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高中化學(xué)燃料電池方程式盤(pán)點(diǎn)

2017-01-31 15:58:42 來(lái)源：精品學(xué)習(xí)網(wǎng)

 　　燃料電池是一種主要透過(guò)氧或其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的電池。育路小編準(zhǔn)備了高中化學(xué)燃料電池方程式，具體請(qǐng)看以下內(nèi)容。

　　一、氫氧燃料電池

　　氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑(Pt)或石墨做電極材料，負(fù)極通入H2，正極通入 O2，總反應(yīng)為：2H2+ O2 = 2H2O。電極反應(yīng)特別要注意電解質(zhì)，有下列三種情況：

　　1.電解質(zhì)是KOH溶液(堿性電解質(zhì))

　　負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：H2– 2e- = 2H+ ，2H+ + 2OH- = 2H2O,所以：負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2– 2e- + 2OH- = 2H2O;

　　正極是O2得到電子，即：2O2 + 4e-= 2O2- ，O2- 在堿性條件下不能單獨(dú)存在，只能結(jié)合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O = 4OH- ，因此，正極的電極反應(yīng)式為：O2+ H2O + 4e- = 4OH- 。

　　2.電解質(zhì)是H2SO4溶液(酸性電解質(zhì))

　　負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2– 2e- = 2H+

　　正極是O2得到電子，即：O2 + 4e-= 2O2- ，O2- 在酸性條件下不能單獨(dú)存在，只能結(jié)合H+生成H2O即：O2- + 2H+ =H2O，因此正極的電極反應(yīng)式為：O2+ 4H+ + 4e- = 2H2O

　　3. 電解質(zhì)是NaCl溶液(中性電解質(zhì))

　　負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2– 2e- = 2H+

　　正極的電極反應(yīng)式為：O2+ H2O + 4e- = 4OH-

　　說(shuō)明：

　　1.堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)H+

　　2.酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)OH-

　　3.中性溶液反應(yīng)物中無(wú)H+和OH-

　　4.水溶液中不能出現(xiàn)O2-

　　二、甲烷燃料電池

　　甲烷燃料電池以多孔鎳板為兩極,電解質(zhì)溶液為KOH，生成的CO2還要與KOH反應(yīng)生成K2CO3，所以總反應(yīng)為：CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3+ 3H2O。

　　負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)：CH4– 8e- + 8OH- =CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- = CO32-+ H2O，所以：

　　負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH4+ 10 OH- + 8e- = CO32- + 7H2O

　　正極發(fā)生的反應(yīng)有：O2+ 4e- = 2O2- 和O2- + H2O = 2OH- 所以：

　　正極的電極反應(yīng)式為：O2+ 2H2O + 4e- = 4OH-

　　說(shuō)明：掌握了甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式，就掌握了其它氣態(tài)烴燃料電池的電極反應(yīng)式。

　　三、甲醇燃料電池

　　甲醇燃料電池以鉑為兩極,用堿或酸作為電解質(zhì)：

　　1.堿性電解質(zhì)(KOH溶液為例)

　　總反應(yīng)式：2CH3OH+ 3O2 +4KOH= 2K2CO3 + 6H2O

　　正極的電極反應(yīng)式為：3O2+12e-+ 6H2O=12OH-

　　負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH3OH-6e-+8OH- = CO32-+ 6H2O

　　2. 酸性電解質(zhì)(H2SO4溶液為例)

　　總反應(yīng): 2 CH3OH+ 3O2 = 2CO2 + 4H2O

　　正極的電極反應(yīng)式為：3O2+12e-+12H+= 6H2O

　　負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2 CH3OH-12e-+2H2O = 12H++ 2CO2

　　說(shuō)明：乙醇燃料電池與甲醇燃料電池原理基本相同

　　四、 鋁–空氣–海水電池

　　我國(guó)首創(chuàng)以鋁–空氣–海水電池作為能源的新型海水標(biāo)志燈，以海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷被氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的白光。

　　電源負(fù)極材料為：鋁;電源正極材料為：石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料。

　　負(fù)極的電極反應(yīng)式為：

　　4Al-12e-=4Al3+;

　　正極的電極反應(yīng)式為：

　　3O2+6H2O+12e-=12OH-

　　總反應(yīng)式為：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3

　　說(shuō)明:鋁板要及時(shí)更換,鉑做成網(wǎng)狀是為了增大與氧氣的接觸面積。

　　高中是人生中的關(guān)鍵階段，大家一定要好好把握高中，編輯老師為大家整理的高中化學(xué)燃料電池方程式，希望大家喜歡。

　　(責(zé)任編輯：彭海芝)

　　特別說(shuō)明：由于各省份高考政策等信息的不斷調(diào)整與變化，育路高考網(wǎng)所提供的所有考試信息僅供考生及家長(zhǎng)參考，敬請(qǐng)考生及家長(zhǎng)以權(quán)威部門(mén)公布的正式信息為準(zhǔn)。

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