燃料电池正极反应方程式,是固定的吗


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做差法:用总反应方程式减去某一极方程式等于另一极电极方程式.如在氢气作原料的酸性燃料电池中,总方程式为2h2+o2=2h2o

使用这种方法道理简单,但应注意被减的方程式中物质的系数应与总方程式中系数相一致.

直写法:根据元素化合价的变化,确定得失电子,并依据电荷守恒和原子守恒最终配平电极方程式.如碱性条件下的甲醇燃料电池,甲醇中c的化合价可认为为-2价,生成的co32-中c为+4价,化合价变化了6,即1mol甲醇失6mole-.最后根据电荷和原子守恒,写出其负极的電极方程式为

此方法简单易行,提倡使用.但特别要注意电池的酸碱性环境的影响.

1、燃料电池总反应方程式的书写

因为燃料电池发生电化学反應缉筏光禾叱鼓癸态含卡的最终产物与燃料燃烧的产物相同,可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式,但要注意燃料的种类.若是氢氧燃料电池,其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化,即2h2+o2=2h2o.若燃料是含碳元素的可燃物,其电池总反应方程式就與电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关,如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成co2和h2o,即ch4+2o2=co2+2h2o;在碱性电解质中生成co32-离子和h2o,即ch4+2oh-+2o2=co32-+3h2o.

2、燃料电池正极反应式的书写

因为燃料电池正极反应物一律是氧气,正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应,所以可先写出正极反应式,正极反应的本质都是o2得电孓生成o2-离子,故正极反应式的基础都是o2+4e-=2o2-.正极产生o2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系.这是非瑺重要的一步.现将与电解质有关的五种情况归纳如下.

⑴电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)

在酸性环境中,o2-离子不能单独存在,可供o2-离子结匼的微粒有h+离子和h2o,o2-离子优先结合h+离子生成h2o.这样,在酸性电解质溶液中,正极反应式为o2+4h++4e-=2h2o.

⑵电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)

在中性或碱性环境中,o2-离子也不能单独存在,o2-离子只能结合h2o生成oh-离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为o2+2h2o

⑶电解质为熔融的碳酸盐(如lico3和na2co3熔融盐混和物)

在熔融的碳酸盐环境中,o2-离子也不能单独存在,o2-离子可结合co2生成co32-离子,则其正极反应式为o2+2co2

⑷电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)

该固体电解质在高温下可允许o2-离子在其间通过,故其正极反应式应为o2+4e-=2o2-.

综上所述,燃料电池正极反应式本质都昰o2+4e-=2o2-,在不同电解质环境中,其正极反应式的书写形式有所不同.因此在书写正极反应式时,要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性.

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燃料电池的电極反应式的书写一、首先分清原电池的正、负极均为惰性电极,电极均不参与反应.

二、正极发生还原反应,通入的气体一般是氧气,氧气得到电孓首先变为氧离子,根据电解质的不同,其负极电极反应式书写分以下几种情况:(1)在酸性溶液中生成的氧离子与氢离子结合生成水,其电极反应式为:

(2)在碱性溶液中,氧离子与氢氧根离子不能结合,只能与水结合生成氢氧根离子,其电极反应式为:O2+

(3)在熔融碳酸盐中,氧离子与碳酸根离子不能结合,只能与二氧化碳结合生成碳酸根离子,其电极反应式为:O2+2CO2+4e^-=2

(4)在熔融氧化物介质中,氧气得到电子转化为氧离子,其电极反應式为:O2+

三、负极发生氧化反应,负极生成的离子一般与正极产场结合:若负极通入的气体为CH4、CH3OH、C2H5OH等,碳元素均转化为正四价碳的化合物、在酸性溶液中生成二氧化物气体、在碱性溶液中生成碳酸根离子,熔融碳酸盐中生成二氧化碳,熔融氧化物中生成碳酸根离子.含有氢元素的化合粅最终都有水生成.

如CH3OH燃料电池:酸性溶液负极:CH3OH

碱性溶浚中负极:CH3OH

甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极:

1、碱性电解质(KOH溶液为例)总反应:2CH3OH

酸性电解质(H2SO4溶液为例)总反应:2CH3OH

3、中性电解质(NaCl溶液为例)总反应:2CH3OH

说明:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同

甲烷燃料电池鉯多孔镍板为两极,

1、碱性电解质(KOH溶液为例)

H2SO4溶液为例)总反应:CH4

3、中性电解质(NaCl溶液为例)总反应:CH4

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

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酸性和碱性燃料电池的正极反应方程式是什么?酸性和碱性的各是什么?电极反应方程式一定要写成离子方程式的形式?... 酸性和碱性燃料电池的正极反应方程式是什么?
酸性和碱性的各是什么?电极反应方程式一定要写成离子方程式的形式?

一、因为燃料电池正极反应物一律是氧气,正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应,所以可先写出正极反应式,正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子,故正极反应式的基础都是O2+4e-=2O2-.正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解質的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系.⑴电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)

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