高中必備的燃料電池方程式(8個)

1、、氫氧燃料電池 氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨做電極材料，負(fù)極通入 H2，正 極通入02，總反應(yīng)為：2H2+ 02 = 2H2O電極反應(yīng)特別要注意電解質(zhì)，有下列三種情況：1 電解質(zhì)是K0H溶液（堿性電解質(zhì)）負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：H2 + 2e- = 2H+ ,2H+ + 20H- = 2H2O,所以： 負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2 - 2e- + 20H- = 2H2O ;正極是02得到電子，即：02 + 4e- = 202- ， 02-在堿性條件下不能單獨存在，只能結(jié)合 H20生成0H-即：202- + 2H20 = 40H-，因此，正極的電極反應(yīng)式為：02 + H20 + 4e- =

2、 40H-。2 電解質(zhì)是H2S04溶液（酸性電解質(zhì)）負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2 +2e- = 2H+正極是02得到電子，即：02 + 4e- = 202- ， 02-在酸性條件下不能單獨存在，只能結(jié)合 H+生成H20即：02- + 2 H+ = H20，因此正極的電極反應(yīng)式為：02 + 4H+ + 4e- = 2H20（02 + 4e- = 202- ，2 02- + 4H+ = 2H20）3.電解質(zhì)是NaCI溶液（中性電解質(zhì)）負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2 +2e- = 2H+正極的電極反應(yīng)式為：02 + H20 + 4e- = 40H說明：1堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無 H+2酸性溶液反應(yīng)物、生成

3、物中均無 0H-3.中性溶液反應(yīng)物中無H+和0H-4水溶液中不能出現(xiàn)02-、甲醇燃料電池甲醇燃料電池以鉑為兩極，用堿或酸作為電解質(zhì):1 .堿性電解質(zhì)（K0H溶液為例）正極的電極反應(yīng)式為: 負(fù)極的電極反應(yīng)式為:總反應(yīng)式：2CH40 + 302 +4K0H= 2K2C03 + 6H20302+12e- + 6H20=120H-CH40 -6e-+80H- = C032-+ 6H20 2.酸性電解質(zhì)（H2S04溶液為例）總反應(yīng)：2CH40 + 302 = 2C02 + 4H20正極的電極反應(yīng)式為：302+12e-+12H+= 6H20負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2CH40-12e-+2H20= 12H+ 2

4、C02說明：乙醇燃料電池與甲醇燃料電池原理基本相同一、氫氧燃料電池氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨做電極材料，負(fù)極通入 H2，正 極通入02，總反應(yīng)為：2H2 + 02 = 2H2O電極反應(yīng)特別要注意電解質(zhì)，有下列三種情況：1 電解質(zhì)是K0H溶液（堿性電解質(zhì)）負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：H2 + 2e- = 2H+ ,2H+ + 20H- = 2H2O,所以：負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2 - 2e- + 20H- = 2H2O ;正極是02得到電子，即：02 + 4e- = 202- ， 02-在堿性條件下不能單獨存在，只能結(jié)合 H20生成0H-即：202- + 2H20 = 40H-，因此，正

5、極的電極反應(yīng)式為：02 + H20 + 4e- = 40H-。2 電解質(zhì)是H2S04溶液（酸性電解質(zhì)）負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2 +2e- = 2H+正極是02得到電子，即：02 + 4e- = 202- ， 02-在酸性條件下不能單獨存在，只能結(jié)合 H+生成H20即：02- + 2 H+ = H20，因此正極的電極反應(yīng)式為：02 + 4H+ + 4e- = 2H20（02 + 4e- = 202- ，2 02- + 4H+ = 2H20）3.電解質(zhì)是NaCI溶液（中性電解質(zhì)）負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2 +2e- = 2H+正極的電極反應(yīng)式為：02 + H20 + 4e- = 40H說明：1堿性溶

6、液反應(yīng)物、生成物中均無 H+2酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無 0H-3.中性溶液反應(yīng)物中無H+和0H-4水溶液中不能出現(xiàn)02-、甲醇燃料電池甲醇燃料電池以鉑為兩極，用堿或酸作為電解質(zhì)：1 .堿性電解質(zhì)（K0H溶液為例）總反應(yīng)式：2CH40 + 302 +4K0H= 2K2C03 + 6H20正極的電極反應(yīng)式為：302+12e- + 6H20=120H-負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH40 -6e-+80H-C032-+ 6H202.酸性電解質(zhì)(H2SO4溶液為例)總反應(yīng)：2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O正極的電極反應(yīng)式為：3O2+12e-+12H+= 6H2O負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2CH

7、4O-12e-+2H2O= 12H+ 2CO2說明：乙醇燃料電池與甲醇燃料電池原理基本相同三、甲烷燃料電池甲烷燃料電池以多孔鎳板為兩極，電解質(zhì)溶液為KOH，生成的CO2還要與KOH 反應(yīng)生成 K2CO3，所以總反應(yīng)為：CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2 O。負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)：CH4 - 8e- + 8OH- =CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- =CO32- + H2O，所以：負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH4 + 10 OH- + 8e- = CO32- + 7H2O正極發(fā)生的反應(yīng)有：O2 + 4e- = 2O2-和O2- + H2O = 2OH-所以：正極的電極反應(yīng)式

8、為：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-說明：掌握了甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式， 就掌握了其它氣態(tài)烴燃料電池的電極 反應(yīng)式四、鋁-空氣-海水電池我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水電池作為能源的新型海水標(biāo)志燈，以海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷被氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會 發(fā)出耀眼的白光。電源負(fù)極材料為：鋁；電源正極材料為：石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料。負(fù)極的電極反應(yīng)式為：4AI 12e =4Al3+ ;正極的電極反應(yīng)式為：3O2+6H2O+12e =12OH 總反應(yīng)式為：4AI+3O2+6H2O=4AI(OH)3說明:鋁板要及時更換,鉑做成網(wǎng)狀是為了增大與氧氣的接觸面積甲烷

9、燃料電池以多孔鎳板為兩極，電解質(zhì)溶液為KOH，生成的CO2還要與KOH 反應(yīng)生成K2CO3，所以總反應(yīng)為：CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。負(fù)極反應(yīng)：CH4 - 8e- + 8OH- =CO2 + 6H2O正極反應(yīng)：CO2 + 2OH-+8e- = CO32- + H2O，所以：負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH4 + 10 OH- + 8e- = CO32- + 7H2O正極發(fā)生的反應(yīng)有：O2 + 4e- = 2O2-和O2- + H2O = 2OH-所以： 正極的電極反應(yīng)式為：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-說明：掌握了甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式， 就掌握了其它氣態(tài)烴燃料電池的電極 反應(yīng)式四、鋁-空氣-海水電池就會我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水電池作為能源的新型海水標(biāo)志燈，以海水為電解質(zhì), 靠空氣中的氧氣使鋁不斷被氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘， 發(fā)出耀眼的