高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式(1)2
化学原电池电极方程式与化学学习方法
化学原电池电极⽅程式与化学学习⽅法 ⾼中电化学的最复杂的知识点之⼀,也是同学们觉得最烦⼈的知识点,其实只要掌握最基本的原理,就可以学好了。
⼩编在此整理了相关资料,希望能帮助到⼤家。
化学原电池电极⽅程式总结 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-=2AlO2-+4H2O; 正极:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-; 总反应离⼦⽅程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+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FePO4+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:2FeO4 2-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-。
高三化学 燃料电池原理
燃料电池•燃料电池:燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池。
(1)氧氧燃料电池以氢气为燃料(作负极),以氧气为氧化剂(作正极),可用酸性电解质(如稀H2SO4),也可用碱性电解质(如KOH)。
①若电解质是酸性的,在电极反应式中不能出现OH-。
负极:正极:总反应式:②若电解质是碱性的,在电极反应式中不能出现H+。
负极:正极:总反应式:(2)甲烷一氧气燃料电池若将金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通入甲烷和氧气。
负极:正极:总反应式:•新型化学电源的考查及解题指导:近几年高考试题中出现的新型电池,有“氢镍电池”“高铁电池”“锌一锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池”“银锌电池~纽扣电池”等。
这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。
取材于这些知识点的试题,由于题材广、信息新、陌生度大,所以,大多数考生认为这类试题难度大,而难在何处又十分迷茫。
实际上这些题目主要考查的是学生对信息的迁移应用能力。
具体有以下几个考查角度:1.新型电池“放电”时正、负极的判断2.新型电池“放电”时,电极反应式的书写首先根据电池反应分析物质得失电子情况,然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液巾的离子发生反应;对于较复杂的电极反应,可以利用总反幢方程式减去较简单一极的电极反应式,从而得到较复杂一极的电极反应式。
3.新型电池“充电”时阴、阳极的判断首先明确原电池放电时的正、负极,再根据充电时,阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。
4.新型电池充、放电时,电解质溶液中离子移动方向的判断首先分清电池是放电还是充电;再判断正、负极或阴、阳极,进而可确定离子的移动方向。
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。
高中化学燃料电池的电极反应书写方法
酸性(H+) 碱性(OH-
CO2 CO32-
碳4氢1氧-2
H+ OH-
方法:正极方程式——还原反应
酸性(H+):有H+要H+变成H2O
碱性(OH-):无H+要H2O变成OH-
• 负极方1写程碳式—2—失子电氧化3反配电应荷
4补 H2O
酸性 (H+)
碱性 (OH-)
CO2
CO
23
碳4 氢1 氧-2
H+ OH-
练习:O2—CH4
碱性(OH- ): 正极:O2+4e-+2H2O===4OH负极: CH4+10OH - - 8e-===CO32-+7H2O 总反应方程式为: CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O 酸性(H+): 正 负极 极: :O2+4e-+4H+===2H2O CH4-8e- +2H2O===CO2+8H+ 总反应方程式为: 2O2+CH4===2H2O+CO2
• 正极方程式——还原反应 • 酸性(H+):有H+要H+变成H2O O2+4e-+4H+===2H2O • 碱性(OH-):无H+要H2O变成OH- O2+4e-+2H2O===4OH-
• 负极方程式——氧化反应(含碳的化合物CO、CH4、CH3OH、C6H12O6)
1写碳
2失电子
3配电荷
4补H2O
方法:正极方程式——还原反应
酸性(H+):有H+要H+变成H2O
碱性(OH-):无H+要H2O变成OH-
高中化学电极反应方程式汇总
