1、高中化學需要掌握的8個燃料電池的方程式一、氫氧燃料電池氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉗（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

2、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- = 2H20（02 + 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：02 + H20 + 4e- = 40H-說明：1.堿性

3、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0H-3 .中性溶液反應物中無 H+和0H-4 .水溶液中不能出現 02-二、甲醇燃料電池甲醇燃料電池以鉗為兩極用堿或酸作為電解質：1 .堿性電解質（K0H溶液為例）總反應式：2CH4O + 302 +4K0H= 2K2CO3 + 6H2O正極的電極反應式為：302+12e- + 6H20=120H-精選范本負極的電極反應式為： CH4O -6e-+8OH- = CO32-+ 6H2O2 .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+ =

4、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饃板為兩極，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 + 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

5、- + 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，就掌握了其它氣態燃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：石墨、鉗網等能導電的惰性材料。負極的電極反應式為：4Al 12e =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

6、時更換粕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：（負極一Zn、正極一Cu、電解液一H2SO4）負極：Zn - 2e-=Zn 2+ （氧化反應） 正極：2H+2e-=H 2 T （還原反應）離子方程式Zn + 2H + = H 2 T + Zn2+2、鐵碳電池：（負極一Fe、正極一C、電解液H2CO3弱酸性）負極：Fe - 2e-=Fe

7、2+ （氧化反應） 正極：2H+2e-=H 2 T （還原反應）離子方程式 Fe+2H + =H 2 T +Fe2+ （析氫腐蝕）3、鐵碳電池：（負極一Fe、正極一C、電解液 中性或堿性）負極：2Fe- 4e-=2Fe2+ （氧化反應） 正極：O2+2H 2O+4e-=4 OH （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） 32Fe（OH）3=Fe2O3+3 H 2O （鐵銹的生成過程）4.鋁饃電池：（負極一Al、正極一Ni電解液 NaCl溶液、O2）負極：4Al - 12e=4Al 3+ （氧化反應） 正極

8、：3O2+6H 2O+12e-=12 oh （還原反應）化學方程式4Al+3O 2+6H 2O=4Al（OH） 3 （海洋燈標電池）5、普通鋅鎰干電池：（負極一Zn、正極一C、電解液NH4CI、MnO2的糊狀物）負極：Zn - 2e-=Zn 2+（氧化反應） 正極：2MnO?+2H+2e-=Mn 2O3+H2O （還原反應）化學方程式Zn+2NH 4cl+2MnO 2=ZnCl 2+Mn 2O3+2NH 3 T6、堿性鋅錳干電池：（負極Zn 、正極C、 電解液 KoH 、 Mno 2的糊狀物）負極：Zn + 2OH - 2e-= Zn（OH） 2 （氧化反應）正極： 2Mno2+ 2H 2o

9、+ 2e-=2MnooH +2 oH （還原反應）化學方程式Zn +2Mno 2 +2H 2o = Zn（oH） 2 + MnooH7、銀鋅電池：（負極一Zn、正極-Ag2。、電解液NaOH ）負極：Zn+2OH - 2e-= Zn（OH） 2 （氧化反應）正極 ： Ag2O + H 2O + 2e-= 2Ag + 2 OH （還原反應）化學方程式Zn + Ag 2O + H 2O = Zn（OH） 2 + 2Ag8-鋁-空氣-海水 （負極-鋁、正極-石墨、鉗網等能導電的惰性材料、電解液 -海水）負極 ： 4Al 12e =4Al 3+（氧化反應）正極 ： 3O2+6H 2O+12e =12O

10、H （還原反應）總反應式為：4Al+3O 2+6H 2O=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- = 2AQ2+4H2O（氧化反應）正極（Mg）: 6H2O + 6e- = 3H2 T +6OH （還原反應）化學方程式： 2Al + 2OH + 2H 2O = 2AlO 2 + 3H 210、鋰電池一型：（負極 -金屬鋰、正極-石墨、電解液LiAlCl 4 -SOCl2）負極：8Li - 8e = 8 Li + （氧化反應）正極：3SOCl2+ 8e = SO32 + 2S+

11、6Cl（還原反應）精選范本化學方程式8Li+ 3SOCl2= Li 2SO3 + 6LiCl + 2S,二次電池（又叫蓄電池或充電電池）1、鉛蓄電池：（負極一Pb 正極一PbO2電解液一 濃硫酸）放電時 負極：Pb2eT+ SO4= =PbSO4（氧化反應）正極：PbO2+2eT+ 4H + +SO4=PbSO4+ 2HQ （還原反應）充電時 陰極：PbSO4+ 2H+ 2e-= Pb+H 2SO4 （還原反應）陽極： PbSO4+ 2H 2O 2e-= PbO 2 + H 2SO4 + 2H + （氧化反應）總化學方程式Pb+ PbO2 + 2H 2SO4 =放電2PbSO+2H 2O精選范

12、本放電時 負極正極充電時：陰極 陽極總化學方程式FePO4+ Li放電LiFePO42、鐵-饃電池：（負極-Fe、正極一NiO 2、電解質溶液為 KOH溶液）放電時 負極：Fe-2e + 2 OH = Fe （OH）2（氧化反應）正極：NiO 2+ 2H 2O + 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 + 2H 2O （氧化反應）_ 放電 一_總化學萬程式Fe + NiO 2+ 2H 2O - 充電-Fe （OH）2 + Ni（OH） 23

