考点二 燃料电池及陌生电极反应式书写（解析版）.docxVIP

【基础知识】原电池化学电源

考点二燃料电池及陌生方程式书写

【必备知识】

燃料电池（电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件）

燃料作负极，空气或O2作正极。

正极的电极反应式书写

①酸性介质(如H2SO4)或传导质子（H＋）固体介质：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O

②碱性介质(如KOH)：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－

③熔融盐介质(如K2CO3)：2O2＋8e－＋4CO2===4COeq\o\al(2－,3)

④传导氧离子(O2-)的固体介质：2O2＋8e－===4O2－

负极的电极反应式书写

H2

①酸性介质(如H2SO4)或传导质子（H＋）固体介质：2H2－4e－===4H＋

②碱性介质(如KOH)：2H2＋4OH－－4e－===4H2O

③熔融盐介质(如K2CO3)：H2－2e－+COeq\o\al(2－,3)===CO2＋H2O

④传导氧离子(O2-)的固体介质：H2－2e－+O2－===H2O

CH4

①酸性介质(如H2SO4)或传导质子（H＋）固体介质：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋

②碱性介质(如KOH)：CH4－8e－＋10OH－===COeq\o\al(2－,3)＋7H2O

③熔融盐介质(如K2CO3)：CH4－8e－＋4COeq\o\al(2－,3)===5CO2＋2H2O

④传导氧离子(O2-)的固体介质：CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O

(3)CH3OH

①酸性介质(如H2SO4)或传导质子（H＋）固体介质：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋

②碱性介质(如KOH)：CH3OH－6e－＋8OH－===COeq\o\al(2－,3)＋6H2O

③熔融盐介质(如K2CO3)：CH3OH－6e－＋3COeq\o\al(2－,3)===4CO2＋2H2O

④传导氧离子(O2-)的固体介质：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O

例：写出以下电极反应式

电池类型

导电介质

反应式

乙烷(C2H6)燃料电池

碱性介质

(OH－)

总反应

2C2H6＋7O2＋8OH－===4COeq\o\al(2－,3)＋10H2O

负极反应

2C2H6－28e－＋36OH－===4COeq\o\al(2－,3)＋24H2O

正极反应

7O2＋14H2O＋28e－===28OH－

丙烷(C3H8)燃料电池

熔融碳酸盐

(COeq\o\al(2－,3))

总反应

C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O

负极反应

C3H8－20e－＋10COeq\o\al(2－,3)===13CO2＋4H2O

正极反应

5O2＋10CO2＋20e－===10COeq\o\al(2－,3)

乙醇(C2H5OH)燃料电池

碱性介质

(OH－)

总反应

C2H5OH＋3O2＋4OH－===2COeq\o\al(2－,3)＋5H2O

负极反应

C2H5OH－12e－＋16OH－===2COeq\o\al(2－,3)＋11H2O

正极反应

3O2＋6H2O＋12e－===12OH－

CO燃料电池

固态氧化物

(O2－)

总反应

2CO＋O2===2CO2

负极反应

2CO－4e－＋2O2－===2CO2

正极反应

O2＋4e－===2O2－

肼(N2H4)燃料电池

(生成氮气和水)

碱性介质

(OH－)

总反应

N2H4＋O2===N2＋2H2O

负极反应

N2H4－4e－＋4OH－===4H2O＋N2

正极反应

O2＋4e－＋2H2O===4OH－

氨气燃料电池

(生成无污染的气体)

碱性介质

(OH－)

总反应

4NH3＋3O2===2N2＋6H2O

负极反应

4NH3－12e－＋12OH－===12H2O＋2N2

正极反应

3O2＋12e－＋6H2O===12OH－

3.电极反应式的书写方法

方法一直接书写

方法二间接书写

第一步，写出电池总反应式。

第二步，写出电极的正极反应式。

第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。

【微点拨】

①若为酸性介质，先补H+，另一边补H2O；若为碱性介质，先补OH—，另一边补H2O

②有机物中化合价处理方法：“氧－2，氢＋1，最后算碳化合价”，并且要注意溶液环境与产物之间的反应，碱性环境下，C元素最终产物应为CO32－

③水溶液中不能出现O2－；碱性溶液反应物、生成物中均无H+；酸性溶液反应物、生成物中均无OH－，中性溶液反应物中无H+和OH－

【基础练习】

1．(1)CO为燃料，O2为氧化剂，碱性溶液作电解质溶液，电池工作时负极反应式为_____________________，正极反应式为___________________________，总反应式为______