1、高中化學需要掌握的8個燃料電池的方程式幾種常見的“燃料電池”的電極反應式的書寫 燃料電池是原電池中一種比較特殊的電池，它與原電池形成條件有一點相悖，就是不一定兩極是兩根活動性不同的電極，也可以用相同的兩根電極。燃料電池有很多，下面主要介紹幾種常見的燃料電池，希望達到舉一反三的目的。一、氫氧燃料電池氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨做電極材料，負極通入H2，正極通入 O2，總反應為：2H2 + O2 = 2H2O電極反應特別要注意電解質，有下列三種情況：1電解質是KOH溶液（堿性電解質）負極發生的反應為：H2 + 2e- = 2H+ ,2H+ + 2OH- = 2H2O,所以： 負極的

2、電極反應式為：H2 2e- + 2OH- = 2H2O；正極是O2得到電子，即：O2 + 4e- = 2O2- ，O2- 在堿性條件下不能單獨存在，只能結合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O = 4OH- ，因此，正極的電極反應式為：O2 + H2O + 4e- = 4OH- 。 2電解質是H2SO4溶液（酸性電解質）負極的電極反應式為：H2 +2e- = 2H+ 正極是O2得到電子，即：O2 + 4e- = 2O2- ，O2- 在酸性條件下不能單獨存在，只能結合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ = H2O，因此正極的電極反應式為：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O(O2

3、 + 4e- = 2O2- ，2O2- + 4H+ = 2H2O) 3. 電解質是NaCl溶液（中性電解質） 負極的電極反應式為：H2 +2e- = 2H+正極的電極反應式為：O2 + H2O + 4e- = 4OH- 說明： 1.堿性溶液反應物、生成物中均無H+ 2.酸性溶液反應物、生成物中均無OH- 3.中性溶液反應物中無H+ 和OH- 4.水溶液中不能出現O2-二、甲醇燃料電池甲醇燃料電池以鉑為兩極,用堿或酸作為電解質：1 堿性電解質（KOH溶液為例）總反應式：2CH4O + 3O2 +4KOH= 2K2CO3 + 6H2O正極的電極反應式為：3O2+12e- + 6H20=12OH-

4、負極的電極反應式為：CH4O -6e-+8OH- = CO32-+ 6H2O 2. 酸性電解質（H2SO4溶液為例）總反應: 2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O正極的電極反應式為：3O2+12e-+12H+ = 6H2O 負極的電極反應式為：2CH4O-12e-+2H2O = 12H+ 2CO2說明：乙醇燃料電池與甲醇燃料電池原理基本相同三、甲烷燃料電池甲烷燃料電池以多孔鎳板為兩極,電解質溶液為KOH，生成的CO2還要與KOH反應生成K2CO3，所以總反應為：CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。 負極發生的反應：CH4 8e- + 8OH- =CO2

5、+ 6H2O CO2 + 2OH- = CO32- + H2O，所以：負極的電極反應式為：CH4 + 10 OH- + 8e- = CO32- + 7H2O 正極發生的反應有：O2 + 4e- = 2O2- 和O2- + H2O = 2OH- 所以：正極的電極反應式為：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-說明：掌握了甲烷燃料電池的電極反應式，就掌握了其它氣態烴燃料電池的電極反應式四、 鋁空氣海水電池我國首創以鋁空氣海水電池作為能源的新型海水標志燈，以海水為電解質，靠空氣中的氧氣使鋁不斷被氧化而產生電流。只要把燈放入海水中數分鐘，就會發出耀眼的白光。電源負極材料為：鋁；電源正極材料為：石

6、墨、鉑網等能導電的惰性材料。負極的電極反應式為：4Al12e=4Al3+；正極的電極反應式為：3O2+6H2O+12e=12OH總反應式為：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3說明:鋁板要及時更換,鉑做成網狀是為了增大與氧氣的接觸面積.高中常見的原電池電極反應式的書寫（十年高考）書寫過程歸納：列物質，標得失 （列出電極上的物質變化，根據價態變化標明電子得失）。 選離子，配電荷 （根據介質選擇合適的離子，配平電荷，使符合電荷守）。巧用水，配個數 （通常介質為水溶液，可選用水配平質量守恒） 一次電池1、伏打電池：（負極Zn、正極Cu、電解液H2SO4） 負極： Zn2e-=Zn2+ (氧化反

7、應) 正極： 2H+2e-=H2 (還原反應)離子方程式 Zn + 2H+ = H2+ Zn2+ 2、鐵碳電池：（負極Fe、正極C、電解液H2CO3 弱酸性) 負極： Fe2e-=Fe2+ (氧化反應) 正極：2H+2e-=H2 (還原反應)離子方程式 Fe+2H+=H2+Fe2+ (析氫腐蝕)3、鐵碳電池：（負極Fe、正極C、電解液 中性或堿性)負極： 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反應) 正極：O2+2H2O+4e-=4 (還原反應)化學方程式 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蝕) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3

