高中化学必考8个燃料电池的方程式

高中化学必须掌握的八个燃料电池方程一、氢氧化燃料电池氢氧化物燃料电池一般以惰性金属铂(Pt )或石墨为电极材料，在负极设置H2，在正极设置O2总反应是2H2 O2=2H2O电极反应必须特别注意电解质，有以下3种情况1 .电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极反应为H2 2e-=2H、2H 2OH-=2H2O负极电极反应式为H2 - 2e- 2OH-=2H2O；正极在碱性条件下不单独存在由O2得到电子，即O2 4e-=2O2-、O2-仅与H2O结合就成为OH-即2O2- 2H2O=4OH-正极电极反应式为O2 H2O 4e-=4OH-.2 .电解质为H2SO4溶液(酸性电解质)负极电极反应式为H2 2e-=2H正极由于O2得到电子，即O2 4e-=2O2-、O2-在酸性条件下不单独存在，只能与h结合生成H2O、即O2- 2 H =H2O正极的电极反应式为O2 4H 4e-=2H2O(O2 4e-=2O2-、2O2- 4H =2H2O )3 .电解质为NaCl溶液(中性电解质)负极电极反应式为H2 2e-=2H正极电极反应式为O2 H2O 4e-=4OH-说明：1.碱溶液反应物，产物无h2 .酸性溶液反应物、生成物无oh3 .中性溶液反应物没有h和oh4 .水溶液中O2-二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极，以碱或酸为电解质1 .碱性电解质(KOH溶液例子)总反应式： 2CH4O 3O2 4KOH=2K2CO3 6H2O正极电极反应式为3O2 12e- 6H20=12OH-负极电极反应式为CH4O -6e- 8OH-=CO32- 6H2O2 .酸性电解质(H2SO4溶液例子)总反应： 2CH4O 3O2=2CO2 4H2O正极电极反应式为3O2 12e- 12H =6H2O负极电极反应式为2CH4O-12e- 2H2O=12H 2CO2说明：乙醇燃料电池和甲醇燃料电池的原理基本相同三、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与KOH反应生成K2CO3，因此总反应为CH4 2KOH 2O2=K2CO3 3H2O。负极反应：为了ch4-8e-8 oh-=co26 h2o co2oh-=co32-h2o :负极电极反应式为CH4 10 OH- 8e-=CO32- 7H2O因为在正极发生反应是O2 4e-=2O2-和O2- H2O=2OH-正极电极反应式为O2 2H2O 4e-=4OH-说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，掌握了其他气态烃燃料电池的电极反应式四、铝-空气-海水电池我国首台以铝空气海水电池为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，用空气中的氧气氧化铝产生电流。 把灯泡放在海水里几分钟，就会发出耀眼的白光。电源负极材料为铝； 电源的正极材料是石墨、铂网等导电性惰性材料。负极电极反应式为4Al-12e-=4Al3；正极电极反应式为3O2 6H2O 12e-=12OH-总反应式为4Al 3O2 6H2O=4Al(OH)3:铝板必须立即更换，铂变为网状说明是为了加大与氧的接触面积高中常见的一次电池电极反应式标记(10年大学入学考试)表述过程总结：列物质、标损(表示电极上物质的变化，价格的变化表示电子损失)。选择离子，分配电荷(根据介质选择适当的离子，分配电荷，保护电荷)。巧妙的用水、配合个数(通常介质为水溶液，选择性地配合水进行质量保存)一次电池1、伏特电池：(负极-zn、正极-cu、电解液H2SO4)负极： Zn-2e-=Zn2(氧化反应)正极：2H 2e-=H2(还原反应)离子方程式Zn 2H =H2 Zn22、铁碳电池：(负极-fe、正极-c、电解液H2CO3弱酸性)负极： Fe-2e-=Fe2(氧化反应)正极：2H 2e-=H2(还原反应)离子方程式Fe 2H=H2 Fe2 (氢析出腐蚀)3、铁碳电池：(负极-fe、正极-c、电解液中性或碱性)负极：2Fe-4e-=2Fe2(氧化反应)正极： O2 2H2O 4e-=4(还原反应)化学方程式2Fe O2 2H2O=2Fe(OH)2(吸氧腐蚀)4Fe (oh )2o2h2o=4Fe (oh ) 32fe (oh )3=Fe2o3h2o (锈生成过程)4 .铝电池：(负极-al、正极-ni电解液NaCl溶液、O2)负极：4Al-12e-=4Al3(氧化反应)正极：3O2 6H2O 12e-=12 (还原反应)化学方程式4Al 3O2 6H2O=4Al(OH)3(海洋标识电池)5、普通锌锰干电池：(负极-zn、正极-c、电解液NH4Cl、MnO2浆料)负极： Zn-2e-=Zn2(氧化反应)正极：2MnO2 2H 2e-=Mn2O3 H2O (还原反应)化学方程式Zn 2NH4Cl 2MnO2=ZnCl2 Mn2O3 2NH36、碱性锌锰干电池：(负极-zn、正极-c、电解液KOH、MnO2膏)负极： zn2oh-2e-=zn(oh)2(氧化反应)正极： sno2h2o2e-=2mnooh2oh-(还原反应)化学方程Zn 2MnO2 2H2O=Zn(OH)2 