高中化学必考8个燃料电池的方程式

1、高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属钳（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 ;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：2O2- + 2H2O = 4OH- ,因此，正极的电极

2、反应式为：O2 + H2O + 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- + 2 H+ = H2O ,因此正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- = 2H20（02 + 4e- = 2O2-, 2O2- + 4H+ =2H2O）3 .电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极的电极反应式为： H2 +2e- = 2H+正极的电极反应式为：02 + H20 + 4e- = 40H-说明：1.碱性

3、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0H-3 .中性溶液反应物中无 H+和0H-4 .水溶液中不能出现 02-二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以钳为两极用碱或酸作为电解质：1 .碱性电解质（K0H溶液为例）总反应式：2CH4O + 302 +4K0H= 2K2CO3 + 6H2O正极的电极反应式为：302+12e- + 6H20=120H-精选范本负极的电极反应式为： 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+ =

4、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三、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔馍板为两极，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 + 3H2O 。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 + 10 OH- + 8e- = CO32- + 7H2O正极发生的反应有： O2 + 4e- = 2O2- 和O2

5、- + H2O = 2OH- 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，就掌握了其它气态燃燃料电池的电极反应式四、铝-空气-海水电池我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、钳网等能导电的惰性材料。负极的电极反应式为：4Al 12e =4Al3+ ;正极的电极反应式为：3O2+6H2O+12e -=12OH 总反应式为：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3说明铝板要及

6、时更换粕做成网状是为了增大与氧气的接触面积.高中常见的原电池电极反应式的书写（十年高考）书写过程归纳：列物质，标得失（列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）。选离子，配电荷（根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守）巧用水，配个数（通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）一次电池1、伏打电池：（负极一Zn、正极一Cu、电解液一H2SO4）负极：Zn - 2e-=Zn 2+ （氧化反应） 正极：2H+2e-=H 2 T （还原反应）离子方程式Zn + 2H + = H 2 T + Zn2+2、铁碳电池：（负极一Fe、正极一C、电解液H2CO3弱酸性）负极：Fe - 2e-=Fe

7、2+ （氧化反应） 正极：2H+2e-=H 2 T （还原反应）离子方程式 Fe+2H + =H 2 T +Fe2+ （析氢腐蚀）3、铁碳电池：（负极一Fe、正极一C、电解液 中性或碱性）负极：2Fe- 4e-=2Fe2+ （氧化反应） 正极：O2+2H 2O+4e-=4 OH （还原反应）化学方程式2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH） 2 （吸氧腐蚀） 4Fe（OH） 2+O2+2H2O=4Fe（OH） 32Fe（OH）3=Fe2O3+3 H 2O （铁锈的生成过程）4.铝馍电池：（负极一Al、正极一Ni电解液 NaCl溶液、O2）负极：4Al - 12e=4Al 3+ （氧化反应） 正极

8、：3O2+6H 2O+12e-=12 oh （还原反应）化学方程式4Al+3O 2+6H 2O=4Al（OH） 3 （海洋灯标电池）5、普通锌镒干电池：（负极一Zn、正极一C、电解液NH4CI、MnO2的糊状物）负极：Zn - 2e-=Zn 2+（氧化反应） 正极：2MnO?+2H+2e-=Mn 2O3+H2O （还原反应）化学方程式Zn+2NH 4cl+2MnO 2=ZnCl 2+Mn 2O3+2NH 3 T6、碱性锌锰干电池：（负极Zn 、正极C、 电解液 KoH 、 Mno 2的糊状物）负极：Zn + 2OH - 2e-= Zn（OH） 2 （氧化反应）正极： 2Mno2+ 2H 2o

9、+ 2e-=2MnooH +2 oH （还原反应）化学方程式Zn +2Mno 2 +2H 2o = Zn（oH） 2 + MnooH7、银锌电池：（负极一Zn、正极-Ag2。、电解液NaOH ）负极：Zn+2OH - 2e-= Zn（OH） 2 （氧化反应）正极 ： Ag2O + H 2O + 2e-= 2Ag + 2 OH （还原反应）化学方程式Zn + Ag 2O + H 2O = Zn（OH） 2 + 2Ag8-铝-空气-海水 （负极-铝、正极-石墨、钳网等能导电的惰性材料、电解液 -海水）负极 ： 4Al 12e =4Al 3+（氧化反应）正极 ： 3O2+6H 2O+12e =12O

