高考化学之燃料电池电极反应式的书写

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1、雅思乐培训学校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+=

2、=4H2O（2）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-==2CO32-（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+

3、②碱性溶液中H2-2e-+2OH-==2H2O-7-雅思乐培训学校③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-==

4、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；-7-雅思乐培训学校正极是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

5、：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-+2H+===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

6、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--7-雅思乐培训学校 负极的

7、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+3H2

8、O。   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+10OH-–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-7-雅思乐培训学校我国首创以铝–空气–海