MnOOH7、银锌电池：(负极-zn、正极-Ag2O、电解液NaOH )负极： Zn2oh-2e-=Zn (oh )2(氧化反应)正极： Ag2O H2O 2e-=2Ag 2 OH-(还原反应)化学方程式Zn Ag2O H2O=Zn(OH)2 2Ag8、铝-空气-海水(负极-铝、正极-石墨、铂网等导电性惰性材料、电解液-海水)负极：4Al-12e-=4Al3(氧化反应)正极：3O2 6H2O 12e-=12OH-(还原反应)总反应式为4Al 3O2 6H2O=4Al(OH)3(铂网增大与氧接触面)9、镁-铝电池(负极-Al、正极-Mg电解液KOH )负极(al ):2 al8oh-6e-=2alo 24 h2o (氧化反应)正极(Mg): 6H2O 6e-=3H2 6OH-(还原反应)化学方程式： 2Al 2OH- 2H2O=2AlO2- 3H210、锂电池一型：(负极-金属锂、正极-石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极：8Li -8e-=8 Li (氧化反应)正极：3SOCl2 8e-=SO32- 2S 6Cl-(还原反应)化学方程式8Li 3SOCl2=Li2SO3 6LiCl 2S二次电池(也称为二次电池或充电电池)1、铅蓄电池：(负极-pb正极PbO2电解液-浓硫酸)放电时负极： Pb-2e- SO42-=PbSO4(氧化反应)正极： PbO2 2e- 4H SO42-=PbSO4 2H2O (还原反应)充电时阴极： PbSO4 2H 2e-=Pb H2SO4(还原反应)阳极： PbSO4 2H2O - 2e-=PbO2 H2SO4 2H (氧化反应)总化学方程Pb PbO2 2H2SO42PbSO4 2H2O2、铁镍电池：(负极fe、正极NiO 2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极： Fe-2e-2oh=Fe (oh )2(氧化反应)正极： nio2h2o2e-=ni(oh)2oh-(还原反应)充电时阴极： Fe (OH)2 2e=Fe 2 OH-(还原反应)阳极： ni (oh )2-2e-2 oh=nio2h2o (氧化反应)全化学方程式Fe NiO 2 2H2O Fe (OH)2 Ni(OH)23、liFePO4电池(含有正极-Lifepo4、负极-石墨、Li导电性固体为电解质)放电时负极： Li-e-Li (氧化反应)正极： fepo4Li e-life po4(还原反应)充电时：阴极： Li e-Li (还原反应)阳极： life po4- e-fepo4Li (氧化反应)总化学方程FePO4 Li LiFePO44、镍镉电池(负极CD、正极NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极： CD-2e-2oh=CD (oh )2(氧化反应)Ni(OH)2 Cd(OH)2正极：2ni ooh 2e-2h2o=2ni (oh ) 2oh(还原反应)充电时阴极： Cd(OH)2 2e=Cd 2 OH-(还原反应)阳极：2ni (oh )2-2e-2 oh=2ni ooh2h2o (氧化反应)综合化学方程式Cd 2NiOOH 2H2OCd(OH)2 2Ni(OH)25、氢-镍电池：(负极-LaNi5贮氢合金、正极NiOOH、电解质KOH LiOH )放电时负极： LaNi5H 6-6e 6OH-=LaNi5 6H2O (氧化反应)正极：6nio oh6 e-6h2o=6ni (oh ) 26oh(还原反应)充电时阴极： lani56 e-6 h2o=LAN I5h6oh(还原反应)阳极：6ni (oh )2-6e-6 oh=6nio oh6h2o (氧化反应)综合化学方程式LaNi5H 6 6NiOOH LaNi5 6Ni(OH)26、高速铁路电池：(负极-zn、正极-石墨、电解质为润湿的固体碱性物质)放电时负极：3Zn-6 e-6 oh=3Zn (oh )2(氧化反应)正极：2FeO 42-6e-8h2o=2fe (oh ) 310 oh(还原反应)充电时阴极：3Zn(OH)2 6e-=3Zn 6 OH-(还原反应)阳极：2Fe (oh )3-6e-10oh=2FeO 42-8 h2o (氧化反应)总化学方程式3 Zn2k2FeO4h2o3Zn (oh )2Fe (oh )3KOH7 .锂电池二型(负极LiC6、含正极锂二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2使Li氧化Li还原作为Li原子埋入作为电池负极材料的碳C6中，用LiC6表示)。放电时负极： LiC6 - xe-=Li(1-x)C6 x Li (氧化反应)正极： Li(1-x)CoO2 xe- x Li =LiCoO2(还原反应)充电时阴极： li(1-x)c6xeli-=lic6(还原反应)阳极： LiCoO2 - xe-=Li(1-x)CoO2 x Li (氧化反应)总反应方程Li(1-x)CoO2 LiC6 LiCoO2 Li(1-x)C6燃料电池题意记述常见于燃料电池，但由于燃料电池的优点很多，成为近年来高考的方向。 燃料电池是一次电池中比较特殊的电池，与一次电池的形成条件稍有不同，即两极不一定是活动性不同的两个电极，也可以是相同的两个电极。 为了解决这些问题，燃料电池反应与燃料的燃烧