2020高三化学二轮专题复习--燃料电池电极方程式的书写(共12张PPT)

换膜 极或原电池的正极
过
2.解题模型 如：三室式电渗析法处理含 Na2SO4 废水的原理如下 图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直 流电场的作用下，两膜中间的 Na＋和 SO24－可通过离子交 换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。判 断 ab、cd 是什么交换膜；判断离子的迁移方向；书写电 极反应式；判断电极产物。
【模型解题】 (1)弄清是原电池还是电解池，判断电极。 有外接电源→电解池；n→阳极，m→阴极。 (2)根据电极判断离子的移动方向和交换膜的种类。 Na＋→通过 ab→阴极⇒ab 是阳离子交换膜； SO24－→通过 cd→阳极⇒cd 是阴离子交换膜。 (3)根据放电顺序写出电极反应式。 阴极，阳离子竞争放电，放电顺序：H＋>Na＋，阴极 的电极反应式为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；

2．根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总 反应式列出比例式计算。 3．根据关系式计算 根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量 之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过 4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
(式中 M 为金属，n 为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记 电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化 学计算问题。
解析：制备原理是原料室中[B(OH)4]－通过阴膜(b 膜) 进入产品室，M 室中石墨电极上 H2O 放电产生 O2 和 H＋， H＋通过阳膜(a 膜)进入产品室，H＋＋[B(OH)4]－===H3BO3 ＋H2O，A、C 正确；原料室中的 Na＋通过阳膜(c 膜)进入
N 室，N 室中石墨电极上 H2O 放电产生 H2 和 OH－，因而 N 室中 NaOH 溶液的浓度会增大，B 正确；M、N 室电极 反应式分别为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋、2H2O＋2e－ ===H2↑＋2OH－，理论上每生成 1 mol 产品，阴极室(N 室)生成 0.5 mol H2，标准状况下为 11.2 L，D 错误。

+H++2e-
+Cl-,正极每得到 2 mol 电子时,
为使溶液呈电中性,必有 2 mol H+通过质子交换膜进入 a 极溶液,同 时电A.极a、反b应极消不耗能使1 m用o同l H种+。电故极工材作料一段时间之后,a 极区溶液中 H+
子,A 错误;电极 B 为正极,正极为氧气得电子生成 CO32-,电极反应为 O2+2CO2+4e- 2CO32-,B 正确;电池工作时,CO32-向负极移动,即向电 极 A 移动,故 C 错误;电解质中没有 OH-,负极反应式为
HB2+CO+2CO32--4e- H2O+3CO2,D 错误。
关闭
解析
燃料电池原理示意图如下。有关该电池的说法正确的是( )
-17-
考点一
考点二
考点三
A.反应 CH4+H2O 电子
3H2+CO 中每消耗 1 mol CH4 转移 12 mol
B.电极 B 上发生的电极反应:O2+2CO2+4e- 2CO32-
关闭
CD反..电电应池极C工HA4作+上H时2HO,C2 参O32与-向的3电H电极2+极CB反O移应中动:碳H2元+2素O化H--合2e价- 由-24H价2O升高到+2 价, 氢元素化合价由+1 价降低到 0 价,每消耗 1 mol CH4 转移 6 mol 电
代 EBD.协T同A-转Fe化3+/总ED反T应A-:FCeO2+2,+溶H液2S需==为=酸CO性+,H否2O则+FSe3+、Fe2+可形成沉淀,
且C CDH..2石若S 和墨采烯用S 上不Fe的能3+/电稳Fe势定2+取比存代Z在nE,ODD@T项A石正-F墨e确3烯+。/E上D的TA低-Fe2+,溶液需为酸性

总反应式：2CH3OH +3O2 = 2CO2 + 4H2O 正极： 3O2 + 12H+ + 12e- = 6H2O 负极： 2CH3OH －12e- + 2H2O = 2CO2 + 12H+
原理： 利用原电池的工作原理，将燃料和氧化剂反
应放出的化学能直接转化为电能
特点： 1、高效,环境污染少, 2、燃料、氧化剂连续由外部供给，生 成物不断排出 3、电极本身不包括活性物质
第三步：用总反应方程式减去正极得 到负极电极式
注意：转移电子相等，才能进行第三步
化学电源
交流总第 3结
页
2、工作原理
A
总反应：
2e-
2e-
2H2 + O2 = 2H2O 负极：
H2O
2H2 - 4e- = 2H+
正极：
氢气
H+ -
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O2 + 4H+ +4e- = 2H2O
- H2 H+ OH O2
OH
氧气
H2SO4
负极
正极
氢氧燃料电池
介质
电池反应： 2H2 +O2 = 2H2O
酸性 中性 碱性
负极 正极 负极 正极 负极
正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极 上的反应为： CH3CH2OH - 4e- +H2O = CH3COOH+4H+。下列有关 说法正确的是（ C ）

巩固练习6、蓄电池在放电时起原电池的作 用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生 蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：
下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是( ) A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B．蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中 C．充电时，阴极上的电极反应为：
D．放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动
① 2H+ + 2e－=H2↑ （2分） 阳极 阴极
. ②产品室中反应的离子 方程式为
②HPO32－+ 2H+ = H3PO3 （2分）
.
或：HPO32－+ H+ = H2PO3－ 、
.
H2PO3－+ H+ = H3PO3（各1分）
.
电解池中电极反应式的书写小结
1、看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺 序表Ag以前），是阳极失电子。注意阳离子与电解质 溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶 液中的阴离子应写入负极反应式。 2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），电解质 溶液中的离子放电，根据离子的放电顺序书写电极反 应式。 3、分析电解池中离子、电子流向及电解质溶液成分变 化。
电解
电极方程式书写的基本思路是： 判断电极→确认两极放电的物质→电极产 物的判断→电极反应式的书写
★复习策略
电化学中电极反应式的书写不仅是 电化学的重点和难点，更是高考的热点 题型之一。 复习时应注意强化基础、抓 实质、重分析，注意知识的深化和迁移， 分类归纳总结，突破重难点。
一、重点回顾：
B-Al2O3固体
注：Na：熔融Z电极
FeCl2：熔融FeG2电极
课堂小结
无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反 应，应根据氧化还原反应写电极反应式: ①判断：是原电池还是电解池，电极名称，电极反应 类型。 ②书写：熟记粒子放电顺序，满足电荷守恒。 ③兼顾：即注意介质，考虑介质中的微粒是否参与电 极反应。 ④检验：即检验电极反应式是否满足质量守恒和电荷 守恒。