧化反应)Ni(OH)2+Cd(OH)2正极: 6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH–(还原反应) 充电时阴极: LaNi5 +6e—+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH–(还原反应)阳极: 6 Ni(OH)2 -6e—+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (氧化反应) 总化学方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH 放电LaNi5 + 6Ni(OH)2燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
燃料电池电极反应式的书写
欢迎共阅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- == H2O(2) 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22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-=== 2H2O(O2+ 4e-=== 2O2-,2O2- + 4H+ === 2H2O)? 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。
燃料电池电极反应式书写方法与学习方法
燃料电池电极反应式书写方法与学习方法燃料电池是现代社会中具有广阔发展前景的新能源,具有能量转换效率高、洁净无污染等特点,因此,燃料电池电极反应式的书写成了各省、市高考的热点。
小编在此整理了相关资料,希望能帮助到大家。
燃料电池电极反应式书写方法法一:常用方法电极:惰性电极;燃料包含:H2;烃如:CH4;醇如:C2H5OH等。
电解质包含: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等。
本文来自化学自习室!第一步:写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致,若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。
本文来自化学自习室!如氢氧燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O;甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应为:CH4+2O2=CO2+2H2O①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②①式+②式得燃料电池总反应为:CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O 本文来自化学自习室!本文来自化学自习室!第二步:写出电池的正极反应式本文来自化学自习室!根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,随着电解质溶液的不同,其电极反应有所不同,其实,我们只要熟记以下四种情况:(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式:O2+4H++4e-=2H2O(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-(3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下电极反应式:O2+4e-=O2-(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下电极反应式:O2+2CO2+4e-=2CO32- 。
第三步:根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系:电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式故根据第一、二步写出的反应,有:电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式,注意在将两个反应式相减时,要约去正极的反应物O2。
燃料电池电极反应式书写的规律
燃料电池电极反应式书写的规律山东省东营市利津县第二中学孙娟妮殷建鹏原电池知识是中学化学中的重要基本概念,也是近年来高考的热点,在学习原电池时,学生最感到困难的是电极反应式的书写,特别燃料电池的电极反应式的书写,为了帮助同学们准确把握这类电池的电极反应式的写法,我结合自己的教学体会谈谈这方面的问题,供大家参考。
燃料电池是一种不经燃烧,将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置,它和其它电池中的氧化还原反应一样,都是自发的化学反应,不会发出火焰,其化学能可以直接转化为电能的一种电池。
燃料即化石燃料以及由此得到的衍生物,如氢、肼、烃、煤气等液体和气体燃料;氧化剂仅限于氧和空气。
燃料电池基本结构与一般化学电源相同,由正极(氧化剂电极)、负极(燃料电极)和电解质构成,但其电极本身仅起催化和集流作用。
燃料电池工作时,活性物质由外部供给,因此,原则上说,只要燃料和氧化剂不断地输入,反应产物不断地排出,燃料电池就可以连续放电,供应电能。
氢氧燃料电池基本结构所有的燃料电池的工作原理都是一样的,其电极反应的书写同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式的步骤类似于普通原电池,在书写时应注意以下几点:1.电池的负极一定是可燃性气体,失电子,元素化合价升高,发生氧化还原反应;电池的正极一定是助燃性气体,得电子,化合价降低,发生还原反应。
2.燃料电池两电极材料一般都不参加反应,反应的是通到电极上的燃料和氧气,两电极只是传导电子的作用。
3.电极反应式作为一种特殊的离子反应方程式,也必需遵循原子守恒,得失电子守恒,电荷守恒。
4.写电极反应时,一定要注意电解质是什么,其中的离子要和电极反应中出现的离子相对应,在碱性电解质中,电极反应式不能出现氢离子,在酸性电解质溶液中,电极反应式不能出现氢氧根离子。
5.正负两极的电极反应式在得失电子守恒的条件下,相叠加后的电池反应必须是燃料燃烧反应和燃料产物于电解质溶液反应的叠加反应式。
高考化学电化学方程式的书写
