高中化學(xué)原電池燃料電池匯總

1、化學(xué)原電池復(fù)習(xí)攻略(一書(shū)上有的或提及過(guò)的(打*號(hào)為只提及過(guò)名稱的,了解即可堿性鋅錳干電池:(負(fù)極Zn、正極C、電解液KOH 、MnO2的糊狀物負(fù)極:正極:化學(xué)方程式Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH2+ MnOOH(或Mn2O3*(*觀察對(duì)比普通鋅錳干電池:(不要求掌握,科學(xué)家對(duì)其化學(xué)過(guò)程尚未完全了解 (負(fù)極Zn、正極C 、電解液NH4Cl、MnO2的糊狀物負(fù)極:Zn2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)正極:2MnO2+2H+2e-=Mn2O3+H2O (還原反應(yīng)化學(xué)方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3(知道其缺點(diǎn)為會(huì)放出氨氣銀鋅電池(紐扣電池:(負(fù)極Zn

2、、正極-Ag2O、電解液NaOH 負(fù)極:正極:化學(xué)方程式Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH2 + 2Ag*鋰亞硫酰氯電池(負(fù)極-金屬鋰、正極-石墨、電解液LiAlCl4 -SOCl2負(fù)極:8Li -8e-=8 Li + (氧化反應(yīng)正極:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-(還原反應(yīng)化學(xué)方程式8Li+3SOCl2 = Li2SO3 +6LiCl +2S,鉛蓄電池:(負(fù)極Pb 正極PbO2 電解液濃硫酸放電時(shí)負(fù)極:正極:充電時(shí)陰極:陽(yáng)極:總化學(xué)方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4放電2PbSO4+2H2O*鎳-鎘電池(負(fù)極-Cd、正極NiOOH、電解質(zhì)溶液為KOH溶液放電

3、時(shí)負(fù)極:Ni(OH2+Cd(OH2 正極:正極:充電時(shí)陰極:陽(yáng)極:總化學(xué)方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O放電Cd(OH2 + 2Ni(OH2*氫-鎳電池:(負(fù)極-LaNi5儲(chǔ)氫合金、正極NiOOH、電解質(zhì)KOH+LiOH放電時(shí)負(fù)極:LaNi5H 6-6e+ 6OH= LaNi5 + 6H2O (氧化反應(yīng)正極:6NiOOH +6e+ 6H2O =6 Ni(OH2 + 6OH(還原反應(yīng) 充電時(shí)陰極:LaNi5 +6e+ 6H2O= LaNi5H 6+ 6OH(還原反應(yīng)陽(yáng)極:6 Ni(OH2 -6e+ 6OH= 6NiOOH + 6H2O (氧化反應(yīng)總化學(xué)方程式LaNi5H 6 + 6Ni

4、OOH 放電LaNi5 + 6Ni(OH2(二燃!料!電!池!注意介質(zhì)不同對(duì)產(chǎn)物的影響!利用電解質(zhì)提供的離子配平。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O2,總反應(yīng)為:2H2+ O2= 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KOH溶液(堿性電解質(zhì)負(fù)極:H22e-+ 2OH= 2H2O (氧化反應(yīng)正極:O2+ H2O + 4e-= OH(還原反應(yīng)總反應(yīng)方程式 2H2+ O2= 2H2O2、電解質(zhì)是H2SO4溶液(酸性電解質(zhì)負(fù)極:H22e-= 2H+(氧化反應(yīng)正極:O2+ 4H+ 4e-= 2H2O (還原反應(yīng)總反應(yīng)

5、方程式2H2+ O2= 2H2O3、電解質(zhì)是NaCl溶液(中性電解質(zhì)負(fù)極:H22e-= 2H+(氧化反應(yīng)正極:O2+ H2O + 4e-= 4OH總反應(yīng)方程式2H2+ O2= 2H2O說(shuō)明1、堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)H+ 2、.水溶液中不能出現(xiàn)O2-3、中性溶液反應(yīng)物中無(wú)H+ 和OH-4、酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)OH-Attention書(shū)中原話:除氫氣外,烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體,均可作燃料電池的燃料。于是二、甲醇燃料電池1.堿性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液KOH溶液正極:負(fù)極:總反應(yīng)方程式2. 酸性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液H2SO4溶液正極:負(fù)極:總反應(yīng)式方程式三、甲烷燃料電池

6、1.堿性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液KOH溶液正極:負(fù)極:總反應(yīng)方程式2、酸性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液H2SO4溶液正極:負(fù)極:總反應(yīng)方程式四、丙烷燃料電池(鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負(fù)極通入丙烷、電解液有三種1、電解質(zhì)是熔融碳酸鹽(K2CO3或Na2CO3正極:負(fù)極:總反應(yīng)方程式C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O(沒(méi)有碳酸根2、酸性電解質(zhì)(電解液H2SO4溶液(與甲烷類似3、堿性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液KOH溶液(與甲烷類似五、丁烷燃料電池(電解質(zhì)是摻雜Y2O3的ZrO晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-正極:負(fù)極:總反應(yīng)方程式:六、CO燃料電池(總反應(yīng)方程式均為:2CO +O2