8、H2O (鐵銹的生成過程)4.鋁鎳電池：（負極Al、正極Ni 電解液 NaCl溶液、O2)負極： 4Al12e-=4Al3+ (氧化反應) 正極：3O2+6H2O+12e-=12(還原反應)化學方程式 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (海洋燈標電池)5、普通鋅錳干電池：(負極Zn、正極C 、電解液NH4Cl、MnO2的糊狀物)負極：Zn2e-=Zn2+ (氧化反應) 正極：2MnO2+2H+2e-=Mn2O3+H2O (還原反應)化學方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH36、堿性鋅錳干電池：（負極Zn、正極C、 電解液KOH 、MnO2的糊狀物）負

9、極： Zn + 2OH 2e-= Zn(OH)2 (氧化反應)正極：2MnO2 + 2H2O + 2e-=2MnOOH +2 OH （還原反應)化學方程式 Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH7、銀鋅電池：(負極Zn、正極-Ag2O、電解液NaOH )負極 ：Zn+2OH2e-= Zn(OH)2 (氧化反應)正極 ：Ag2O + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH (還原反應)化學方程式 Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag8、鋁空氣海水（負極-鋁、正極-石墨、鉑網等能導電的惰性材料、電解液-海水）負極 ：4Al12e=4Al3+

10、 (氧化反應) 正極 ：3O2+6H2O+12e=12OH （還原反應)總反應式為： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （鉑網增大與氧氣的接觸面）9、鎂-鋁電池 （負極-Al、正極-Mg 電解液KOH） 負極(Al)： 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反應)正極(Mg）： 6H2O + 6e- 3H2+6OH （還原反應)化學方程式： 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2+ 3H210、鋰電池一型：（負極-金屬鋰、正極-石墨、電解液LiAlCl4 -SOCl2）負極 ：8Li 8e8 Li + (氧化反應)正極 ：3SOCl28eSO322S6Cl

11、 （還原反應)化學方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO3 6LiCl 2S，二次電池（又叫蓄電池或充電電池）1、鉛蓄電池：（負極Pb 正極PbO2 電解液 濃硫酸） 放電時 負極： Pb2eSO42=PbSO4(氧化反應)正極： PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (還原反應) 充電時 陰極： PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4(還原反應)陽極： PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反應)總化學方程式 PbPbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O2、鐵-鎳電池：（負極- Fe 、正極NiO 2、電解質溶液為K

12、OH溶液）放電時 負極： Fe2e+ 2 OH = Fe (OH)2 (氧化反應)正極： NiO2 + 2H2O + 2e= Ni(OH)2 + 2 OH (還原反應)充電時 陰極： Fe (OH)2 + 2e= Fe + 2 OH (還原反應)陽極： Ni(OH)2 2e+ 2 OH = NiO 2 + 2H2O (氧化反應)總化學方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO4電池（正極LiFePO4，負極石墨，含Li+導電固體為電解質）放電時 負極： Li e =Li + (氧化反應)正極： FePO4 + Li+ + e= LiFePO4

13、 (還原反應)充電時： 陰極： Li+ + e= Li (還原反應)陽極： LiFePO4e= FePO4 + Li+ (氧化反應)總化學方程式 FePO4 + Li LiFePO44、鎳-鎘電池（負極-Cd 、正極NiOOH、電解質溶液為KOH溶液）放電時 負極： Cd 2e+ 2 OH = Cd(OH)2 (氧化反應)Ni(OH)2+Cd(OH)2正極： 2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(OH)2+ 2OH (還原反應)充電時 陰極： Cd(OH)2 + 2e= Cd + 2 OH (還原反應)陽極：2 Ni(OH)2 2e+ 2 OH = 2NiOOH + 2H2O (氧

14、化反應)總化學方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氫-鎳電池：（負極-LaNi5儲氫合金、正極NiOOH、電解質KOH+LiOH）放電時 負極： LaNi5H 66e+ 6OH= LaNi5 + 6H2O (氧化反應)正極： 6NiOOH +6e+ 6H2O =6 Ni(OH)2 + 6OH (還原反應) 充電時 陰極： LaNi5 +6e+ 6H2O= LaNi5H 6+ 6OH (還原反應)陽極： 6 Ni(OH)2 6e+ 6OH= 6NiOOH + 6H2O (氧化反應)總化學方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6

15、Ni(OH)26、高鐵電池：（負極Zn、正極-石墨、電解質為浸濕固態堿性物質）放電時 負極：3Zn 6e- + 6 OH= 3 Zn(OH)2 (氧化反應) 正極：2FeO42 +6e-+ 8H2O =2 Fe (OH)3 + 10OH (還原反應) 充電時 陰極：3Zn(OH)2 +6e-=3Zn + 6 OH (還原反應) 陽極：2Fe(OH)3 6e-+ 10OH=2FeO42+ 8H2O (氧化反應) 總化學方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、鋰電池二型（負極LiC6、正極含鋰的二氧化鈷LiCoO2、充電時LiCoO2