高中化学电极反应方程式汇总电极反应方程式一、原电池电极反应方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H+ + 2e- == H2↑负极:Zn—2e- == Zn2+总反应式:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3+ + 2e- == 2Fe2+负极:Cu —2e- == Cu2+总反应式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2Fe—4e- == 2Fe2+总反应式:2Fe + O2 + 2H2O == 2F e(O H)2↓4.氢氧燃料电池(中性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2H2—4e-== 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O5.氢氧燃料电池(酸性介质)正极:O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O负极:2H2—4e-== 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O6.氢氧燃料电池(碱性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2H2—4e- + 4OH- == 4H2O总反应式:2H2 + O2 == 2H2O 7.铅蓄电池(放电)正极(PbO2) :PbO2 + 2e- + 24SO-+ 4H+ == PbSO4↓+ 2H2O负极(Pb) :Pb—2e- + 24SO-== PbSO4↓总反应式:Pb + PbO2 + 4H+ + 224SO-== 2PbSO4↓+ 2H2O8.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e- == 3H2↑+ 6OH-负极:2Al —6e- + 8OH- == 22AlO-+ 4H2O总反应式:2Al + 2OH- + 2H2O == 22AlO-+ 3H2↑9.CH4燃料电池(碱性介质)正极:2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH-负极:CH4—8e- + 10OH- ==23CO-+ 7H2O总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH- == 23CO-+ 3H2O 10.熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):正极:O2 + 2CO2 + 4e- == 223CO-(持续补充CO2气体)负极:2CO + 223CO-—4e- == 4CO2总反应式:2CO + O2 == 2CO211.银锌纽扣电池(碱性介质)正极(Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e- == 2Ag + 2OH-负极(Zn) :Zn + 2OH-—2e- == ZnO + H2O总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag二、电解电极反应方程式1.电解CuCl2溶液阳极:2Cl-—2e- == Cl2↑阴极:Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:2Cl- + Cu2+Cl2↑ + Cu2.电解精炼铜阳极(粗铜):Cu —2e- == Cu2+阴极(纯铜) :Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:无3.电镀铜阳极(纯铜):Cu—2e- == Cu2+阴极(待镀金属,如Fe):Cu2+ + 2e- == Cu 总反应式:无4.电解饱和食盐水阳极:2Cl-—2e- == Cl2↑阴极:2H2O + 2e- == H2↑ + 2OH-总反应式:2Cl- + 2H2O H2↑+ Cl2↑ + 2OH-5.电解HCl溶液阳极:2Cl- - 2e- == Cl2↑阴极:2H+ + 2e- == H2↑总反应式:2Cl- + 2H+Cl2↑ + H2↑6.电解NaOH溶液阳极:4OH-—4e- == O2↑ + 2H2O阴极:4H2O + 4e- == 2H2↑ + 4OH-总反应式:2H2O 2H2↑+ O2↑7.电解H2SO4溶液阳极:2H2O —4e- == O2↑ + 4H+阴极:4H+ +4e- == 2H2↑总反应式:2H2O 2H2↑ + O2↑8.电解KNO3溶液阳极:2H2O —4e- == O2↑ + 4H+阴极:4H2O + 4e- == 2H2↑ + 4OH-总反应式:2H2O 2H2↑ + O2↑9.电解CuSO4溶液阳极:2H2O—4e- == O2↑ + 4H+阴极:2Cu2+ + 4e- == 2Cu↓总反应式:2Cu2+ + 2H2O 2Cu↓+ O2↑+ 4H+10.电解AgNO3溶液阳极:2H2O—4e- == O2↑ + 4H+阴极:4Ag+ + 4e- == 4Ag↓总反应式:4Ag+ + 2H2O 4Ag↓+ O2↑ + 4H+11.铅蓄电池充电阳极:PbSO4—2e- + 2H2O == PbO2 +24SO-+ 4H+阴极:PbSO4 + 2e- == Pb + 24SO-总反应式:2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 4H+ +224SO-B2H6(g) + 3O2(g) = B2O3(s) + 3H2O(l);ΔH = - 2165kJ·mol-1。
高考高中化学电化学方程式汇总
