正确书写燃料电池的电极反应式
时间:2013-05-27 22:10 来源:未知 作者:张超鹏 点击:次 所属专题： 燃料电池 电极反应式
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一、电极反应书写常见错误举例及错因分析
1.完成甲烷—硫酸构成的燃料电池的电极反应
1、正极：2O2＋8e-＋4H＋=4OH－
2、正极：O2＋8e-=O2－
3、正极：2O2＋8e-＋4H2O=8OH－
4、负极：CH4－8e-＋2OH－=CO2＋6H2O
5、正极：CH4－8e-＋3OH－=CO32－＋7H＋
错因分析：在硫酸溶液显酸性，其中有很多H＋，那么OH－、O2－、CO32－就不能存在的因此书写电极反应就应关注溶液的酸性；2、4中还存在质量不守恒，电荷不守恒的问题；5中CO32－与H＋本来就不能共存的，且没有区分开正、负极
2.完成甲烷—氢氧化钠燃料构成的燃料电池的电极反应
1、正极：O2＋8e-＋H2O=8OH－
2、正极：O2＋8e-＋H＋=H2O
3、负极：CH4－8e-＋OH－=CO2＋6H2O
错因分析：在氢氧化钠溶液显碱性，其中有很多OH－，那么H＋、O2－、CO2就不能存在的，因此书写电极反应就应关注溶液的碱性；1中还存在质量不守恒，2、3同时存在质量、电荷不守恒的问题。
二、解题程序介绍
例：完成甲醛——氢氧化钠燃料电池的电极反应
1．纯氧化还原反应角度分析：HCHO ＋ O2 → CO2 ＋ H2O
氧化反应：HCHO－6e-→CO2＋H＋
还原反应：O2＋4e-→2O2－
(暂不考虑电解质的作用、也不必配平只考虑价态变化和得失电子)
2．将负、正极与氧化还原、反应对应起来置换
1、理解好原电池的原理熟记下表关系
两极 | 反应 | 电子得失 | 电子流向 | 化合价变化 |
正极 | 还原反应 | 得电子 | 电子流入 | 降低 |
负极 | 氧化反应 | 失电子 | 电子流出 | 升高 |
2、借助干电池的正负极建立上述对应关系
负极(氧化反应)：HCHO－6e-→CO2＋H＋
正极(还原反应)：O2＋4e-→2O2－
3、检查修正电极反应：
第一步：分析电解质溶液成分看有哪一些粒子能和上面的电极反应式中的微粒结合
NaOH溶液中主要有OH－、H2O、Na＋，上述微粒中CO2、H＋ 、O2－依次能和OH－、OH－、H2O结合成CO32－、H2O、 OH－
负极：HCHO－6e-＋OH－→CO32－＋H2O
正极：O2＋4e-＋H2O→2OH－
第二步:检查电荷是否守恒
负极：HCHO－6e-＋8OH－→CO32－＋H2O
正极：O2＋4e-＋H2O→4OH－
第三步:检查质量是否守恒
负极：HCHO－6e-＋8OH－→CO3＋5H2O
正极：O2＋4e-＋2H2O→4OH－
(责任编辑：化学自习室)
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