16、中Li被氧化，Li+還原以Li原子形式嵌入電池負極材料碳C6中，以LiC6表示）放電時 負極: LiC6 xe- Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反應)正極： Li（1-x)CoO2 + xe- + x Li+ = LiCoO2 (還原反應)充電時 陰極： Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- LiC6 (還原反應) 陽極： LiCoO2 xe- Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反應)總反應方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6 燃料電池根據題意敘述書寫常見于燃料電池，由于燃料電池的優點較多，成為了近年高考的方向。燃

17、料電池是原電池中一種比較特殊的電池，它與原電池形成條件有一點相悖，就是不一定兩極是兩根活動性不同的電極，也可以用相同的兩根電極。解決此類問題必須抓住一點：燃料電池反應實際上等同于燃料的燃燒反應，但要特別注意介質對產物的影響。一、氫氧燃料電池氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨 做電極材料，負極通入H2，正極通入 O2，總反應 為：2H2 + O2 = 2H2O 電極反應特別要注意電解質，有下列三種情況：1、電解質是KOH溶液（堿性電解質）負極：H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反應)正極：O2 + H2O + 4e- = OH(還原反應)總反應方程式  2H2 +

18、 O2 = 2H2O2、電解質是H2SO4溶液（酸性電解質） 負極：H2 2e- = 2H+ (氧化反應) 正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (還原反應) 總反應方程式  2H2 + O2 = 2H2O 3、電解質是NaCl溶液（中性電解質）      負極：H2 2e- = 2H+(氧化反應)正極：O2 + H2O + 4e- = 4OH 總反應方程式  2H2 + O2 = 2H2O說明1、堿性溶液反應物、生成物中均無H+ 2、.水溶液中不能出現O2- 3、中性溶液反應物中無H+ 和OH- 4、酸性溶液反應物、生成物中均無O

19、H- 二、甲醇燃料電池 1堿性電解質（鉑為兩極、電解液KOH溶液）  正極：3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- (還原反應)  負極：2CH3OH 12e- + 16OH  = 2CO32- +12H2O (氧化反應)總反應方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O  2. 酸性電解質（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極：3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O (還原反應)（注：乙醇燃料電池與甲醇 負極：2CH3OH 12e- +2H2O=12H+2CO2 (氧化反應) 燃料電池原理

20、基本相） 總反應式 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O (氧化反應) 三、CO燃料電池 （總反應方程式均為： 2CO O2 2CO2）1、熔融鹽（鉑為兩極、Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣）正極： O2 4e- 2CO2 2CO32- (還原反應)負極： 2CO2CO32- 4e- =4CO2 (氧化反應)2、酸性電解質（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O (還原反應)負極： 2CO 4e- + 2H2O = 2CO2 +4H+ (氧化反應)四、肼燃料電池（鉑為兩極、電

21、解液KOH溶液）正極： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH  (還原反應)負極： N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O (氧化反應)總反應方程式 N2H4 + O2= N2 + 2H2O五、甲烷燃料電池1堿性電解質（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： 2O2 + 2H2O + 8e- = 8 OH  (還原反應)負極： CH4 + 10OH- 8e- = CO32- + 7H2O (氧化反應)總反應方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O2、酸性電解質（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： 2O2 + 8e- + 8

22、H+ = 4H2O  (還原反應)負極： CH4 - 8e- + 2H2O = 8H+ + CO2 (氧化反應)總反應方程式 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O六、丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負極通入丙烷、電解液有三種）1、電解質是熔融碳酸鹽（K2CO3或Na2CO3）正極 ： 5O2 + 20e- + 10CO2 = 10CO32- (還原反應)負極 ： C3H8 - 20e-+ 10CO32- = 3CO2 + 4H2O (氧化反應)總反應方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O2、酸性電解質 （電解液H2SO4溶液）正極 ： 5O2

23、+ 20e- + 26H+ = 10H2O  (還原反應)負極 ： C3H8 - 20e- + 6H2O = 3CO2 + 20 H+ (氧化反應)總反應方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O3、堿性電解質（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極 ： 5O2 + 20e- + 10H2O = 20OH   (還原反應)負極 ： C3H8 - 20e-+ 26 OH   = 3CO32- + 17H2O (氧化反應)總反應方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O七、乙烷燃料電池 （鉑為兩極、電解液KO

24、H溶液）正極 ： 7O2 + 28e- + 14H2O = 28OH   (還原反應)負極 ： 2C2H6 - 28e-+ 36 OH   = 4CO32- + 24H2O (氧化反應)總反應方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH = 4K2CO3 + 10H2O氫氧燃料電池以堿為電解質放電反應 正極（O2）反應式：O2+2H2O+4e-=4OH-（還原反應）， 負極（H2）：2H2-4e-+4OH-=4H2O（氧化反應） 總反應：2H2+O2=2H2O 1、燃料電池總反應方程式的書寫因為燃料電池發生電化學反應的最終產物與燃料燃燒的產物相同，可根據燃料燃燒反應寫出燃料電池的總反應方程式，但要注意燃料的種類。若是氫氧燃料電池，其電池總反應方程式不隨電解質的狀態和電解質溶液的酸堿性變化而變化，即2H2+O2=2H2O。若燃料是含碳元素的可燃物，其電池總反應方程