10、H （还原反应）总反应式为：4Al+3O 2+6H 2O=4Al（OH） 3 （铂网增大与氧气的接触面）9、镁-铝电池（ 负极-Al 、正极-Mg 电解液 KOH ）负极（Al）: 2Al + 8 OH - 6e- = 2AQ2+4H2O（氧化反应）正极（Mg）: 6H2O + 6e- = 3H2 T +6OH （还原反应）化学方程式： 2Al + 2OH + 2H 2O = 2AlO 2 + 3H 210、锂电池一型：（负极 -金属锂、正极-石墨、电解液LiAlCl 4 -SOCl2）负极：8Li - 8e = 8 Li + （氧化反应）正极：3SOCl2+ 8e = SO32 + 2S+

11、6Cl（还原反应）精选范本化学方程式8Li+ 3SOCl2= Li 2SO3 + 6LiCl + 2S,二次电池（又叫蓄电池或充电电池）1、铅蓄电池：（负极一Pb 正极一PbO2电解液一 浓硫酸）放电时 负极：Pb2eT+ SO4= =PbSO4（氧化反应）正极：PbO2+2eT+ 4H + +SO4=PbSO4+ 2HQ （还原反应）充电时 阴极：PbSO4+ 2H+ 2e-= Pb+H 2SO4 （还原反应）阳极： PbSO4+ 2H 2O 2e-= PbO 2 + H 2SO4 + 2H + （氧化反应）总化学方程式Pb+ PbO2 + 2H 2SO4 =放电2PbSO+2H 2O精选范

12、本放电时 负极正极充电时：阴极 阳极总化学方程式FePO4+ Li放电LiFePO42、铁-馍电池：（负极-Fe、正极一NiO 2、电解质溶液为 KOH溶液）放电时 负极：Fe-2e + 2 OH = Fe （OH）2（氧化反应）正极：NiO 2+ 2H 2O + 2e = Ni（OH） 2 + 2 OH（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 = NiO 2 + 2H 2O （氧化反应）_ 放电 一_总化学万程式Fe + NiO 2+ 2H 2O - 充电-Fe （OH）2 + Ni（OH） 23

13、、LiFePO4电池（正极一LiFePO4，负极一石墨，含 Li +导电固体为电解质）Li e =Li +（氧化反应）FePO4 + Li+ + e = LiFePO 4（还原反应）Li+ + e = Li（还原反应）LiFePO4 e = FePO 4 + Li+（氧化反应）4、馍-镉电池（负极-Cd、正极一NiOOH、电解质溶液为 KOH溶液）Ni（OH） 2+Cd（OH） 2放电时 负极：Cd - 2e + 2 OH = Cd（OH） 2 （氧化反应）正极：2NiOOH + 2e + 2H 2O = 2Ni（OH） 2+ 2OH（还原反应）充电时 阴极：Cd（OH） 2 + 2e = C

14、d + 2 OH （还原反应） 阳极：2 Ni（OH） 2 -2e + 2 OH = 2NiOOH + 2H 2O （氧化反应）,放电总化学万程式Cd + 2NiOOH + 2H 2O . 本由 Cd（OH） 2 + 2Ni（OH） 2JU电5、氢-馍电池:放电时充电时（负极-LaNi5储氢合金、正极一 NiOOH、电解质KOH+LiOH ）负极： LaNi5H 66e + 6OH = LaNi 5 + 6H 2O（氧化反应）正极： 6NiOOH + 6e + 6H 2O =6 Ni（OH） 2+ 6OH （还原反应） 阴极： LaNi 5 + 6e + 6H 2。= LaNi 5H 6+ 6

15、OH （还原反应）阳极：6 Ni（OH） 2 -6e + 6OH = 6NiOOH + 6H 2O（氧化反应）放电总化学方程式LaNi 5H 6 + 6NiOOH充电精选范本LaNi5 + 6Ni（OH） 26、高铁电池：（负极一Zn、正极一石墨、电解质为浸湿固态碱性物质）放电时充电时负极 正极 阴极 阳极3Zn 6e- + 6 OH = 3 Zn(OH) 2 (氧化反应)2FeO42 +6e-+ 8H 2O =2 Fe (OH) 3 + 100H(还原反应)3Zn(0H) 2 + 6e-=3Zn + 6 OH(还原反应)2Fe(OH)3 -6e-+ 10OH =2FeO 42 + 8H 2O

16、(氧化反应)放电总化学方程式3Zn + 2K 2FeO4 + 8H 2O - 充电 一 3Zn(OH) 2 + 2Fe(OH) 3 + 4KOH7、锂电池二型 （负极LiC6、正极含锂的二氧化钻 LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化，Li +还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中，以LiC6表示）放电时 负极：LiC6 - xe- = Li（i-x）C6 + x Li+（氧化反应）正极：Li（i-x）CoO2 +xe- + x Li+ = LiCoO 2（还原反应）充电时 阴极：Li（1-x）C6 + x Li+ + xe- = LiC6（还原反应）阳极：LiCoO 2 - xe-