7、=2CO21、熔融鹽(鉑為兩極、Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì)?空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì)庹龢O:負(fù)極:2、酸性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液H2SO4溶液正極:負(fù)極:四、肼燃料電池(鉑為兩極、電解液KOH溶液正極:負(fù)極:總反應(yīng)方程式N2H4+ O2= N2+ 2H2O關(guān)于O2- (漲姿勢(shì)(1電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)溶液。在酸性環(huán)境中,O2-離子不能單獨(dú)存在,可供O2-離子結(jié)合的微粒有H+離子和 H2O,O2-離子優(yōu)先結(jié)合H+離子生成H2O,這樣,在酸性電解質(zhì)溶液中,正極反應(yīng)式為O2+4H+4e-=2H2O。(2電解質(zhì)為中性或堿性電解質(zhì)溶液。在中性或堿性環(huán)境中,O2-離子也

8、不能單獨(dú)存在,O2-離子只能結(jié)合H2O生成OH-離子,故在中性或堿性電解質(zhì)溶液中,正極反應(yīng)式為 O2+2H2O + 4e-=4OH-。(3電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽(如LiCO3和Na2CO3熔融鹽混和物在熔融的碳酸鹽環(huán)境中, O2-離子也不能單獨(dú)存在, O2-離子可結(jié)合CO2生成 CO32-離子,則其正極反應(yīng)式為O2+2CO2 +4e-=2CO32-(4電解質(zhì)為固體電解質(zhì)(如固體氧化鋯氧化釔該固體電解質(zhì)在高溫下可允許O2-離子在其間通過(guò),故其正極反應(yīng)式應(yīng)為 O2+4e-=2O2-(三其他一些高考中出現(xiàn)過(guò)的電極方程式鋰電池二型(負(fù)極LiC6、正極含鋰的二氧化鈷LiCoO2、充電時(shí)LiCoO2中Li被

9、氧化,Li+還原以Li原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳C6中,以LiC6表示放電時(shí)負(fù)極: LiC6 xe- =Li(1-xC6 + x Li+ (氧化反應(yīng)正極:Li(1-xCoO2 + xe- + x Li+ = LiCoO2(還原反應(yīng)充電時(shí)陰極:Li(1-xC6 + x Li+ + xe- =LiC6(還原反應(yīng)陽(yáng)極:LiCoO2 xe-=Li(1-xCoO2 + x Li+(氧化反應(yīng)總反應(yīng)方程式Li(1-xCoO2 + LiC6 放電LiCoO2 + Li(1-xC6高鐵電池:(負(fù)極Zn、正極-石墨、電解質(zhì)為浸濕固態(tài)堿性物質(zhì)放電時(shí)負(fù)極:3Zn -6e- + 6 OH= 3 Zn(OH2 (氧化反應(yīng)

10、正極:2FeO42+6e-+ 8H2O =2Fe (OH3 + 10OH(還原反應(yīng)充電時(shí)陰極:3Zn(OH2 +6e-=3Zn + 6 OH(還原反應(yīng)陽(yáng)極:2Fe(OH3-6e-+ 10OH=2FeO42+ 8H2O (氧化反應(yīng)總化學(xué)方程式3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 放電3Zn(OH2 + 2Fe(OH3 + 4KOHLiFePO4電池(正極LiFePO4,負(fù)極石墨,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)放電時(shí)負(fù)極:Li -e =Li +(氧化反應(yīng)正極:FePO4 + Li+ + e= LiFePO4 (還原反應(yīng) 充電時(shí):陰極:Li+ + e= Li (還原反應(yīng)陽(yáng)極:LiFePO4-e= Fe

11、PO4 + Li+(氧化反應(yīng) 總化學(xué)方程式FePO4 + Li 放電LiFePO4鐵-鎳電池:(負(fù)極- Fe 、正極NiO 2、電解質(zhì)溶液為KOH溶液放電時(shí)負(fù)極:Fe-2e+ 2 OH = Fe (OH2 (氧化反應(yīng)正極:NiO2 + 2H2O + 2e= Ni(OH2 + 2 OH(還原反應(yīng) 充電時(shí)陰極:Fe (OH2 + 2e= Fe + 2 OH(還原反應(yīng)陽(yáng)極:Ni(OH2-2e+ 2 OH = NiO 2 + 2H2O (氧化反應(yīng)總化學(xué)方程式Fe + NiO 2+ 2H2O 放電Fe (OH2 + Ni(OH2鋁空氣海水(負(fù)極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水負(fù)極:

12、4Al-12e-=4Al3+ (氧化反應(yīng)正極:3O2+6H2O+12e-=12OH-(還原反應(yīng)總反應(yīng)式為:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH3(鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面鎂-鋁電池(負(fù)極-Al、正極-Mg 電解液KOH負(fù)極(Al:2Al + 8 OH- 6e- =2AlO2+4H2O (氧化反應(yīng)正極(Mg:6H2O + 6e- =3H2+6OH(還原反應(yīng)化學(xué)方程式:2Al + 2OH+ 2H2O =2AlO2+ 3H2(四題目是怎樣嚇我們的試舉例金太陽(yáng)P14 T88.直接內(nèi)重整熔融碳酸鹽燃料電池(DIR-MCFC技術(shù)具有在MCFC 陽(yáng)極氣室內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)與重整反應(yīng)的物質(zhì)和能量的雙重耦合,可顯著提高甲烷轉(zhuǎn)化率,進(jìn)一步提高燃料能量轉(zhuǎn)化效率,提高電池發(fā)電效率等,具有明顯開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。以富含甲烷的天然氣為原料時(shí),DIR-MC FC 的典型結(jié)構(gòu)及工作原理如右圖所示。下列說(shuō)法正確的是( A.M 極為正極,N 極為負(fù)極B.該電池工作時(shí),N 極的反應(yīng)式為O 2 + 4e - + 2CO 2 = 2CO 32-C.該電池在常溫下即向用電器供電D.該電池工作時(shí),熔融電