高中化学常见的燃料电池电解液酸性、碱性燃烧的化学方程式有哪些?

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高中化学常见的燃料电池电解液酸性、碱性燃烧的化学方程式有哪些?~

1、氢氧燃料电池;酸性条件,负极:2H2-4e-=4H+;
正极:O2+4H+
+4e-=2H2O碱性条件,负极:2H2+4OH-
-4e-=4H2O;
正极:O2+2H2O
+4e-=4OH-
2、甲烷燃料电池;酸性条件,负极:CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+;
正极:2O2+8H+
+8e-=4H2O碱性条件,负极:CH4+10OH-
-8e-=CO32-+7H2O;
正极:2O2+H2O
+8e-=8OH-
其他含碳的燃料电池在酸碱不同条件下的差别就是:酸性条件下生成二氧化碳,碱性条件生成的是碳酸根离子!

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

正极的电极反应式为:3O2+12e- + 6H20===12OH-

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。
负极发生的反应:CH4 – 8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O,所以:

负极的电极反应式为:CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O
正极发生的反应有:O2 + 4e- === 2O2- 和O2- + H2O === 2OH- 所以:

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。

负极的电极反应式为: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.

1、氢氧燃料电池;酸性条件,负极:2H2-4e-=4H+; 正极:O2+4H+ +4e-=2H2O碱性条件,负极:2H2+4OH- -4e-=4H2O; 正极:O2+2H2O +4e-=4OH- 2、甲烷燃料电池;酸性条件,负极:CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+; 正极:2O2+8H+ +8e-=4H2O碱性条件,负极:CH4+10OH- -8e-=CO32-+7H2O; 正极:2O2+H2O +8e-=8OH- 其他含碳的燃料电池在酸碱不同条件下的差别就是:酸性条件下生成二氧化碳,碱性条件生成的是碳酸根离子!


氢氧燃料电池的原理
从这一点看,它和其他化学电池如锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是,它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂,这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出,所以被称为燃料电池。具体地说,燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由...

高中化学原电池的问题,甲醇燃料电池在硫酸钾中性溶液中的正负极反应式...
甲醇燃料电池本质上就是甲醇+氧气的燃烧反应 负极发生氧化反应,失去电子,甲醇是在负极反应,甲醇被氧化 正极发生还原反应,得到电子,氧气是在正极反应,氧气被还原

什么是燃料电池?工作原理是什么样的?
燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。但是,它需要电极和电解质以及氧化还原反应才能发电。2014年2月...

乙醇燃料电池的化学方程式?
故碱性不断的下降,进而使得电池无法完全正常的运转,甚至根本无法运转。但与直接甲醇燃料电池和氢氧质子交换膜燃料电池相比,DEFC的功率密度很低,远不能达到工业应用的水平。虽然直接甲醇燃料电池中的甲醇渗透问题受到人们的关注而且已经进行了深入研究,但DEFC中的乙醇渗透问题鲜有问津。

燃料电池有哪几种类型?
燃料电池的主要类型有:1、SOFC 固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种直接将燃料气和氧化气中的化学能转换成电能的全固态能量转换装置,具有一般燃料电池的结构。2、RFC 氢燃料电池以氢气为燃料,与氧气经电化学反应后透过质子交换膜产生电能。氢和氧反应生成水,不排放碳化氢、一氧化碳、氮化物和二氧化碳等污染...

化学中燃料电池的工作原理是什么?
另外,由于工作温度和发电功率的不同(表1),燃料电池的应用领域也可以分为四种:便携式电子产品,包括笔记型计算机、数字相机、手机、PDA等;住宅发电,既是住宅或备用电源;运输交通工具,汽车、巴士等;大型发电大楼发电、小型及大型发电厂。 其中,PEMFC因其不经过燃烧直接以电化学反应连续地把燃料和氧化剂中的化学能直接...

化学燃料是指哪些燃料
化学燃料即化石燃料:包括的天然资源为煤炭、石油和天然气等,是由死去的有机物和植物在地下分解而形成的,是一种烃或烃的衍生物的混合物,也是不可再生资源。多指煤炭、石油、天然气等这些埋藏在地下和海洋下的不能再生的燃料资源。化石燃料中按埋藏的能量的数量的顺序分有煤炭类、石油、油页岩、天然...

高中化学原电池
要看参与反应的物质有些什么,根据电子的得失分别书写 1.燃料电池:作为燃料的物质在负极,失电子,生成相对应的常见的产物(此时得考虑电解液对产物的影响,如CO2+2OH- =CO32- + H2O 一般在正极得电子的都是氧气,电极反应式相对固定,按照倍数变化系数即可 2. 一般原电池:当原电池中的正负极...

甲烷燃料电池的化学方程式是什么?
甲烷(CH4)燃料电池就是用沼气(主要成分为CH4)作为燃料的电池,与氧化剂O2反应生成CO2和H2O.反应中得失电子就可产生电流从而发电。美国科学家设计出以甲烷等碳氢化合物为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池。燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能,其效率高、污染低,是一种很有...

燃料电池主要类型的介绍
这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料。 按燃料的处理方式的不同,可分为直接式、间接式和再生式。直接式燃料电池按温度的不同又可分为低温、中温和高温三种类型。间接式的包括重整式燃料电池和生物燃料电池。再生式燃料电池中有光、电、热、放射化学燃料电池等。按照电解质类型的不同,可分为碱...