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.氢氧燃料电池:电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:【2H2-4e-+4OH-===4H2O】正极:【O2+2H2O+4e-===4OH-】总反应式:【2H2+O2===2H2O】4.氢氧燃料电池:电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:【2H2-4e-===4H+】正极:【O2+4H++4e-===2H2O】总反应式:【2H2+O2===2H2O】5.氢氧燃料电池:电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:【2H2-4e-===4H+】正极:【O2+2H2O+4e-===4OH-】总反应式:【2H2+O2===2H2O】6.甲烷燃料电池:电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极:【2O2+8e-+4CO2===4CO2-3】负极:【CH4-8e-+4CO2-3===5CO2+2H2O】总反应式:【CH4+2O2===CO2+2H2O】7.甲烷燃料电池:酸性电解质(电解液为H 2SO 4溶液)正极:【2O 2+8e -+8H +===4H 2O 】负极:【CH 4-8e -+2H 2O===CO 2+8H +】总反应式:【CH 4+2O 2===CO 2+2H 2O 】8.甲烷燃料电池:碱性电解质(电解液为KOH 溶液)正极:【2O 2+8e -+4H 2O===8OH -】负极:【CH 4-8e -+10OH -===CO 2-3+7H 2O 】总反应式:【CH 4+2O 2+2KOH===K 2CO 3+3H 2O 】9.甲烷燃料电池:碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH 溶液) 正极:【3O 2+12e -+6H 2O===12OH -】负极:【2CH 3OH -12e -+16OH -===2CO 2-3+12H 2O 】总反应式:【2CH 3OH +3O 2+4KOH===2K 2CO 3+6H 2O 】10.甲烷燃料电池:酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极:【3O 2+12e -+12H +===6H 2O 】负极:【2CH 3OH -12e -+2H 2O===12H ++2CO 2】总反应式:【2CH 3OH +3O 2===2CO 2+4H 2O 】11.CO 燃料电池:熔融盐(铂为两极、碳酸盐熔融作电解质,空气与CO 2为正极助燃气) 正极:【O 2+4e -+2CO 2===2CO 2-3】负极:【2CO +2CO 2-3-4e -===4CO 2】12.CO 燃料电池:酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极:【O 2+4e -+4H +===2H 2O 】负极:【2CO -4e -+2H 2O===2CO 2+4H +】13.用惰性电极电解NaCl 溶液阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【2Cl --2e -===Cl 2↑】总反应式:【2NaCl +2H 2O =====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑】阴极:【2Cu 2++4e -===2Cu 】阳极:【4OH --4e -===2H 2O +O 2↑】总反应式:【2CuSO 4+2H 2O =====电解2Cu +2H 2SO 4+O 2↑】15.用惰性电极电解熔融MgCl 2阳极:【2Cl --2e -===Cl 2↑】阴极:【Mg 2++2e -===Mg 】总反应式:【MgCl 2(熔融)=====电解Mg +Cl 2↑】16.用惰性电极电解熔融Al 2O 3阳极:【6O 2--12e -===3O 2↑】阴极:【4Al 3++12e -===4Al 】总反应式:【2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al +3O 2↑】17.用铜作电极电解H 2O阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【Cu -2e -===Cu 2+】总反应式:【Cu +2H 2O =====电解Cu(OH)2↓+H 2↑】18.用铜作电极电解H 2SO 4溶液阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【Cu -2e -===Cu 2+】总反应式:【Cu +H 2SO 4=====电解CuSO 4+H 2↑】19.用铜作电极电解NaOH 溶液阴极:【2H 2O +2e -===H 2↑+2OH -】阳极:【Cu -2e -+2OH -===Cu(OH)2↓】总反应式:【Cu +2H 2O =====电解Cu(OH)2↓+H 2↑】阴极:【6H ++6e -===3H 2↑】阳极:【2Al -6e -===2Al 3+】总反应式:【2Al +3H 2SO 4=====电解Al 2(SO 4)3+3H 2↑】21.用Al 作电极电解NaOH 溶液阴极:【6H 2O +6e -===3H 2↑+6OH -】阳极:【2Al -6e -+8OH -===2AlO -2+4H 2O 】总反应式:【2Al +2H 2O +2NaOH =====电解2NaAlO 2+3H 2↑】22.铁—镍电池(负极—Fe ,正极—NiO 2,电解液—KOH 溶液) 已知Fe +NiO 2+2H 2O充电 放电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:【 负极:【Fe -2e -+2OH -===Fe(OH)2】正极:【NiO 2+2H 2O +2e -===Ni(OH)2+2OH -】阴极:【Fe(OH)2+2e -===Fe +2OH -】阳极:【Ni(OH)2-2e -+2OH -===NiO 2+2H 2O 】23.LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—Li ,含Li +导电固体为电解质) 已知FePO 4+Li充电 放电LiFePO 4,则 负极:【Li -e -===Li +】正极:【FePO 4+Li ++e -===LiFePO 4】阴极:【Li ++e -===Li 】阳极:【LiFePO 4-e -===FePO 4+Li +】24.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 +2K 2FeO 4+8H 2O充电 放电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH ,则:【 负极:【3Zn -6e -+6OH -===3Zn(OH)2】正极:【2FeO 2-4+6e -+8H 2O===2Fe(OH)3+10OH -】阴极:【3Zn(OH)2+6e -===3Zn +6OH -】阳极:【2Fe(OH)3-6e -+10OH -===2FeO 2-4+8H 2O 】。
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。
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。
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。
高中化学常见的电池的电极反应式的书写汇总完整版
高中化学常见的电池的电极反应式的书写汇总标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。
