必修二化学
——氢氧燃料电池电极反响式的书写
氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入 O2, 总反响为：2H2 + O2 === 2H2O
电极反响要留意电解质的下列三种情形：
1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）
负极产生的反响为：H2 – 2e- === 2H+,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以：负极的电极反响式为：H2 – 2e- + 2OH- === 2H2O;
正极是O2得到电子,即：O2 + 4e- === 2O2- ,O2- 在碱性前提下不克不及单独消失,只能联合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O === 4OH- ,是以,正极的电极反响式为：O2 +2H2O + 4e- === 4OH- .
2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）
负极的电极反响式为：H2–2e- === 2H+
正极是O2得到电子,即：O2 + 4e- === 2O2- ,O2- 在酸性前提下不克不及单独消失,只能联合H+生成H2O,即：O2- + 2H+ === H2O,是以正极的电极反响式为：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O（O2 + 4e- === 2O2- ,2O2- + 4H+ === 2H2O）
3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）
负极的电极反响式为：H2–2e- === 2H+
正极的电极反响式为：O2 +2H2O + 4e- === 4OH- 解释：
1.碱性溶液反响物.生成物中均无H+
2.酸性溶液反响物.生成物中均无OH-
3.中性溶液反响物中无H+ 和OH-
2-
燃料电池电极反应式的书写方法
2008-04-23 12:35:42| 分类： 高二化学论文 | 标签： |字号大中小 订阅
在学习原电池时，学生最感困难的是电极反应式的书写，特别是燃料电池电极反应式的书写。为了帮助同学们准确把握燃料电池电极反应式的书写方法，笔者结合自己的教学体会谈谈这方面的问题，供大家参考。
一、有关燃料电池基本知识了解
1、定义：
燃料电池是一种不经过燃烧，将燃料化学能直接转变为电能的装置。它和其它电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会发出火焰，其化学能可以直接转化为电能，且废物排放量很低。其中燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，这是我们书写燃料电池总反应方程式的依据。
2、燃料电池的电极规定
燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔镍、铂、钯等兼有催化剂特性的惰性金属，两电极的材料相同。因此，燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。通入可燃物的一极为负极，可燃物在该电极上发生氧化反应；通入空气或氧气的一极为正极，氧气在该电极上发生还原反应。
3、燃料电池的电解质
不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质，其电解质通常有水剂体系（酸性、中性或碱性）电解质、熔融盐电解质、固体（氧化物或质子交换膜）电解质等。在不同的电解质中，燃料电池的电极反应式就有不同的表示方法。因此，在书写燃料电池电极反应式时要特别注意电解质的种类。
4、燃料电池的工作原理
以氢氧燃料电池为例，其工作原理是：氢气（可燃物）从负极处失去电子（燃料被氧化掉），这些电子从外电路流到正极；同时，余下的阳离子（氢离子）通过电解液被送到正极。在正极，离子与氧气发生反应并从负极获得电子。
5、燃料电池的优点
作为二十一世纪改善人类生活的“绿色电源”——燃料电池，它具有以下优点：
⑴燃料电池是把化学能直接转化为电能，而不经过热能这一种中间形式，所以它的电效率比其它任何形式的发电技术的电效率都高。
⑵燃料电池的废物（如SO2、CO、NOx）排放量很低，大大减少了对环境的污染。
燃料电池电极反应式书写方法与学习方法
燃料电池电极反应式书写方法
法一：常用方法
电极：惰性电极;燃料包含：H2;烃如：CH4;醇如：C2H5OH等。
电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液;②碱性电解质溶液如：NaOH溶液;③熔融氧化物如：Y2O3;④熔融碳酸盐如：K2CO3等。 本文来自化学自习室!
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。 本文来自化学自习室!
如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O;甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应为：
CH4+2O2=CO2+2H2O①
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②
①式+②式得燃料电池总反应为：
CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O 本文来自化学自习室!
本文来自化学自习室!
第二步：写出电池的正极反应式 本文来自化学自习室!
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：
O2+4H++4e-=2H2O
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O2+2H2O+4e-=4OH-
(3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下电极反应式：
O2+4e-=O2- (4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：
O2+2CO2+4e-=2CO32- 。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式
故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。
以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：
1、酸性条件
燃料电池电极反响式的书写方法
在学习原电池时，学生最感困难的是电极反响式的书写，特别是燃料电池电极 反响式的书写。为了帮助同学们准确把握燃料电池电极反响式的书写方法，笔者结 合自己的教学体会谈谈这方面的问题，。
一、有关燃料电池基本知识了解
1、定义：
燃料电池是一种不经过燃烧，将燃料化学能经过电化学反响直接转变为电能的 装置。它和其它电池中的氧化还原反响一样，都是自发的化学反响，不会发出火焰, 其化学能可以直接转化为电能，且废物排放量很低。其中燃料电池电化学反响的最 终产物与燃料燃烧的产物相同，这是我们书写燃料电池总反响方程式的依据。
2、燃料电池的电极规定
燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔锲、伯、钿等兼有催化剂特性的惰性 金属，两电极的材料相同。因此，燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。通 入可燃物的一极为负极，可燃物在该电极上发生氧化反响；通入空气或氧气的一极 为正极，氧气在该电极上发生还原反响。
3、燃料电池的 电解质
不同纂型的燃料电池可有不同种类的电解质，其电解质通常有水剂体系（酸性、 中性或碱性）电解质、熔融盐电解质、固体（氧化物或质子交换膜）电解质等。在 不同的电解质中，燃料电池的电极反响式就有不同的表示方法。因此，在书写燃料 电池电极反响式时要特别注意电解质的种类。
4、燃料电池的工作原理
以氢氧燃料电池为例，其工作原理是：氢气（可燃物）从负极处失去电子（燃 料被氧化掉），这些电子从外电路流到正极；同时，余下的阳离子（氢离子）通过 电解液被送到正极。在正极，离子与氧气发生反响并从负极获得电子。
5、燃料电池的优点
作为二十一世纪改善人类生活的“绿色电源”一一燃料电池，它具有以下优点:
⑴燃料电池是把化学能直接转化为电能，而不经过热能这一种中间形式，所以 它的电效率比其它任何形式的发电技术的电效率都高。
⑵燃料电池的废物（如SO2、CO、NOx）排放量很低，大大减少了对环境的污 染。
