电化学燃料电池.doc

燃料电池1.电极反应电池电极反应酸性电解质碱性电解质氢氧燃料电池负极2H24e4H+2H2+4OH4e4H2O正极O2+4H+4e2H2OO2+2H2O+4e4OH总反应2H2+O22H2O2H2+O22H2O甲烷燃料电池负极CH4 + 2H2O8e=CO2 + 8H+CH4+10OH8e=CO32+7H2O正极2O2 + 8H+ + 8e4H2O2O2+4H2O+8e=8OH总反应CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O甲醇燃料电池负极2CH3OH + 2H2O12e= 2CO2 + 12H+2CH3OH +16OH12e=2CO32+12H2O正极3O2 +12H+ +12e6H2O3O2+6H2O+12e=12OH总反应2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O2. 判断金属腐蚀快慢的规律： 电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护腐蚀措施的腐蚀； 同种金属的腐蚀在强电解质中弱电解质中非电解质中； 活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快； 对同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。3、 电解池中离子的放电顺序阳极：若阳极是活性材料(除C、Pt、Au等以外的其它金属)，阳极反应是阳极金属失电子而被氧化成阳离子；若阳极是C、Pt、Au等惰性材料，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力顺序为：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根。阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：Ag+Hg2+Fe3+H+Pb2+Fe2+Zn2+，必须注意的是，电镀时通过控制条件，使Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+。电极反应式书写时注意：负极反应生成物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该写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则H2O必须写入正极反应式，且生成物为OH；若电解液为酸性，则H+必须写入反应式中，生成物为H2O。电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求。(4)正负极反应式相加得到电池反应的总的化学方程式。若能写出总反应式，可以减去较易写出的电极反应式，从而写出较难书写的电极方程式。注意相加减时电子得失数目要相等。电解时电极放电顺序的判断离子在电极上得失电子的能力与离子的性质、溶液的浓度和温度、电流的大小、电极的材料及电极间的距离等都有关系。中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质、离子的氧化性强弱和还原性强弱对它们得失电子能力的影响。阳极放电顺序首先看电极，如果是活性电极（指金属活动顺序表Ag及Ag以前的金属）则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F（实际上在水溶液中的电解，OH后面的离子是不可能放电的，因为水提供OH的会放电）阴极放电顺序阴极本身被保护，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+（类似，在水溶液中的电解，H+后面的离子一般是不放电的，因为水提供的H+会放电；但离子的放电顺序往往还与溶液的酸碱性、温度、离子的浓度等有关）例1、金属的化学腐蚀（吸氧腐蚀和析氢腐蚀）类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈弱酸性或中性或碱性水膜呈酸性正极反应（石墨）O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e-=H2负极反应（铁）Fe2e-=Fe2+其他反应Fe2+2OH-=Fe（OH）24Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3Fe（OH）3失去部分结晶水转化为Fe2O3.xH2O例2如图所示A为一张浸透淀粉碘化钾溶液并滴有酚酞试剂的滤纸，a、b为两张紧贴在滤纸上的铂片，并用导线和直流电源M、N两极相连接，通电后，在a周围观察到无色溶液变为蓝色。（1）电源哪一个极是正极？哪极是负极？（2）b周围可观察到什么现象？为什么？例3若在铁片上镀锌，以下叙述中错误的是（ ）A可把铁片与电源的正极相连B电解质必须用含有锌离子的可溶性盐C锌极发生氧化反应D铁极的电极反应式为Zn2+2e=Zn例4串联电路中的四个电解池分别装有0.1molL-1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是（ ）ACuCl2 BNaCl CAgNO3 DKNO3例5将两个铂电极插入500mL CuSO4(aq)中进行电解，通电一段时间后，某一电极上增重0.064g(设电解时无H2放出，且不考虑水解和溶液体积的变化)，此时溶液中氢离子的物质的量浓度约为（ ）A110-3molL-1 B410-3molL-1C210-3molL-1 D1107 molL-110、按下图装置进行实验，并回答下列问题 判断装置的名称：A池为_ B池为_锌极为_极，电