选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。
巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极: Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极: 2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3弱酸性)负极: Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应) 正极:2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极: 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-==4OH (还原反应)化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2(吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:(负极—Al、正极—Ni 电解液 NaCl溶液、O2)负极: 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-==12OH(还原反应)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—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH-(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ MnOOH7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH- (还原反应)化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2+ 2Ag8、铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ (氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-(还原反应)总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al): 2Al + 8 OH–- 6e- = 2AlO2–+4H2O (氧化反应)正极(Mg): 6H2O + 6e- = 3H2↑+6OH–(还原反应)化学方程式: 2Al + 2OH– + 2H2O = 2AlO2–+ 3H210、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + (氧化反应)正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-(还原反应)化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3+ 6LiCl + 2S,二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2电解液—浓硫酸)放电时负极: Pb-2e-+SO42-=PbSO4(氧化反应)正极: PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (还原反应)充电时阴极: PbSO4 + 2H+ + 2e-== Pb+H2SO4(还原反应)阳极: PbSO4 + 2H2O - 2e-== PbO2+ H2SO4+ 2H+ (氧化反应)总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4充电放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Fe-2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2(氧化反应)正极: NiO2 + 2H2O + 2e—== Ni(OH)2+ 2 OH–(还原反应)充电时阴极: Fe (OH)2+ 2e—== Fe + 2 OH–(还原反应)阳极: Ni(OH)2-2e—+ 2 OH– == NiO2+ 2H2O (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO2+ 2H2O放电 Fe (OH)2+ Ni(OH)23、LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—石墨,含Li+导电固体为电解质)放电时负极: Li - e— ==Li + (氧化反应)正极: FePO4 + Li+ + e—== LiFePO4(还原反应)充电时:阴极: Li+ + e—== Li (还原反应)阳极: LiFePO4-e—== FePO4+ Li+ (氧化反应)总化学方程式 FePO4 + Li充电放电 LiFePO44、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Cd-2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2(氧化反应)正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–(还原反应)充电时 阴极: Cd(OH)2 + 2e —== Cd + 2 OH – (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == 2NiOOH + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合金、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH )放电时 负极: LaNi 5H 6-6e —+ 6OH –== LaNi 5 + 6H 2O (氧化反应)正极: 6NiOOH +6e —+ 6H 2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH – (还原反应)充电时 阴极: LaNi 5 +6e —+ 6H 2O== LaNi 5H 6+ 6OH – (还原反应)阳极: 6 Ni(OH)2 -6e —+ 6OH –== 6NiOOH + 6H 2O (氧化反应)总化学方程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH放电LaNi 5 + 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极—Zn 、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时 负极:3Zn -6e - + 6 OH –== 3 Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2FeO 42— +6e -+ 8H 