常用原电池方程式
1.Cu─H2SO4─Zn原电池 正极: 2H+ + 2e=H2↑ 负极: Zn - 2e = Zn2+
总反应式: Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑ 2.Cu─FeCl3─C原电池 正极: 2Fe3+ + 2e =2Fe2+ 负极: Cu - 2e =Cu2+
总反应式: 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀 正极:O2 + 2H2O + 4e =4OH 负极:2Fe - 4e =2Fe2+
总反应式:2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2 4.氢氧燃料电池(中性介质) 正极:O2 + 2H2O + 4e =4OH 负极:2H2 - 4e =4H+ 总反应式:2H2 + O2 == 2H2O 5.氢氧燃料电池(酸性介质) 正极:O2 + 4H+ + 4e =2H2O 负极:2H2 - 4e-=4H+ 总反应式:2H2 + O2 == 2H2O 6.氢氧燃料电池(碱性介质) 正极:O2 + 2H2O + 4e =4OH 负极:2H2 - 4e + 4OH- =4H2O 总反应式:2H2 + O2 == 2H2O 7.铅蓄电池(放电) 正极 (PbO2) :
PbO2 + 2e + SO42 + 4H+ =PbSO4 + 2H2O 负极 (Pb) :Pb- 2e+ SO42=PbSO4 总反应式:
Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2 == 2PbSO4 + 2H2O 8.Al─NaOH─Mg原电池
正极:6H2O + 6e =3H2↑ + 6OH-
负极:2Al - 6e + 8OH =2AlO2 + 4H2O 总反应式:2Al+2OH+2H2O==2AlO2 + 3H2↑ 9.CH4燃料电池(碱性介质) 正极:2O2 + 4H2O + 8e =8OH-
负极:CH4 -8e- + 10OH =(CO3)2 + 7H2O
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总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH == (CO3)2 + 3H2O 10.熔融碳酸盐燃料电池
(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料): 正极:O2 + 2CO2 + 4e =2(CO3)2 (持续补充CO2气体) 负极:2CO + 2(CO3)2 - 4e =4CO2 总反应式:2CO + O2 == 2CO2 11.银锌纽扣电池(碱性介质)
正极 (Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e =2Ag + 2OH
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负极 (Zn) :Zn + 2OH -2e =ZnO + H2O 总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
******************************************************************************************** 高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式 几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多,下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池
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, 总反应为:2H2+O2=2H2O
电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况: 1.电解质是KOH溶液(碱性电解质)
-++
负极发生的反应为:H2+2e=2H ,2H+2OH-=2H2O,所以:
--
负极的电极反应式为:H2 – 2e+2OH=2H2O;
---
正极是O2得到电子,即:O2+4e=2O2 ,O2 在碱性条件下不能单独存在,只能结合
---
H2O生成OH即:2O2+2H2O=4OH ,因此,正极的电极反应式为:O2+H2O+4e-=
-
4OH 。
2.电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)
-+
负极的电极反应式为:H2 -2e=2H
---
正极是O2得到电子,即:O2+4e=2O2 ,O2在酸性条件下不能单独存在,只能结合H+-+
生成H2O即:O2+2 H=H2O,因此
+----+
正极的电极反应式为:O2+4H+4e=2H2O(O2+4e=2O2 ,2O2+4H=2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液(中性电解质)
-+-
负极的电极反应式为:H2 +2e=2H 正极的电极反应式为:O2+H2O+4e=4OH
-
+
-
说明: 1.碱性溶液反应物、生成物中均无H;2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH;
+--
3.中性溶液反应物中无H 和OH;4.水溶液中不能出现O2。 二、甲醇燃料电池
甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质: 1. 碱性电解质(KOH溶液为例)
总反应式:2CH4O+3O2 +4KOH= 2K2CO3+6H2O
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正极的电极反应式为:3O2+12e+6H2O=12OH
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负极的电极反应式为:CH4O -6e+8OH=CO32+ 6H2O
2. 酸性电解质(H2SO4溶液为例) 总反应: 2CH4O+3O2=2CO2+4H2O
-+
正极的电极反应式为:3O2+12e+12H=6H2O
-+
负极的电极反应式为:2CH4O-12e+2H2O=12H+ 2CO2 说明:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同 三、甲烷燃料电池
甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH,生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3,所以总反应为:CH4+2KOH+ 2O2=K2CO3+3H2O。
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负极发生的反应:CH4 – 8e+8OH =CO2+6H2O CO2+2OH = CO32+H2O,所以:
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负极的电极反应式为:CH4+10 OH+8e=CO32+7H2O
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正极发生的反应有:O2+4e=2O2 和O2+H2O=2OH 所以:
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正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e=4OH
说明:掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式 四、铝—空气—海水电池:我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。
电源负极材料为:铝;电源正极材料为:石墨、铂网等能导电的惰性材料。
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负极的电极反应式:4Al-12e=4Al3;正极的电极反应式为:3O2+6H2O+12e=12OH 总反应式为:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
说明:铝板要及时更换,铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积.
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