甲烷为燃料的燃料电池电极反应,甲烷燃料碱性电池中性电极反应

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-04-03 00:27:19

电极反应方程式书写中的各个突破点

-------------- 我的教案整理之三

原电池和电解池的电极反应中,比较难的是燃料电池的电极反应,这里以天燃气、乙醇为燃料的酸碱性燃料电池为例,怎样突破难点,分析写出电极反应。

⒈写出以甲烷为燃料的酸性燃料电池的电极反应和总反应

⑴,甲烷是负极,其电极反应按以下步骤

写出还原剂(CH4)失电子生成对应的氧化产物(CO2):CH4-8e-→CO2 这一步的难点就在于不应去考虑“H 元素变成什么去了?”因为这一步H 元素没有参加电子得失,不应去考虑。

配平上述述反应式的电荷,这是最关键的一步,显然,在酸性条件下,应在右边加上8个H 得到:CH4-8e-→CO2 8H

由配平电荷后的式子,再观察配平各元素的原子个数,显然在左边应加上2H2O

最后得到完整的负极反应式为:CH4-8e- 2H2O=CO2 8H 这个电极反应式,从电子得失和电荷平衡以及各原子个数都是平衡的,是正确的,不应当去质疑“H元素为什么没有变成水而是变成了H ?” H元素变成水是在正极上发生的。

⑵ 氧气是正极,其电极反应按以下步骤

O2 作正极得电子的生成物是水:2 O2 8e-→4 H2O

配电荷:显然左边加上8H ,最后得到完整的正极反应式:

2 O2 8e- 8H =4 H2O

⑶ 将正负极反应合并得到总反应方程式CH4 2 O2=CO2 2H2O

2,写出以甲烷为燃料的碱性燃料电池的电极反应和总反应

⑴ 甲烷是负极,其电极反应按以下步骤

在碱性条件,CH4失电子生成对应的氧化产物为CO32-;CH4-8e-→CO32-

配平电荷:应在左边加上10个OH-:CH4-8e- 10 OH-→CO32-

再观察配平各元素的原子个数,右边应加上7H2O

最后得到完整的负极反应式为:CH4-8e- 10 OH-→CO32- 7 H2O

⑵ 氧气是正极,其电极反应为:2 O2 8e- 4H2O=8OH-

⑶ 将正负极反应合并得到总反应方程式:CH4 2O2 2OH-=CO32- 3 H2O

3,写出以乙醇为燃料的酸性燃料电池的电极反应和总反应

⑴ 乙醇是负极,其电极反应按以下步骤

由上述酸性电池的写法,模拟写出为:

C2H6O-12e-→2 CO2

C2H6O-12e-→2 CO2 12 H

C2H6O-12e- 3 H2O→2 CO2 12 H

⑵ 氧气是正极,其电极反应为:3O2 12e- 12 H =6H2O

⑶合并正负极写出总反应:C2H6O 3O2=2 CO2 3 H2O

4,写出以乙醇为燃料的碱性燃料电池的电极反应和总反应

⑴ 乙醇是负极,其电极反应按以下步骤

C2H6O-12e-→2 CO32-

C2H6O-12e- 16 OH-→2 CO32-

③ C2H6O-12e- 16 OH-=2 CO32- 11 2 CO32-

⑵ 氧气是正极,其电极反应为:3O2 12e- 6 H2O=12OH-

⑶ 正负极合并写出总反应为:C2H6O 3O2 4OH-=2 CO32- 5 H2O

小结:1,电极反应大多数是有电子得失的离子方程式,几是离子方程式,都有一步配电荷平衡的步骤,这一步很重要,它不但平衡了电荷,而且,常常把方程式中的缺项是什么也提示了我们,配电荷是离子方程式中一个关键性步骤,特别是在写电极反应中有很大的提示作用。

氧气在酸性备件下是加上H 生成水,在碱性因条件下是加上水生成OH-,这个结论一定要记得很熟,而且熟练地定出它们的方程式,如:2 O2 8e- 4H2O=8OH-

3O2 12e- 6 H2O=12OH-

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