2O ==2 Fe (OH)3 + 10OH – (还原反应)充电时 阴极:3Zn(OH)2 +6e -==3Zn + 6 OH – (还原反应)阳极:2Fe(OH)3 -6e -+ 10OH –==2FeO 42—+ 8H 2O (氧化反应)Ni(OH)2+Cd(OH)2总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4+ 8H2O放电3Zn(OH)2+ 2Fe(OH)3+ 4KOH7、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示)放电时负极: LiC6 – xe- = Li(1-x)C6+ x Li+ (氧化反应)正极: Li(1-x)CoO2+ xe- + x Li+ == LiCoO2(还原反应)充电时阴极: Li(1-x)C6+ x Li+ + xe- =LiC6(还原反应)阳极: LiCoO2 – xe-= Li(1-x)CoO2+ x Li+(氧化反应)总反应方程式 Li(1-x)CoO2+ LiC6 充电放电LiCoO2+ Li(1-x)C6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
电化学方程式的书写
电化学方程式的书写一、加减原则:在电子得失守恒的情况下,两个电极反应式叠加,会得到电极总反应式(注意:若电解质为弱电解质,在相加时应把离子改为相应的弱电解质)。
故书写时,可以先写总反应式和较简单的电极反应式,再利用总反应式减去较简单电极反应式得到较复杂电极反应式。
二、以氧气为助燃剂的燃料电池电极方程式的书写原则:1.先写出电极总反应式;2.再写出氧气所在电极(正极)的电极方程式:酸性:O2+4H++4e-=2H2O中性和碱性:O2+2H2O+4e-=4OH-3.最后利用总反应式减去正极反应可得到负极的电极方程式。
三、得氧失氧原则:得氧时,在反应物中加H2O(电解质溶液为酸性)或OH-(电解质溶液为碱性或中性);失氧时,在反应物中加H2O(电解质溶液为碱性或中性)或H+(电解质溶液为酸性)。
如“纽扣”电池的电解质溶液为KOH溶液,其总反应式为:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2,负极Zn→Zn(OH)2,根据得氧原则,负极反应式为:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,正极Ag2O→Ag,根据失氧原则,正极反应式为:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
四、逆向原则:对于可充电电池的电极反应而言:充电时阴极反应,为放电时负极反应的逆反应;充电时阳极反应,为放电时正极反应的逆反应。
五、信息原则:仔细阅读题中所给出的信息,并以题中所给信息为准书写方程式。
六、背诵原则:对于必修2,选修5教材所出现的电极反应,如果不能理解记忆,那就请同学们背下来。
当堂练习:1.铅蓄电池,总反应方程式为:(1)放电时电极反应正极:____________________ ____ ____ _____ ___ ______。
负极:______________________ __ _______ ____ ____ ___。
(2)充电时电极反应阴极:____________________ ____ ____ ____ ____ ______。
高中化学常见的电池的电极反应式的书写汇总
高中化学常见的电池的电极反应式的书写汇总 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。
选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。
巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极: Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极: 2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3弱酸性)负极: Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应) 正极:2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极: 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-==4OH (还原反应)化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2(吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:(负极—Al、正极—Ni 电解液 NaCl溶液、O2)负极: 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-==12OH(还原反应)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—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH-(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ MnOOH7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH- (还原反应)化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2+ 2Ag8、铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ (氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-(还原反应)总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al): 2Al + 8 OH–- 6e- = 2AlO2–+4H2O (氧化反应)正极(Mg): 6H2O + 6e- = 3H2↑+6OH–(还原反应)化学方程式: 2Al + 2OH– + 2H2O = 2AlO2–+ 3H210、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + (氧化反应)正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-(还原反应)化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3+ 6LiCl + 2S,二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2电解液—浓硫酸)放电时负极: Pb-2e-+SO42-=PbSO4(氧化反应)正极: PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (还原反应)充电时阴极: PbSO4 + 2H+ + 2e-== Pb+H2SO4(还原反应)阳极: PbSO4 + 2H2O - 2e-== PbO2+ H2SO4+ 2H+ (氧化反应)总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4充电放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Fe-2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2(氧化反应)正极: NiO2 + 2H2O + 2e—== Ni(OH)2+ 2 OH–(还原反应)充电时阴极: Fe (OH)2+ 2e—== Fe + 2 OH–(还原反应)阳极: Ni(OH)2-2e—+ 2 OH– == NiO2+ 2H2O (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO2+ 2H2O放电 Fe (OH)2+ Ni(OH)23、LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—石墨,含Li+导电固体为电解质)放电时负极: Li - e— ==Li + (氧化反应)正极: FePO4 + Li+ + e—== LiFePO4(还原反应)充电时:阴极: Li+ + e—== Li (还原反应)阳极: LiFePO4-e—== FePO4+ Li+ (氧化反应)总化学方程式 FePO4 + Li充电放电 LiFePO44、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Cd-2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2(氧化反应)正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–(还原反应)充电时 阴极: Cd(OH)2 + 2e —== Cd + 2 OH – (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == 2NiOOH + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合金、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH )放电时 负极: LaNi 5H 6-6e —+ 6OH –== LaNi 5 + 6H 2O (氧化反应)正极: 6NiOOH +6e —+ 6H 2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH – (还原反应)充电时 阴极: LaNi 5 +6e —+ 6H 2O== LaNi 5H 6+ 6OH – (还原反应)阳极: 6 Ni(OH)2 -6e —+ 6OH –== 6NiOOH + 6H 2O (氧化反应)总化学方程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH放电LaNi 5 + 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极—Zn 、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时 负极:3Zn -6e - + 6 OH –== 3 Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2FeO 42— +6e -+ 8H 2O ==2 Fe (OH)3 + 10OH – (还原反应)充电时 阴极:3Zn(OH)2 +6e -==3Zn + 6 OH – (还原反应)阳极:2Fe(OH)3 -6e -+ 10OH –==2FeO 42—+ 8H 2O (氧化反应)Ni(OH)2+Cd(OH)2总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4+ 8H2O放电3Zn(OH)2+ 2Fe(OH)3+ 4KOH7、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示)放电时负极: LiC6 – xe- = Li(1-x)C6+ x Li+ (氧化反应)正极: Li(1-x)CoO2+ xe- + x Li+ == LiCoO2(还原反应)充电时阴极: Li(1-x)C6+ x Li+ + xe- =LiC6(还原反应)阳极: LiCoO2 – xe-= Li(1-x)CoO2+ x Li+(氧化反应)总反应方程式 Li(1-x)CoO2+ LiC6 充电放电LiCoO2+ Li(1-x)C6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
高中常见的原电池(化学电源)电极反应式的书写
常见的原电池(化学电源)电极反应式班级:姓名:座号:一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极:正极:总反应方程式(离子方程式)Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极:正极:总反应方程式(离子方程式)Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极:正极:化学方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀)4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 4、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):化学方程式:2Al + 2OH–+ 2H2O =2AlO2–—+ 3H25、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:正极:化学方程式Zn +MnO2 +H2O == ZnO + Mn(OH)26、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:正极:化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—浓硫酸)放电时负极:正极:充电时阴极:阳极:总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极:正极:充电时阴极:阳极:总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)23、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示)放电时负极: LiC6 – xe- =Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)正极:Li(1-x)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2(还原反应)充电时阴极:Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- =LiC6(还原反应)阳极:LiCoO2 – xe-=Li(1-x)CoO2 + x Li+(氧化反应)总反应方程式Li(1-x)CoO2 + LiC6 放电LiCoO2 + Li(1-x)C6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