13、、LiFePO4電池（正極一LiFePO4，負極一石墨，含 Li +導電固體為電解質）Li e =Li +（氧化反應）FePO4 + Li+ + e = LiFePO 4（還原反應）Li+ + e = Li（還原反應）LiFePO4 e = FePO 4 + Li+（氧化反應）4、饃-鎘電池（負極-Cd、正極一NiOOH、電解質溶液為 KOH溶液）Ni（OH） 2+Cd（OH） 2放電時 負極：Cd - 2e + 2 OH = Cd（OH） 2 （氧化反應）正極：2NiOOH + 2e + 2H 2O = 2Ni（OH） 2+ 2OH（還原反應）充電時 陰極：Cd（OH） 2 + 2e = C

14、d + 2 OH （還原反應） 陽極：2 Ni（OH） 2 -2e + 2 OH = 2NiOOH + 2H 2O （氧化反應）,放電總化學萬程式Cd + 2NiOOH + 2H 2O . 本由 Cd（OH） 2 + 2Ni（OH） 2JU電5、氫-饃電池:放電時充電時（負極-LaNi5儲氫合金、正極一 NiOOH、電解質KOH+LiOH ）負極： LaNi5H 66e + 6OH = LaNi 5 + 6H 2O（氧化反應）正極： 6NiOOH + 6e + 6H 2O =6 Ni（OH） 2+ 6OH （還原反應） 陰極： LaNi 5 + 6e + 6H 2。= LaNi 5H 6+ 6

15、OH （還原反應）陽極：6 Ni（OH） 2 -6e + 6OH = 6NiOOH + 6H 2O（氧化反應）放電總化學方程式LaNi 5H 6 + 6NiOOH充電精選范本LaNi5 + 6Ni（OH） 26、高鐵電池：（負極一Zn、正極一石墨、電解質為浸濕固態堿性物質）放電時充電時負極 正極 陰極 陽極3Zn 6e- + 6 OH = 3 Zn(OH) 2 (氧化反應)2FeO42 +6e-+ 8H 2O =2 Fe (OH) 3 + 100H(還原反應)3Zn(0H) 2 + 6e-=3Zn + 6 OH(還原反應)2Fe(OH)3 -6e-+ 10OH =2FeO 42 + 8H 2O

16、(氧化反應)放電總化學方程式3Zn + 2K 2FeO4 + 8H 2O - 充電 一 3Zn(OH) 2 + 2Fe(OH) 3 + 4KOH7、鋰電池二型 （負極LiC6、正極含鋰的二氧化鉆 LiCoO2、充電時LiCoO2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（i-x）C6 + x Li+（氧化反應）正極：Li（i-x）CoO2 +xe- + x Li+ = LiCoO 2（還原反應）充電時 陰極：Li（1-x）C6 + x Li+ + xe- = LiC6（還原反應）陽極：LiCoO 2 - xe-

17、 = Li（1-x）CoO2 + x Li+ （氧化反應） 一一 一 放電一 一一總反應方程式 Li（1-x）CoO2 + LiC 6 -充電 LiCoO 2 +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鉗（ Pt）或石墨 做電 極材料，負極通入 H2,正極通入 。

18、2,總反應 為：2H 2 + 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 + 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 = 2H 2O3、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

19、- = 4OH總反應方程式2H2 + O2 = 2H 2O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OH-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-+ 160H = 2CO32-+12H2。（氧化反應）總反應方程式2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O2 .酸性電解質（鉗為兩極、電解液 H2SO4溶液）正極： 3O2 + 12e- +

20、12H+ = 6H2O （還原反應）（注：乙醇燃料電池與甲醇負極：2CH3OH - 12e-+2H 2O=12H +2CO2 （氧化反應）燃料電池原理基本相）總反應式2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O （氧化反應）三、C0燃料電池（總反應方程式均為：2C0 +02= 2CO2）1、熔融鹽（鉗為兩極、U2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質，CO為負極燃氣，空氣與 C02 的混合氣為正極助燃氣）正極：02 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-（還原反應）負極：2CO+2CO32- - 4e- =4C0 2 （氧化反應）2、酸性電解質（鉗為兩極、電解液 H2SO4溶液）正極

21、： 02 + 4e- + 4H + = 2H20 （還原反應）負極：2C0 - 4e- + 2H2O = 2CO2 +4H +（氧化反應）四、肼燃料電池（鉑為兩極、電解液K0H 溶液）正極：02 + 2H20 + 4e- = 40H （還原反應）負極：N2H4+ 40H -4e-=N2+4H20（氧化反應）總反應方程式N 2H 4 + 0 2= N 2 + 2H20五、甲烷燃料電池1 堿性電解質（鉑為兩極、電解液K0H 溶液）正極： 202+ 2H20+ 8e-= 8 0H（還原反應）負極：CH4+ 100H-8e-=C032-+7H20（氧化反應）總反應方程式CH 4 + 2K0H+ 202

22、 = K2C03 + 3H202、酸性電解質（鉗為兩極、電解液 H2SO4溶液）正極：202 + 8e- + 8H+ = 4H 20 （還原反應）負極：CH4 - 8e- + 2H20 = 8H+ + C02 （氧化反應）總反應方程式CH4 + 202 = C02 + 2H20六、丙烷燃料電池（鉗為兩極、正極通入 02和C02、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 ： 502 + 20e- + 10C02 = 10C032- （還原反應）負極 ： C3H 8 - 20e-+ 10C032- = 3C02 + 4H20 （氧化反應）總反應方程式C3H

23、8 + 502 = 3C02 + 4H20精選范本2、酸性電解質 （電解液H2SO4溶液）正極 ：5O2 + 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

24、 、 乙烷燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH 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=2H2O1、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