高中电化学方程式汇总电极反应方程式一、原电池电极反应方程式1、Cu—H2SO4—Zn原电池(1)总反应:Zn+2H+==Zn2++H2↑(2)负极:Zn-2e-==Zn2+↑(3)正极:2H++2e-==H2、Cu—FeCl3—C原电池(1)总反应:2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+(2)负极:Cu-2e-==Cu2+(3)正极:2Fe3++2e-==2Fe2+3、钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀(1)总反应:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2↓(2)负极:2Fe-4e-==2Fe2+(3)正极:O2+2H2O+4e-==4OH-4、钢铁在潮湿的空气中发生析氢腐蚀(1)总反应:2Fe+2H+==Fe2++H2↑(2)负极:Fe-2e-==Fe2+(3)正极:2H++2e-==H2↑5、氢氧燃料电池(中性介质)(1)总反应:2H22==2H2O(2)负极:2H2-4e-==4H+(3)正极:O2+2H2O+4e-==4OH-6、氢氧燃料电池(酸性介质)(1)总反应:2H2+O2==2H2O(2)负极:2H2-4e-==4H+(3)正极:O2+4H++4e-==2H2O7、氢氧燃料电池(碱性介质)(1)总反应:2H2+O2==2H2O(2)负极:2H2-4e-+4OH-==4H2O(3)正极:O2+2H2O+4e-==4OH-8、铅蓄电池(放电)(1)总反应:Pb+PbO2+4H++2SO42-==2PbSO4↓+2H2O(2)负极(Pb):Pb-2e-+SO42-==PbSO4↓(3)正极(PbO2):PbO2+2e-+SO42-+4H+==PbSO4↓+2H2O 9、铅蓄电池(充电)(1)总反应:2PbSO 4+2H2O Pb+PbO2+4H++2SO42-(2)阳极:PbSO4-2e-+2H2O==PbO2+SO42-+4H++2e-==Pb+SO42-(3)阴极:PbSO10、Al—NaOH—Mg原电池(1)总反应:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑(2)负极:2Al-6e-+8OH-==2AlO2-+4H2OO+6e-==3H2↑+6OH-(3)正极:6H11、CH4燃料电池(碱性介质)(1)总反应:CH4+2O2+2OH-33H2O(2)负极:CH4-8e-+10OH-==CO32-+7H2O(3)正极:2O2+4H2O+-==8OH-12、CH3CH2OH燃料电池()(1)总反应:CH2OH+3O2+4OH-==2CO32-+5H2O(2)负极:CH32OH-12e-+16OH-==2CO32-+11H2O(3)正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-13、含碳燃料电池(碱性介质)的通式(1)总反应:含碳燃料+O2+OH-==CO32-+H2O(未配平)(2)负极:含碳燃料-e-+OH-==CO32-+H2O(未配平)(3)正极:O2+2H2O+4e-==4OH-14、熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料)(1)总反应:2CO+O2==2CO2(2)负极:2CO+2CO32--4e-==4CO2(3)正极:O2+2CO2+4e-==2CO32-(持续补充CO2气体)15、银锌纽扣电池(碱性介质)(1)总反应:Zn+Ag2O==ZnO+2AgO(2)负极(Zn):Zn+2OH--2e-==ZnO+H(3)正极(Ag2O):Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-二、电解电极反应方程式1、电解CuCl2溶液(电解电解质型)(1)阳极:2Cl--2e-==Cl2↑(2)阴极:Cu2++2e-==Cu(3)总反应:2Cl-+Cu2+Cl 2↑+Cu2、电解精炼铜(1)阳极(粗铜):Cu-2e-==Cu2+(2)阴极(纯铜):Cu2++2e-==Cu3、电镀铜(1)阳极(纯铜):Cu-2e-==Cu2+(2)阴极(镀件,如Fe):Cu2++2e-==Cu4、电解饱和食盐水(放氢生碱型)(1)阳极:2Cl--2e-2↑(2)阴极:2H2O+2e-==H2↑+2OH-(3)总反应:2Cl-+2H 2O H2↑+Cl2↑+2OH-5、电解HCl溶液(电解电解质型)(1)阳极:2Cl-2e-==Cl2↑(2)阴极:2H++2e-==H2↑(3)总反应:2Cl-+2H+Cl 2↑+H2↑6、电解NaOH溶液(电解水型)(1)阳极:4OH--4e-==O2↑+2H2O(2)阴极:4H2O+4e-==2H2↑+4OH-(3)总反应:2H 2O2H2↑+O2↑7、电解H2SO4溶液(电解水型)(1)阳极:2H2O-4e-==O2↑+4H+(2)阴极:4H++4e-==2H2↑(3)总反应:2H 2O2H2↑+O2↑8、电解KNO3溶液(电解水型)(1)阳极:2H2O-4e-==O2↑+4H+(2)阴极:4H2O+4e-==2H2↑+4OH-(3)总反应:2H 2O2H2↑+O2↑9、电解CuSO4溶液(放氧生酸型)(1)阳极:2H2O-4e-==O2↑+4H+(2)阴极:2Cu2++4e-==2Cu↓(3)总反应:2Cu2++2H 2O2Cu↓+O2↑+4H+10、电解AgNO3溶液(放氧生酸型)(1)阳极:2H2O-4e-==O2↑+4H+(2)阴极:4Ag++4e-==4Ag↓(3)总反应:4Ag++2H 2O4Ag↓+O2↑+4H+。