几种常见的燃料电池电极反应式的书写
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。
高中化学新人教版教案-燃料电池方程式书写(教学设计)-全国公开课一等奖
燃料电池方程式书写教学设计教学目的:掌握燃料电池正负极和总反应化学方程式的书写教学方法讲解:1、燃料电池正极电极方程式书写:燃料电池正极一般通入的是氧气或空气,参与反应的是氧气。
结合不同的环境,正极方程式一般是比较固定的,只是结合负极反应,得失电子数不同即方程式系数不同而已。
O2+4e-=2O2-(环境为固体氧化物)O2+4e-+4H+=2H2O (环境为酸性条件)O2+4e-+2H2O=4OH-(环境为碱性条件)O2+4e-+2CO2=2CO32-(环境为熔融碳酸盐)从以上正极方程式可以看出:正极都是在O2+4e-的基础上结合环境得到的,简单来说就是抓住不同环境用不同离子来中和电子,环境为固体氧化物用O2-中和电子;环境为酸性条件用H+-中和电子;环境为碱性条件用OH-中和电子;环境为熔融碳酸盐用CO32-中和电子(不同环境中和电子的这些离子也适合负极和总反应),然后根据守恒法配平。
2、燃料电池负极电极方程式书写:燃料通入的一极为负极,很多老师在教学中都是先写总反应,然后把总反应减去正极,这样就拖慢了解题速度。
其实负极反应方程式也可以很快写出。
只要抓住负极反应方程式是:燃料失去电子,并且先弄明白不同环境不同元素的产物【小结一般规律:C(S)元素在碱性环境产物为CO32-(S O32-),在酸性、固体氧化物、熔融碳酸盐产物一般为CO2(S O2));N元素在碱性环境、酸性、固体氧化物或熔融碳酸盐一般产物为N2),特殊产物看题意】,然后同样用不同环境的离子中和电子,最后也是根据守恒法配平。
比如以(08年山东理综·29)为例:以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。
负极反应方程式:在教学中首先抓住负极是丙烷失去电子,到底失去多少电子,我们通过化合价一共升高多少来决定。
由于环境是熔融碳酸盐,所以产物为CO2,根据C化合价的变化我们知道一共失去20e-,根据环境用CO32-中和电子,最后用守恒法很快得到以下负极方程式:C3H8-20e-+ 10CO32- = 13CO2 + 4H2O。
高考常见的电池的电极反应式的书写
高中常见的原电池电极反应式的书写一次电池2、铁碳电池:负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3弱酸性负极:Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池:负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性负极:2Fe–4e-==2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-==4OH化学方程式2Fe+O2+2H2O==2FeOH24FeOH2+O2+2H2O==4FeOH32FeOH3==Fe2O3+3H2O铁锈的生成过程5、普通锌锰干电池:负极—Zn、正极—C、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池:负极—Zn、正极—C、电解液KOH、MnO2的糊状物负极:Zn+2OH–2e-==ZnOH2正极:2MnO2+2H2O+2e-==2MnOOH+2OH-化学方程式Zn+2MnO2+2H2O==ZnOH2+MnOOH7、银锌电池:负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH负极:Zn+2OH––2e-==ZnOH2正极:Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-化学方程式Zn+Ag2O+H2O==ZnOH2+2Ag8、铝–空气–海水负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水负极:4Al-12e-==4Al3+正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4AlOH3铂网增大与氧气的接触面9、镁---铝电池负极--Al、正极--Mg电解液KOH负极Al:2Al+8OH–-6e-=2AlO2–+4H2O正极Mg:6H2O+6e-=3H2↑+6OH–化学方程式:2Al+2OH–+2H2O=2AlO2–+3H210、锂电池一型:负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4-SOCl2负极:8Li-8e-=8Li+正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-化学方程式8Li+3SOCl2===Li2SO3+6LiCl+2S二次电池又叫蓄电池或充电电池1、铅蓄电池:负极—Pb正极—PbO2电解液—浓硫酸放电时负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O充电时阴极:PbSO4+2H++2e-==Pb+H2SO4阳极:PbSO4+2H2O-2e-==PbO2+H2SO4+2H+总化学方程式Pb+PbO2+2H2SO4充电放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:负极--Fe、正极—NiO2、电解质溶液为KOH溶液放电时负极:Fe-2e—+2OH–==FeOH2正极:NiO2+2H2O+2e—==NiOH2+2OH–充电时阴极:FeOH2+2e—==Fe+2OH–阳极:NiOH2-2e—+2OH–==NiO2+2H2O总化学方程式Fe+NiO2+2H2O充电放电FeOH2+NiOH23、LiFePO4电池正极—LiFePO4,负极—石墨,含Li+导电固体为电解质放电时负极:Li-e—==Li+正极:FePO4+Li++e—==LiFePO4充电时:阴极:Li++e—==Li阳极:LiFePO4-e—==FePO4+Li+总化学方程式FePO4+Li充电放电LiFePO44、镍--镉电池负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液放电时负极:Cd-2e—+2OH–==CdOH2正极:2NiOOH+2e—+2H2O==2NiOH2+2OH–充电时阴极:CdOH2+2e—==Cd+2OH–阳极:2NiOH2-2e—+2OH–==2NiOOH+2H2O总化学方程式Cd+2NiOOH+2H2O充电放电CdOH2+2NiOH25、氢--镍电池:负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH放电时负极:LaNi5H6-6e—+6OH–==LaNi5+6H2O正极:6NiOOH+6e—+6H2O==6NiOH2+6OH–充电时阴极:LaNi5+6e—+6H2O==LaNi5H6+6OH–阳极:6NiOH2-6e—+6OH–==6NiOOH+6H2O总化学方程式LaNi5H6+6NiOOH放电LaNi5+6NiOH26、高铁电池:负极—Zn、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质放电时负极:3Zn-6e-+6OH–==3ZnOH2正极:2FeO42—+6e-+8H2O==2FeOH3+10OH–充电时阴极:3ZnOH2+6e-==3Zn+6OH–阳极:2FeOH3-6e-+10OH–==2FeO42—+8H2O总化学方程式3Zn+2K2FeO4+8H2O充电放电3ZnOH2+2FeOH3+4KOH7、锂电池二型负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示放电时负极:LiC6–xe-=Li1-xC6+xLi+正极:Li1-x CoO2+xe-+xLi+==LiCoO2充电时阴极:Li1-x C6+xLi++xe-=LiC6阳极:LiCoO2–xe-=Li1-xCoO2+xLi+总反应方程式Li1-x CoO2+LiC6充电放电LiCoO2+Li1-xC6燃料电池一、氢氧燃料电池1、电解质是KOH溶液碱性电解质负极:H2–2e-+2OH—===2H2O正极:O2+H2O+4e-===OH—总反应方程式2H2+O2===2H2O2、电解质是H2SO4溶液酸性电解质负极:H2–2e-===2H+正极:O2+4H++4e-===2H2O总反应方程式2H2+O2===2H2O3、电解质是NaCl溶液中性电解质负极:H2–2e-===2H+正极:O2+H2O+4e-===4OH—总反应方程式2H2+O2===2H2O二、甲醇燃料电池1.碱性电解质铂为两极、电解液KOH溶液正极:3O2+12e-+6H20===12OH-负极:2CH3OH–12e-+16OH—===2CO32-+12H2O总反应方程式2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O2.酸性电解质铂为两极、电解液H2SO4溶液正极:3O2+12e--+12H+==6H2O还原反应负极:2CH3OH–12e-+2H2O==12H++2CO2总反应式2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O三、CO燃料电池1、熔融盐铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气正极:O2+4e-+2CO2=2CO32--负极:2CO+2CO32-–4e-==4CO2总反应式:2CO+O2=2CO22、酸性电解质铂为两极、电解液H2SO4溶液正极:O2+4e--+4H+==2H2O负极:2CO–4e-+2H2O==2CO2+4H+总反应式:2CO+O2=2CO2四、肼燃料电池铂为两极、电解液KOH溶液正极:O2+2H2O+4e-==4OH—负极:N2H4+4OH—--4e-==N2+4H2O总反应方程式N2H4+O2===N2+2H2O五、甲烷燃料电池1.碱性电解质铂为两极、电解液KOH溶液正极:2O2+2H2O+8e-==8OH—负极:CH4+10OH—--8e-==CO32-+7H2O总反应方程式CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O2、酸性电解质铂为两极、电解液H2SO4溶液正极:2O2+8e-+8H+==4H2O负极:CH4--8e-+2H2O==8H++CO2总反应方程式CH4+2O2===CO2+2H2O六、丙烷燃料电池铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种1、电解质是熔融碳酸盐K2CO3或Na2CO3正极:5O2+20e-+10CO2==10CO32-负极:C3H8--20e-+10CO32-==3CO2+4H2O总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O2、酸性电解质电解液H2SO4溶液正极:5O2+20e-+26H+==10H2O负极:C3H8--20e-+6H2O==3CO2+20H+总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O3、碱性电解质铂为两极、电解液KOH溶液正极:5O2+20e-+10H2O==20OH—负极:C3H8--20e-+26OH—==3CO32-+17H2O总反应方程式C3H8+5O2+6KOH===3K2CO3+7H2O七、乙烷燃料电池铂为两极、电解液KOH溶液正极:7O2+28e-+14H2O==28OH—负极:2C2H6--28e-+36OH—==4CO32-+24H2O总反应方程式2C2H6+7O2+8KOH===4K2CO3+10H2O。
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燃料电池方程式书写
燃料电池方程式书写。
第一步,先写出燃料电池的总反应方程式;
第二步,再写出燃料电池的正极反应
第三步,在电子守恒的基础上,用燃料电池的总反应式,减去正极反应式,即得到负极反应式。
在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。
1、燃料电池总反应方程式的书写燃料电池总反应方程式的书写燃料电池总反应方程式的书写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H2O,即CH4+2O2=CO2+2H2O;在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O,即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
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是O2+4e-=2O2-。
正极产生O2-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。
⑴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H+离子生成H2O。
这样,在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
⑵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+2H2O +4e-=4OH-。
⑶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-=2CO32-。
⑷电解质为固体电解质(如固体氧化锆—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式的书写燃料电池负极反应式的书写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。