丰城市13547748767: 高中化学常见的燃料电池电解液酸性、碱性燃烧的化学方程式有哪些?
伏富莱沃: 1、氢氧燃料电池; 酸性条件,负极:2H2-4e-=4H+; 正极:O2+4H+ +4e-=2H2O 碱性条件,负极:2H2+4OH- -4e-=4H2O; 正极:O2+2H2O +4e-=4OH- 2、甲烷燃料电池; 酸性条件,负极:CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+; 正极:2O2+8H+ +8e-=4H2O 碱性条件,负极:CH4+10OH- -8e-=CO32-+7H2O; 正极:2O2+H2O +8e-=8OH- 其他含碳的燃料电池在酸碱不同条件下的差别就是:酸性条件下生成二氧化碳,碱性条件生成的是碳酸根离子!

丰城市13547748767: 高一化学.以CO和O2生成CO2作为燃料电池的总反应.分别写出在下列电解质中正负极的反应.1.酸性 -
伏富莱沃: 一、酸性:负极:CO-2e-+H2O=CO2+2H+ 二、正极:O2+4e-+4H+=2H2O碱性:负极:CO-2e--2OH-=CO2+H2O 正极:O2+4e-+2H2O=4OH-三 负极:CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O 正极:O2+4e-+2H2O=4OH- 四 负极:CO-2e-+2O2- =CO32- 正极:O2+4e-=2O2- 学弟:学长自能帮你到这儿了(第四题最后的是氧负离子O2-)

丰城市13547748767: 如何书写燃料电池化学方程式?还有燃料电池的电极反应?酸碱性条件有什么不同?谢谢 -
伏富莱沃: 1、 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 负极为2H2→4H++4e- 二者相减即得正极电极方程式O2+4H++4e-→2H2O 使用这种方法道理简单,但应注意...

丰城市13547748767: 氢氧燃料电池在酸性和在碱性下的总化学反应式 -
伏富莱沃: 酸性:H2 - 2e=== 2H+ O2 + 4e + 4H+===2H2O 碱性:H2 - 2e + 2OH-===2H2O + 4e + 2H2O===4OH- 参考一下电极电势: 酸性:H(I)-(0) 2H++2e-=H2 0.0000(阴极电势为0) O(0)-(-II) O2+4H++4e-=2H2O 1.229(阳极电势为1.229) 所以反应能在外界不提供电能的情况下发生. 碱性:H(I)-(0) 2H2O+2e-=H2+2OH- -0.8277(阴极电势为-0.8277) O(0)-(-II) O2+2H2O+4e-=4OH- 0.401(阳极电势为0.401) 所以反应能在外界不提供电能的情况下发生.

丰城市13547748767: 高中化学中燃料电池氢气与氧气、甲烷氧气、甲醇氧气、乙醇氧气分别写... -
伏富莱沃: 1、氢氧燃料电池 总:2H2 + O2 = 2H2O 正:O2 + 4e— = 2O2—(熔融氧化物介质) O2 + 4e— + 2H2O = 4OH— (中性、碱性溶液) O2 + 4e— + 4H+ = 2H2O (酸性溶液) 负:2H2 — 4e— + 2O2— = 2H2O(熔融氧化物介质)2H2 — 4e— ...

丰城市13547748767: 高中化学 必修二 燃料电池 -
伏富莱沃: 燃料电池的反应实际上是最好书写的.首先,燃料电池,一定是利用燃烧的放热,转化成电能,总反应一定是一个燃烧反应.2H2 + O2 = 2H2O 可燃物,一定是失去电子,如,H2、CO、CH3CH2OH、CH3OH、Al等等---那就是负极 支持燃烧的...

丰城市13547748767: 氢氧燃料电池不同电解质的方程式有什么规律么 -
伏富莱沃: 电解质溶液为酸性:负极:H2-2e==2H+ :正极:O2+4e +4H+ ==2H2O 电解液为碱性: 负极:H2-2e+2HO- ==2H2O 正极:O2+4e +2H2O=4HO- 但是电池总反应是一样的,都是2H2 +O2=2H2O,有一种比较麻烦的方法就是你把这两个基本的背下来,以后会学到甲烷,甲醛之类的电解方程式,根据总得减正或负极的

丰城市13547748767: 通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式(当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时)两种.请写出:(1)酸式电池的负极反应式:负极_____... -
伏富莱沃:[答案] (1)氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极,发生氧化反应,酸性溶液中负极反应为:2H2-4e-=4H+,故答案为:H2-2e-=2H+;(2)氢氧燃料电池中通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,碱性溶液中正极反...

丰城市13547748767: 高中常见电化学方程式 -
伏富莱沃: 一. 电解质溶液酸碱性关系 酸性介质中,有或H2O参与或生成,电极反应式中不会出现;碱性介质中,有或H2O参与或生成,电极反应中不会出现. 例1. 写出氢氧燃料电池在酸性和碱性电解质溶液中的电极反应方程式. 解析:其电池反应均为 ...

丰城市13547748767: 高中化学有机燃料电池在酸性溶液中的反应通式是什么…… -
伏富莱沃: 正极反应式:O2-4e+4氢离子=2水,负极反应式用总反应式减正极反应式即可.

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