高中原电池+电解池常见方程式总结
放电3Zn(OH)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+2H2O二、充电电池1、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)总反应方程式为:2CO +O2 =2CO2正极:负极:4、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)总反应方程式:CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O 正极:负极:5、肼(N2H4)燃料电池(电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)总反应方程式:N2H4+ O2 === N2 +2H2O正极:负极:6、H2、Cl2电池(铂为两极,一极为H2,另一极为Cl2,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)正极:负极:总反应方程式:7、A g、Cl2电池(负极—Ag 、正极—铂,通入Cl2,电解液: 1 mol·L-1盐酸)正极:负极:总反应方程式:2Ag+ Cl2==2 Ag Cl8、H2、N2电池(铂为两极,一极为H2,另一极为N2,电解质溶液是盐酸、氯化铵溶液)正极:负极:总反应方程式:3H2 + N2 +2HCl==2 NH4Cl四、非水电池1、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、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 === 2H2O3、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+10H2O4、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2的混合气,Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质)正极:负极:总反应方程式O2 +2CO==4CO25、Li-Al/FeS电池(一级是Li-Al合金,一极是粘有FeS的石墨,电解质是Li2CO3熔融盐)正极:负极:总反应方程式:2Li+FeS=Li2S+Fe五、电解池1、写出下列电解池的电极反应式和总反应式(1)用惰性电极电解硫酸钠溶液:若要恢复到原溶液浓度,加入一定量____________ 阳极: 。
高中化学关于原电池反应的方程式介绍
高中化学关于原电池反应的方程式介绍在高中阶段学生会学习到很多的方程式,下面是店铺给大家带来的有关于关于原电池的化学方程式的介绍,希望能够帮助到大家。
高中化学关于原电池反应的方程式原电池反应 X—Y(电解质溶液) 或 X//电解质溶液//Y(1)不可逆电池苏打电池:Zn—Cu(H2SO4)Zn极(-) Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应)Cu极(+) 2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式Zn+2H+==H2↑+Zn2+化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑铁碳电池:Fe—C(H2CO3)Fe极(-) Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应)C极 (+) 2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)铁碳电池:Fe—C(H2O、O2)Fe极(-) 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反应)C极 (+) O2+2H2O+4e-==4 (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•nH2O+(3-n)H2O (铁锈的生成过程)铝镍电池:Al—Ni(NaCl溶液、O2)Al极(-) 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应)Ni极(+)3O2+6H2O+12e-==12 (还原反应)化学方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)干电池:Zn—MnO2(NH4Cl糊状物) NH4Cl+H2O==NH3•H2O+HClZn极(-) Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应)Cu极(+) 2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑(2)可逆电池铅蓄电池:Pb—PbO2(浓硫酸)放电Pb极 (-) Pb+H2SO4–2e-==PbSO4+2H+ (氧化反应)PbO2极(+)PbO2+H2SO4+2H++2e-==PbSO4+2H2O (还原反应)化学方程式 Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2OPb—PbO2(浓硫酸)充电Pb极 (-) PbSO4+2H+–2e-== Pb+H2SO4 (还原反应)PbO2极(+)PbSO4+2H2O+2e-==PbO2+H2SO4+2H+ (氧化反应)化学方程式 2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4锂电池:Li—LiMnO2(固体介质)(-) Li–e-==Li+ (氧化反应)(+) MnO2+Li++e-==LiMnO2+H2O (还原反应)化学方程式Li+MnO¬2==LiMnO2银锌电池:Zn—Ag2O(NaOH)Zn极(-) Zn+2OH––2e-==ZnO+H2O (氧化反应)Cu极(+) Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2 (还原反应)化学方程式 Zn+Ag2O ==ZnO+2Ag(3)高能燃料电池:H2—O2(NaOH)Pt极(-) 2H2+4 –4e-==4H2O (氧化反应)Pt极(+) O2+2H2O+4e-==4 (还原反应)化学方程式 2H2+O2==2H2OCH4—O2(NaOH)Pt极(-) CH4+10 –8e-== +7H2O (氧化反应)Pt极(+) 2O2+4H2O+8e-==8 (还原反应)化学方程式 CH4+2O2+2NaOH==Na2CO3+3H2O高中化学关于电解和电极的方程式1、电解质溶液在惰性电极条件下,或阴极是较活泼金属电极,阳极是惰性电极条件下的电解2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑(-)2H2O+2e-==H2↑+2OH- 或 2H++2e-==H2↑(+)2Cl --2e-==Cl2↑2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑CuCl2 Cu+Cl2↑(-)Cu2++2e-==Cu↓(+)2Cl- -2e-==Cl2↑Cu2++2Cl- Cu↓+Cl2↑2CuSO4+2H2O 2Cu↓+O2↑+2H2SO4(-)2Cu2+ + 4e-==2Cu↓(+)2H2O - 4e-==O2↑+4H+ 或:4OH- -4e-==O2↑+2H2O 4H2O 4H++4OH-2Cu2++2H2O 2Cu↓+O2↑+4H+2H2O 2H2↑+O2↑(-) 4H++4e-==2H2↑(+)4OH- -4e-==O2↑+2H2O中性电解 4H2O 4H++4OH-2H2O H2↑+O2↑酸性水解:(-) 4H++4e-==2H2↑(+)2H2O-4e-==O2↑+4H+ 4OH- -4e-==O2↑+2H2O2H2O H2↑+O2↑碱性水解:(-) 4H2O+4e-==2H2↑+4OH- 或:4H++4e-==2H2↑(+)4OH--4e-==O2↑+2H2O2H2O H2↑+O2↑2、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:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑(-)2Na++2e-==2Na (+)2Cl--4e-==Cl2↑2Na++2Cl-(熔融) 2Na+Cl2↑2Al2O3(熔融) 4Al+2O2↑(-)4Al3++12e–==4Al (+)6O2- -12e-==3O2↑4Al3+ +6O2- 4Al+3O2↑NaHF2(熔融) H2↑+F2↑(-)2H++2e–==H2↑(+)2F- -2e-==F2↑2HF H2↑+F2↑。
燃料电池电极方程式
燃料电池电极方程式燃料电池是一种利用化学能转化为电能的装置,其工作原理基于燃料和氧气之间的氧化还原反应。
燃料电池由阳极、阴极和电解质三个主要组成部分构成。
其中,电极是燃料电池中的关键部分,负责催化氧化还原反应并转化化学能为电能。
燃料电池的电极方程式描述了氧化还原反应在电极上的发生过程。
一般来说,燃料电池的阳极和阴极上分别发生氧化和还原反应。
下面将详细解释燃料电池的电极方程式。
1. 阳极反应:在燃料电池的阳极上,燃料(如氢气)发生氧化反应,产生电子和正离子。
电子通过外电路流动,正离子则通过电解质传递到阴极,完成电流的闭合回路。
以氢气为例,其在阳极上的氧化反应可以表示为:H2 → 2H+ + 2e-2. 阴极反应:在燃料电池的阴极上,氧气和电子发生还原反应,生成水。
以氧气为例,其在阴极上的还原反应可以表示为:O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O3. 综合反应:将阳极和阴极的反应综合起来,可以得到燃料电池的整体反应方程式。
以氢气燃料电池为例,整体反应方程式可以表示为:H2 + 1/2O2 → H2O需要注意的是,在实际应用中,为了提高燃料电池的效率,常常会在阳极和阴极上使用催化剂来加速反应速率。
催化剂可以降低反应的活化能,提高反应速率,从而增强燃料电池的性能。
燃料电池的电极方程式还与电解质的类型和温度等因素有关。
不同类型的燃料电池使用不同的电解质和催化剂,进而导致电极反应的差异。
例如,质子交换膜燃料电池(PEMFC)使用质子交换膜作为电解质,而固体氧化物燃料电池(SOFC)使用固体氧化物作为电解质。
总结起来,燃料电池电极方程式描述了燃料氧化和还原反应在电极上发生的过程。
通过电极方程式,可以了解燃料电池的工作原理和反应机理,有助于优化燃料电池的设计和性能。
高中化学常用原电池方程式(最新、最全、上下标规范)