17、 = Li（1-x）CoO2 + x Li+ （氧化反应） 一一 一 放电一 一一总反应方程式 Li（1-x）CoO2 + LiC 6 -充电 LiCoO 2 +Li（1-x）C6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池，由于燃料电池的优点较多，成为了近年高考的方向。燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不 一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。解决此类问题必须抓住一点：燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应，但要特别注意介质对产物的影响。一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属钳（ Pt）或石墨 做电 极材料，负极通入 H2,正极通入 。

18、2,总反应 为：2H 2 + 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：H2 - 2e- + 2OH = 2H2O （氧化反应）正极：O2 + H2O + 4e- = OH（还原反应）总反应方程式2H2 + O2 = 2H2O2、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极：H2 - 2e- = 2H+ （氧化反应）正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O （还原反应）总反应方程式2H2 + O2 = 2H 2O3、电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极：H2 - 2e- = 2H+（氧化反应）正极：O2 + H2O + 4e

19、- = 4OH总反应方程式2H2 + O2 = 2H 2O说明 1、碱性溶液反应物、生成物中均无H + 2、 .水溶液中不能出现O2-3、中性溶液反应物中无H+ 和 OH- 4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH-二、甲醇燃料电池1 碱性电解质（铂为两极、电解液KOH 溶液）正极： 3O2 + 12e- + 6H20= 12OH - （还原反应）负极：2CH3OH - 12e-+ 160H = 2CO32-+12H2。（氧化反应）总反应方程式2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O2 .酸性电解质（钳为两极、电解液 H2SO4溶液）正极： 3O2 + 12e- +

20、12H+ = 6H2O （还原反应）（注：乙醇燃料电池与甲醇负极：2CH3OH - 12e-+2H 2O=12H +2CO2 （氧化反应）燃料电池原理基本相）总反应式2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O （氧化反应）三、C0燃料电池（总反应方程式均为：2C0 +02= 2CO2）1、熔融盐（钳为两极、U2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质，CO为负极燃气，空气与 C02 的混合气为正极助燃气）正极：02 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-（还原反应）负极：2CO+2CO32- - 4e- =4C0 2 （氧化反应）2、酸性电解质（钳为两极、电解液 H2SO4溶液）正极

21、： 02 + 4e- + 4H + = 2H20 （还原反应）负极：2C0 - 4e- + 2H2O = 2CO2 +4H +（氧化反应）四、肼燃料电池（铂为两极、电解液K0H 溶液）正极：02 + 2H20 + 4e- = 40H （还原反应）负极：N2H4+ 40H -4e-=N2+4H20（氧化反应）总反应方程式N 2H 4 + 0 2= N 2 + 2H20五、甲烷燃料电池1 碱性电解质（铂为两极、电解液K0H 溶液）正极： 202+ 2H20+ 8e-= 8 0H（还原反应）负极：CH4+ 100H-8e-=C032-+7H20（氧化反应）总反应方程式CH 4 + 2K0H+ 202

22、 = K2C03 + 3H202、酸性电解质（钳为两极、电解液 H2SO4溶液）正极：202 + 8e- + 8H+ = 4H 20 （还原反应）负极：CH4 - 8e- + 2H20 = 8H+ + C02 （氧化反应）总反应方程式CH4 + 202 = C02 + 2H20六、丙烷燃料电池（钳为两极、正极通入 02和C02、负极通入丙烷、电解液有三种）1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3）正极 ： 502 + 20e- + 10C02 = 10C032- （还原反应）负极 ： C3H 8 - 20e-+ 10C032- = 3C02 + 4H20 （氧化反应）总反应方程式C3H

23、8 + 502 = 3C02 + 4H20精选范本2、酸性电解质 （电解液H2SO4溶液）正极 ：5O2 + 20e- + 26H+ = 10H2O （还原反应）负极 ：C3H8 - 20e- + 6H2O = 3CO2 + 20 H+ （氧化反应）总反应方程式C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH 溶液）正极 ：5O2 + 20e- + 10H2O = 20OH （还原反应）负极 ：C3H8 - 20e-+ 26 OH = 3CO32- + 17H2O （氧化反应）总反应方程式C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O七

24、 、 乙烷燃料电池（铂为两极、电解液KOH 溶液）正极 ：7O2 + 28e- + 14H2O = 28OH （还原反应）负极 ：2C2H6 - 28e-+ 36 OH = 4CO32- + 24H2O （氧化反应）总反应方程式2C2H6 + 7O2 + 8KOH = 4K2CO3 + 10H2O氢氧燃料电池以碱为电解质放电反应正极（O2）反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-（还原反应），负极（H2）：2H2-4e-+4OH-=4H2O （氧化反应）总反应：2H2+O2=2H2O1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O 。若燃