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1、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
2、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
3、 + 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-
4、负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH- = CO32-+ 6H2O 2. 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
5、+ 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
6、墨、铂网等能导电的惰性材料。负极的电极反应式为：4Al12e=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.电极反应式书写错误例析一、 不能正确判断原电池正负极例1、 将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中，形成原电池。错误：负极：2Al-6e=2Al3+正极：6H+6e=3H2二、 不能正确判断电极产物例2、将Al片和Cu片用导线相连，插入稀NaOH溶液中形成原电池。错误：负极：2Al-6e-=2Al3+正极：6H+6e-=3H2三、 忽视电极产物与电解
7、质溶液反应例3、氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域，它的电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性。如铂电极、活性炭电极等，电解质溶液一般为40%的KOH溶液，写出电极反应式：错误：负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+2H2O+4e-=4OH-一、原电池中电极反应式的书写1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式,如AlCuNaHCO3溶液构成的原电池中，因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3反应：Al3+3HCO3=Al
8、(OH)3+3CO2，故铝件（负极）上发生的反应为：Al3e+3HCO3=Al(OH)3+3CO2，而不是仅仅写为：Al3e=Al3+。3、若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-，若电解质溶液为酸性，电极反应式中不能出现OH，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水。4、正负极反应式相加（电子守恒）得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。1、有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作，试写出该电池的两极反应式。2、用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气，形成甲烷氧气燃料电池，该电池反应的离子方程式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，试写出该电池的两极反应式。3、铅蓄电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。试写出放电时的电极反应式。
原电池易错点巩固讲解练习