常用原电池方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H++ 2e-=H2↑负极:Zn -2e-= Zn2+总反应式:Zn + 2H+== Zn2++ H2↑2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3++ 2e-=2Fe2+负极:Cu -2e-=Cu2+总反应式:2Fe3++ Cu == 2Fe2++ Cu2+3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2+ 2H2O + 4e-=4OH-负极:2Fe -4e-=2Fe2+总反应式:2Fe + O2+ 2H2O == 2Fe(OH)24.氢氧燃料电池(中性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e-=4OH-负极:2H2-4e-=4H+总反应式:2H2+ O2 == 2H2O5.氢氧燃料电池(酸性介质)正极:O2+ 4H+ + 4e-=2H2O负极:2H2-4e-=4H+总反应式:2H2+ O2== 2H2O6.氢氧燃料电池(碱性介质)正极:O2+ 2H2O + 4e-=4OH-负极:2H2-4e-+ 4OH-=4H2O总反应式:2H2+ O2== 2H2O7.铅蓄电池(放电)正极(PbO2) :PbO2+ 2e-+ SO42-+ 4H+=PbSO4+ 2H2O 负极(Pb) :Pb-2e-+ SO42-=PbSO4总反应式:Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2-== 2PbSO4+ 2H2O8.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e-=3H2↑ + 6OH-负极:2Al -6e-+ 8OH-=2AlO2-+ 4H2O总反应式:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+ 3H2↑9.CH4燃料电池(碱性介质)正极:2O2+ 4H2O + 8e-=8OH-负极:CH4-8e-+ 10OH-=(CO3)2-+ 7H2O总反应式:CH4+ 2O2+ 2OH-== (CO3)2-+ 3H2O10.熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):正极:O2+ 2CO2+ 4e-=2(CO3)2-(持续补充CO2气体)负极:2CO + 2(CO3)2--4e-=4CO2总反应式:2CO + O2== 2CO211.银锌纽扣电池(碱性介质)正极(Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e-=2Ag + 2OH-负极(Zn) :Zn + 2OH--2e-=ZnO + H2O总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag********************************************************************************************高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式几种常见的“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。
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。
高中化学常用原电池方程式
经常使用原电池方程式之马矢奏春创作1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极: 2H+ + 2e- → H2↑负极: Zn - 2e- → Zn2+总反应式:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑ 2.Cu─FeCl3─C原电池正极: 2Fe3+ + 2e- → 2Fe2+负极: Cu - 2e- → Cu2+总反应式: 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3.钢铁在湿润的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-负极:2Fe - 4e- → 2Fe2+总反应式:2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2 4.氢氧燃料电池(中性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-负极:2H2 - 4e- → 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O5.氢氧燃料电池(酸性介质)正极:O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O负极:2H2 - 4e-→ 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O6.氢氧燃料电池(碱性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-负极:2H2 - 4e- + 4OH- → 4H2O总反应式:2H2 + O2 == 2H2O7.