快速书写燃料电池电极反应方程式.docx

1、快速书写燃料电池电极反应方程式燃料电池电极反应方程式书写【学习目标】1、了解常见电池的分类及优点；2、了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、反应原理及应用。 3、重点掌握燃料电池电极方程式的书写【前情回顾】原电池重要内容总结：电极反应类型：负活失氧（一般情况下，负极活泼失电子，发生氧化反应）电子移动方向：从负到正（电子从负极流向正极）电流移动方向：从正到负（电流从电源正极到负极）离子移动方向：正正负负（内电路离子移动方向，阳离子移项正极，阴离子移项负极）【本节要点】一、化学电池电极反应式的书写 1、根据装置书写电极反应式 先分析题目给定的图示装置，确定原电池正负极上的反应物质，并标出电子

2、得失的数目。 电极反应式的书写 a负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb+SO422ePbSO4。 b正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有以下规律： 电解质溶液是碱性或中性：O2+2H2O+4e4OH 电解质溶液是酸性；O2+4H+4e2H2O 正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。 2、给出总反应式，写电极反应式 如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，选择一个简单的变化去写电极反应式，另一极的电极反应式可

3、直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。以2H2+O22H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。 根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应为：2H24e4H+。 根据电解质溶液为碱性，与H+不能共存，反应生成水，推出OH应写入负极反应式为：2H2+4OH4e4H2O。 用总反应式2H2+O22H2O减去负极反应式得正极反应式为：2H2O+O2+4e4OH。3、燃料电池（X+O2+介质）（H+/OH-/固体氧化物/熔融碳酸盐）电极方程式书写【秒杀技巧】写：反应物（燃料

4、）；产物（例如，碱性：CO32- ，酸性CO2.）算：算电子得失（口诀：碳4、氢1、氧-2）配：选离子（例如碱性：OH- ，酸性H+.）配电荷补：查氧补水配H、O原子电极方程式书写（1）正极方程式：均为O2得4电子！酸性：O2+4e- +4H+2H2O碱性：O2+4e- +2H2O4OH固体氧化物：O2+4e- =2O2-熔融碳酸盐：O22CO24e-=2CO32-（使用条件： 高温 ）（2）负极方程式：失电子数（碳四氢一氧减二，氮变氮气不计算！）酸性：CH3OCH3 -12e-+3H2O=12H+2CO2(例：失电子数目4*2+62*1=12) C3H8 -20e-+6H2O=20H+3CO

5、2C6H12O6-24e-+6H2O=20H+6CO2碱性：CH4+10OH8eCO32+7H2OC2H4+16OH12e2CO32+10H2ON2H4+4OH4e4H2O+N2固体氧化物：C4H10-26e-+13O2-=5H2O+4CO2熔融碳酸盐：C3H6-18e-+9CO32-=3H2O+12CO2答案：D【实战训练】1、某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、k2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理如图，下列说法正确的是（ ）A. 此电池常温时也能工作B. 正极电极反应式为：O2+2CO2+4e=2CO32-C. CO32-向正极移动D. a为CH4，b为空气答案：B2.(

6、2015课标,11,6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法的是()A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O答案：A3.(2018海南单科,8,4分)一种镁氧电池如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是()A.电池总反应式为:2Mg+O2+2H2O 2Mg(OH)2B.正极反应式:Mg-2e- Mg2+C.活性炭可以加快O2在负极上的反应速率D.电子的移动方向由a经外电路到b

7、答案：BC4.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡答案：C5(2018苏州联考)科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是()A电极a为电池的负极B电极b上发生的电极反应：O24H4e=2H2OC电路中每通过4 mol电子，在正极消耗44.8 L

8、 H2SD每17 g H2S参与反应，有1 mol H经质子膜进入正极区答案：C6.(2018天津红桥二模,10,节选)(4分)(2)甲烷固体燃料电池属于第三代燃料电池,是一种在高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。其工作原理如下图所示。a是电池的极(填“正”或“负”)。b极的电极反应式为。答案：正 CH4-8e-+4O2-=2H2O+CO27(1)锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：外电路的电流方向是由_(填“a”或“b”，下同)极流向_极。电池的正极反应式为_。(2)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：该电池中外电路电子的流动方向为_(填“从A到B”或“从B到A”)。工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将_(填“增大”“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。A电极附近甲醇发生的电极反应为_。答案：baMnO2eLi=LiMnO2(2) 从A到B 增大CH3OH -6e-+H2O=6H+CO2