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。
电极反应式 龙文教育 缪康杰制作
第 1 页 共 4 页 电极反应式书写大全
1、原电池的电极和电极反应：
正极：符号“+”， 到电子，发生 ;是 剂
负极：符号“－”， 去电子，发生 ；是 剂
2、电解池的电极和电极反应：
(1)阴极：连接电源的 极，发生 反应的电极。溶液中的阳离子移向阴极， 性强的离子优先发生还原反应。
(2)阳极：连接电源的 极，发生 反应的电极。
①用惰性电极(石墨、Pt等)作阳极，溶液中的 离子移向阳极， 性强的离子优先发生氧化反应。
②用活泼金属(如Fe、Cu等)作阳极，电极本身发生 反应变成离子进入溶液：M一ne—=Mn+
阴极：发生 反应 氧化性强的先反应
Au3+＞Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阳极：发生 反应 还原性强的先反应
活性金属>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>高价含氧酸根离子>O2-> F—
特别提醒：要注意在水溶液中有些离子不发生放电注意：（1）阳极若是活性电极，则是活性电极失去电子被氧化，若为惰性电极则考虑阴离子放电（2）阴极任何时候都是阳离子放电
方法一：
① 两个活泼性不同的电极(金属与金属、金属与石墨碳棒、金属与难溶金属氧化物)；
② 电解质溶液，至少要能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应，一般是置换反应；
③ 两电极插入电解质溶液中且用导线连接。
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技法点拨
忘 的 法 ＠
一焦军红
从近几年全国高考试题来看，电化学知识属于
高考“高频”知识，命题角度主要是原电池、电解池原
理及其应用，电极反应式和电池反应式的书写，与电 化学有关的计算等。其中电极反应式的书写或判断
是必考内容，题型有选择题和填空题两种形式，选择
题往往是电极反应式的判断，填空题为直接书写电 极反应式，不论哪种形式考查，学生都感觉电极反应
式的书写难度较大，通过对近几年高考试题的研究，
我就电化学电极反应式的书写归纳了两种有效的
方法。
一、相减法
有一类试题已知总的电池反应和某一极的电极
反应，或者很容易写 ｛总的电池反应和某一极的电
极反应，然后要求写出另一极的电极反应式，这类试
题电极反应式的书写就用相减法，即：负极＝电池反 应一正极。此法叫相减法，也可叫间接书写法。 例１ 硫化氢（Ｈ２ｓ）是一种有毒的可燃性气体，
用Ｈ§、空气和ＫＯＨ溶液可以组成燃料电池，其电池
反应为：２Ｈ２Ｓ＋３０２＋４ＫＯＨ＝２Ｋ２ＳＯ３＋４Ｈ２０。 （１）该电池工作时正极应通入——
（２）该电池的负极电极反应式为
（３）该电池工作时负极区域溶液的ｐＨ——
（填“升高”“降低”“不变”）。
解析：由题意可知，该电池为碱性燃料电池。
（１）正极应通入０，
（２）正极的电极反应式为：０ ＋４ｅ一＋２Ｈ ０＝４０Ｈ一
负极＝电池反应一正极，相减时正极乘３再相减，即
得负极电极反应式为：Ｈ２Ｓ一６ｅ一＋８０Ｈ－＝ＳＯ￣＋５Ｈ２０。
（３）负极区域溶液的ＤＨ应根据负极的电极反应
式来判断，Ｈ，Ｓ一６ｅ－＋８０Ｈ一＝ｓＯｊ一＋５Ｈ【２０，可知，负极反
应？肖耗ＯＨ一，所以负极区域溶液ｆｌ￣ｐＨ降低。 训练Ｉ．已知为了提高甲醇（ＣＨ ＯＨ）燃料的利用
率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通
人空气，另一个电极通入甲醇气体。
电解质溶液为酸性时，负极的电极反应式为
；——电解质溶液为碱性
时，负极的电极反应式为——； 解析：由题意可知，该电池为燃料电池，正极为
燃料电池电极反应式的书写方法
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，将燃料化学能经过电化学反应直接转变为电能的
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SO、CO NQ）排放量很低，大大减少了对环境的污染。