铅蓄电池(放电)正极 (PbO2) :PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ → PbSO4 + 2H2O负极 (Pb) :Pb- 2e-+ (SO4)2-→ PbSO4总反应式:Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2- == 2PbSO4 + 2H2O8.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e- → 3H2↑ + 6OH-负极:2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2- + 4H2O总反应式:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑9.CH4燃料电池(碱性介质)正极:2O2 + 4H2O + 8e- → 8OH-负极:CH4 -8e- + 10OH- → (CO3)2- + 7H2O总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH- == (CO3)2- + 3H2O10.熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):正极:O2 + 2CO2 + 4e- → 2(CO3)2- (继续弥补CO2气体)负极:2CO + 2(CO3)2- - 4e- → 4CO2总反应式:2CO + O2 == 2CO211.银锌纽扣电池(碱性介质)正极 (Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e- → 2Ag + 2OH-负极 (Zn) :Zn + 2OH- -2e- → ZnO + H2O总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag********************************************************* ***********************************。
高中化学需要掌握的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: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。
燃料电池高一相关知识点
燃料电池高一相关知识点燃料电池是一种能将氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气反应产生电能的装置。
燃料电池具有高效、环保、静音等特点,被广泛应用于电动汽车、无人机和家用电力系统等领域。
在高中化学学科中,燃料电池也是一个重要的知识点。
本文将介绍燃料电池的原理、分类以及应用等相关知识。
一、燃料电池的原理燃料电池的基本原理是利用电化学反应转化化学能为电能。
其中最常见的燃料电池是氢气燃料电池,反应方程式如下:2H2 + O2 → 2H2O该反应产生的电子通过外部电路流动,从而产生电能。
同时,氢气和氧气在燃料电池中通过电解质层交流,氢气被氧化为氧化剂(如氧气中的O2-),氧气被还原为还原剂(如氢气中的H+)。
二、燃料电池的分类燃料电池可以根据不同的电解质材料、工作温度和燃料类型进行分类。
1.根据电解质材料的不同,燃料电池可以分为以下几类:(1)质子交换膜燃料电池(PEMFC):采用固体高分子质子交换膜作为电解质。
(2)碱性燃料电池(AFC):采用碱性电解质溶液作为电解质。
(3)磷酸燃料电池(PAFC):采用磷酸溶液作为电解质。
(4)固体氧化物燃料电池(SOFC):采用固体氧化物作为电解质。
2.根据工作温度的不同,燃料电池可以分为以下几类:(1)低温燃料电池(LTFC):工作温度在100℃以下。
(2)中温燃料电池(MTFC):工作温度在100℃-300℃之间。
(3)高温燃料电池(HTFC):工作温度在500℃以上。
3.根据燃料类型的不同,燃料电池可以分为以下几类:(1)氢气燃料电池(HFC):以氢气为燃料。
(2)甲醇燃料电池(MFC):以甲醇为燃料。
(3)乙醇燃料电池(EFC):以乙醇为燃料。
(4)天然气燃料电池(NGFC):以天然气为燃料。
三、燃料电池的应用目前,燃料电池在多个领域得到广泛应用。
1.交通工具:燃料电池被用于电动汽车以及无人机等交通工具中,取代传统的燃油发动机,以实现零排放和低噪音运行。
2.家用电力系统:燃料电池被应用于家庭能源系统中,可以为家庭供应电力和热能,提供清洁而稳定的能源。
高中化学常用原电池方程式
