燃料電池電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)方法總結(jié)

燃料電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)“五步曲”張耀峰黨茹原電池知識(shí)是中學(xué)化學(xué)中的重要基本概念，也是近年來(lái)高考的熱點(diǎn)，更是學(xué)生心目中的難點(diǎn)，在學(xué)習(xí)原電池時(shí)，學(xué)生尤其感到困惑的是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，特別是燃料電池的電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，學(xué)生在學(xué)習(xí)此塊知識(shí)時(shí)，往往問(wèn)題百出，從而對(duì)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情大大減少，為了幫助同學(xué)們準(zhǔn)確把握這類電池的電極反應(yīng)式的寫(xiě)法，我結(jié)合自己的十年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此方面的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)歸納總結(jié)，僅供大家參考。.燃料電池介紹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。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來(lái)，它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能 儲(chǔ)電”，而是一個(gè)發(fā)電廠”。燃料電池有別于原電池，因?yàn)樾枰€(wěn)定的氧和燃料來(lái)源，以確保其運(yùn)作供電。此電池的優(yōu)點(diǎn)是可以提供不間斷的穩(wěn)定電力，直至燃料耗盡。最常見(jiàn)的燃料電池就是氫氧燃料電池及一些有機(jī)物燃料電池。.燃料電池中O2-的處理方法總結(jié)首先要明白的是燃料電池在書(shū)寫(xiě)的過(guò)程中要區(qū)分電解質(zhì)溶液的區(qū)別，在酸性，堿性，熔融固態(tài)氧化物及熔融碳酸鹽四種不同的介質(zhì)中，電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)不同，這里涉及到O2-的處理方式：.酸性介質(zhì)：O2-+2h+=H2。.堿性介質(zhì)：O2-+H2O=2OH.熔融碳酸鹽介質(zhì)：O2-+CQ=CQ2-.熔融固態(tài)氧化物介質(zhì)：O2-不作處理.燃料電池在不同介質(zhì)中正極電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)匯總在掌握O2-在不同介質(zhì)中的處理方式以后，書(shū)寫(xiě)燃料電池的正極反應(yīng)就變得非常容易，需要明白的是所有的燃料電池正極都發(fā)生還原反應(yīng)，而且在同一介質(zhì)中，正極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)完全相同，下面是對(duì)正極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)匯總，大家可以結(jié)合以上O2-的處理方式進(jìn)行理解.酸性（質(zhì)子交換膜）燃料電池： O2+4e-+4hT=2噸0.堿性燃料電池：O2+4e-+2H20=4OH.熔融碳酸鹽燃料電池：O2+4e-+2CQ=2CC32-.熔融固態(tài)氧化物燃料電池：C2+4e-=2C2-四.燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)“五步曲”，以上燃料電池正極電極反應(yīng)我們根據(jù)O2-在不同介質(zhì)中的處理方式很容易寫(xiě)出，而負(fù)極電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)可能會(huì)有難度，我今天要講兩種方法書(shū)寫(xiě)，第一種方法就是大多數(shù)同學(xué)能夠掌握的總反應(yīng)方程式減正極電極反應(yīng)即為負(fù)極電極反應(yīng)，而對(duì)于此方法存在的弊端之一就是有的同學(xué)不能夠準(zhǔn)確寫(xiě)出總反應(yīng)方程式，弊端之二就是有的學(xué)生在減法過(guò)程中或者移項(xiàng)過(guò)程中由于粗心大意出現(xiàn)錯(cuò)誤，我今天介紹的第二種方法很好的避免了這些問(wèn)題，這就是我接下來(lái)所要講的“五步曲”， “五步曲”的應(yīng)用主要是在有機(jī)燃料電池，對(duì)于氫氧燃料電極反應(yīng)式較簡(jiǎn)單，在這里不作說(shuō)明。⑴確定負(fù)極材料，即為電池中的燃料;

(2)確定燃燒后的產(chǎn)物：在酸性介質(zhì)，熔融固態(tài)氧化物介質(zhì)以及熔融碳酸鹽介質(zhì)中中為CO2,堿性介質(zhì)中為CO32-；(3)確定電子轉(zhuǎn)移數(shù)；由燃料中的C的價(jià)態(tài)變?yōu)楫a(chǎn)物(CQ或CO32-)中C的價(jià)態(tài)，化合價(jià)升高多少，則失去多少個(gè)e-(4)電荷守恒；在酸性介質(zhì)中，以H+為中間體進(jìn)行配平，使左右兩邊電荷守恒，堿性介質(zhì)中，以O(shè)H為中間體進(jìn)行配平，熔融碳酸鹽介質(zhì)中以CQ2-為中間體進(jìn)行配平，熔融固態(tài)氧化物介質(zhì)中以 O2-為中間體進(jìn)行配平(5)氫氧守恒：使左右兩邊H和O個(gè)數(shù)相等，以H2O為載體進(jìn)行配平。下面就以甲烷燃料為例進(jìn)行“五步曲”的練習(xí).酸性(質(zhì)子交換膜)燃料電池：①CH4_^D8e—+⑤型O=②CQ+④8H+.堿性燃料電池：①CH4-③8e-+④100H=②CQ2-+⑤7H2。.熔融碳酸鹽燃料電池：①CH4爸8e-+④4CO321MD5CQ+⑤2H2O.熔融固態(tài)氧化物燃料電池：①CH.卷8e-+4O2-=②CQ+⑤2H2O以上符號(hào)①②③④⑤分別代表“五步曲”中的每一步，具體解析如下：①確定負(fù)極材料，即CH4；②確定燃燒后的產(chǎn)物，在，堿性介質(zhì)中為CQ2-,在其他三種介質(zhì)中為CO2CH4CH4的C由-4價(jià)變?yōu)镃O2或CO32-中C的+4價(jià)，化合價(jià)升高8,則失去8e-④電荷守恒；如上酸性介質(zhì)中左邊失去8e-,右邊必然要帶8個(gè)單位正電荷，所以加8H+；堿性介質(zhì)中，左邊失去8e-,右邊帶兩個(gè)單位負(fù)電荷，所以在左邊加100H使左右兩邊電荷守恒；在熔融碳酸鹽介質(zhì)中左邊失去8e-'則在左邊加4CQ2-使電荷守恒；在熔融固態(tài)氧化物介質(zhì)中左邊失去8e-',則在左邊加4。2-使左右兩邊電荷守恒。⑤氫氧守恒：如上酸性介質(zhì)中右邊8H,20,左邊4H,使氫氧守恒，所以左邊加2H2。；堿性介質(zhì)中左邊100,14H,右邊30,使氫氧守恒,所以右邊加7H20;同理，另外兩種介質(zhì)中分別加2H20使氫氧守恒?！拘≡嚺５丁空?qǐng)寫(xiě)出甲醇燃料電池在不同介質(zhì)中的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)方程式（答案附下頁(yè)）【答案解析】CH30H燃料電池酸性介質(zhì)：正極（還原反應(yīng)）：O2+4e-+4H+=2H20負(fù)極（氧化反應(yīng)）：CH30H-6e-+H20=CO+6H+總反應(yīng)方程式：2CH30H+3Q=2CQ+4H2O堿性介質(zhì)：正極（還原反應(yīng)）：O2+4e-+2H20=4OH負(fù)極（氧化反應(yīng)）：CH30H-6e-+80H=CO2-+6H2O總反應(yīng)方程式：2CH30H+3c2+4OH=2CQ2-+6H2O熔融碳酸鹽介質(zhì)：正極（還原反應(yīng)）02+4e-+2CQ=2CQ2-負(fù)極（氧化反應(yīng)）：CH30H-6e-+3CQ2-=4CQ+2H20總反應(yīng)方程式：2CH30H+3Q=