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839思维网839:燃料电池电极反应式的书写方法

时间:2018-11-29来源:大力神电池点击:
摘要:在高中燃料电池一节中,历届学生对电极反应的书写感到很难,尤其是基础差的学生更是无从下手。而本部分内容是电化学部分的起始教学、是研究和交流电化学的重要工具,是
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摘要:在高中燃料电池一节中,历届学生对电极反应的书写感到很难,尤其是基础差的学生更是无从下手。而本部分内容是电化学部分的起始教学、是研究和交流电化学的重要工具,是高二化学教学的一个难点。据此笔者结合教学实践总结出一套适合学生实际的

书写方法。

关键词:负失氧;正得还;电极反应式

中图分类号:G633.7

一、燃料电池的原理

燃料电池是一个电化学系统。它将化学能直接转化为电能且废物排放量很低。燃料电池由3个主要部分组成:

燃料电极,电解液,空气/氧气电极。

工作原理是:负失氧正得还。

以氢氧燃料电池为例,其工作原理是:氢气从负极处失去电子,这些负电子从外电路流到导电的正极;同时,余下的正离子通过电解液被送到正极。在正极,离子与氧气发生反应并从正极获得电子。

二、电极方程式的书写

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应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,但要注意与电解质溶液的酸碱性有关。

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质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非常重要的一步。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

3、燃料电池负极反应式的书写

燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难。一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。所有燃料电池的工作原理都是一样,其电极方程式的书写也同样有规律可循,一共分为三步。第一步:正确书写出燃料与氧气燃烧的总化学方程式。

第二步:正极电极方程式的书写。因为正极都是氧化剂氧气参与的还原反应,具体反应情况与电解质状态、电解质溶液的酸碱性有关。这是非常重要的一步,必须记忆。

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