常用原电池方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H++2e-→H2↑负极:Zn-2e-→Zn2+总反应式:Zn+2H+==Zn2++H2↑2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3++2e-→2Fe2+负极:Cu-2e-→Cu2+总反应式:2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2+2H2O+4e-→4OH-负极:2Fe-4e-→2Fe2+总反应式:2Fe+O2+2H2O==2FeOH24.氢氧燃料电池中性介质正极:O2+2H2O+4e-→4OH-负极:2H2-4e-→4H+总反应式:2H2+O2==2H2O5.氢氧燃料电池酸性介质正极:O2+4H++4e-→2H2O负极:2H2-4e-→4H+总反应式:2H2+O2==2H2O6.氢氧燃料电池碱性介质正极:O2+2H2O+4e-→4OH-负极:2H2-4e-+4OH-→4H2O总反应式:2H2+O2==2H2O7.铅蓄电池放电正极PbO2:PbO2+2e-+SO42-+4H+→PbSO4+2H2O负极Pb:Pb-2e-+SO42-→PbSO4总反应式:Pb+PbO2+4H++2SO42-==2PbSO4+2H2O8.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O+6e-→3H2↑+6OH-负极:2Al-6e-+8OH-→2AlO2-+4H2O总反应式:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑9.CH4燃料电池碱性介质正极:2O2+4H2O+8e-→8OH-负极:CH4-8e-+10OH-→CO32-+7H2O总反应式:CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O10.熔融碳酸盐燃料电池Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料:正极:O2+2CO2+4e-→2CO32-持续补充CO2气体负极:2CO+2CO32--4e-→4CO2总反应式:2CO+O2==2CO211.银锌纽扣电池碱性介质正极Ag2O:Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-负极Zn:Zn+2OH--2e-→ZnO+H2O总反应式:Zn+Ag2O==ZnO+2Ag。
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高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式几种常见的“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: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。
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- + H2O === 2OH- 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===4Al(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.高中常见的原电池电极反应式的书写(十年高考)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 – + 2H 2O = 2AlO 2–+ 3H 210、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl 4 -SOCl 2)负极 :8Li -8e -=8 Li + (氧化反应)正极 :3SOCl 2+8e -=SO 32-+2S +6Cl - (还原反应)化学方程式 8Li + 3SOCl 2 === Li 2SO 3 + 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—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、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 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 充电放电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 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)Ni(OH)2+Cd(OH)2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) 总化学方程式 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 充电放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC 6、正极含锂的二氧化钴LiCoO 2、充电时LiCoO 2中Li 被氧化,Li +还原以Li 原子形式嵌入电池负极材料碳C 6中,以LiC 6表示)放电时 负极: LiC 6 – xe - = Li (1-x)C 6 + x Li + (氧化反应)正极: Li (1-x)CoO 2 + xe - + x Li + == LiCoO 2 (还原反应)充电时 阴极: Li (1-x)C 6 + x Li + + xe - =LiC 6 (还原反应)阳极: LiCoO 2 – xe - = Li (1-x)CoO 2 + x Li + (氧化反应)总反应方程式 Li (1-x)CoO 2 + LiC 6 充电放电 LiCoO 2 + Li (1-x)C 6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。