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分别从酸性、碱性、固体氧化物介质中展开讲解氢氧燃料电池电极反应式的书写,每个都利用动画的形式,形象生动,比较清晰的解决了氢氧燃料电池电极反应式的书写问题。
1.氢氧燃料电池负极氢气的基本反应是: H2-2e- =2H 2.氢氧燃料电池正极氧气的基本反应是:O2 4e-=2O2-; 书写电极反应式时要注意反应环境对电极产物的影响。 注意: H 只存在于酸性介质中,碱性及固体氧化物介质中H 要继续反应。 H OH-= H2O 2H O2- =H2O O2-只存在于氧化物介质中,在酸性及碱性介质中O2-要继续反应。 O2- 2H = H2O 2O2- 2H2O = 4OH-
氢氧燃料电池(中性介质) 正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 负极:2H2 - 4e- → 4H+ 总反应式:2H2 + O2 == 2H2O氢氧燃料电池(酸性介质) 正极:...
1.若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为:2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为:O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ记法:电解质是碱液,必然含有OHˉ,且负极是失去电子,电解液...
根据电极反应方程式可知,此氢氧燃料电池电解质是碱性电解质溶液中, 负极反应2H2-4e-+4OE-=4H2O中的4OH-,来自于溶液,不是正极反应, 但正极反应O2+2H2O
质子交换膜燃料电池电极用气体扩散层材料
通过分析质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极用气体扩散层的功能特点及性能要求,对几种常用于PEMFC电极中的气体扩散层材料,如碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布及炭黑纸等进行了评述,介绍了它们的基底制作工艺及后处理工艺,同时对几种典型的憎水处理方法作了简要的说明。针对各种气体扩散层材料存在的缺陷,指出研究开发具有高性能的气体扩散层材料将有利于改善PEMFC电极的综合性能。
镓酸镧基陶瓷燃料电池电极材料研究进展
综述了镓酸镧基陶瓷燃料电池电极材料的研究进展,对目前广泛研究的Ni负极材料研究中存在的问题和改进研究进行了详细的介绍,评述了掺杂LaMnO3等正极材料与镓酸镧电解质的化学相容性以及今后电极材料的发展方向.
电极反应式的书写
原则电极反应基本上都是氧化还原反应,要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。除此之外还要遵循:
1.加和性原则:两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式。利用此原则,电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式。
2. 共存性原则:碱性溶液中CO2不可能存在,也不会有H 参加反应或生成;同样酸性溶液,不会有OH参加反应或生成也不会有碳酸根离子的存在。根据此原则,物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。我们可以根据电解质溶液的酸碱性来书写,确定H2O,OH-, H 在方程式的左边还是右边。
同时还有1.根据电池装置图书写电极反应2.根据电池总反应书写电极反应3.二次电池电极反应的书写4.燃料电池电极反应的书写等。
1.准确判断两个电极
例1.将锌片和铝片用导线相连,分别插入稀硫酸、浓硫酸中,写出两原电池中的电极反应式和电池反应式。解析:稀硫酸作电解质溶液时,较活泼的铝被氧化,锌片上放出氢气,所以:负极(铝片):2Al - 6e-==2Al3 正极(锌片):6H 6e-==3H2↑电池反应:2Al 6H ==2Al3 3H2↑浓硫酸作电解质溶液时,因常温下铝在浓硫酸中发生钝化现象,而锌能与浓硫酸反应,所以此时锌片作负极,铝片作正极:负极(锌片):Zn - 2e-==Zn2 正极(铝片):4H SO42- 2e-==SO2↑ 2H2O 电池反应:Zn 2H2SO4(浓)==ZnSO4 SO2↑ 2H2O
2.注意运用电池总反应式
例2.将铂丝插入KOH溶液作电极,然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气,可以形成原电池。则通入甲烷的一极为电池的______极,这一极的电极反应式为_____________。解析:甲烷燃烧发生的氧化还原反应为:CH4 2O2 ==CO2 2H2O,碱性溶液中CO2不可能释放出去:CO2 2OH-==CO32- H2O,所以电池总反应式为:CH4 2O2 2OH-==CO32- 3H2O。通甲烷的一极发生氧化反应,故为负极。正极吸收氧,可看作发生吸氧腐蚀:2O2 4H2O 8e- == 8OH-,总反应减去正极反应得负极反应:CH4 10OH-- 8e-== CO32- 7H2O
3.关注电解质溶液的酸碱性
例3.美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。⑴用KOH作电解质溶液,电极反应产生的水,经冷凝后又可作为宇航员的饮用水,发生的反应为:2H2 O2==2H2O,则电极反应式分别为___________; ⑵如把KOH改为稀H2SO4作导电物质,则电极反应式为___________。解析:在应用电池中,电解质参与电极反应,但在整个反应过程中只起桥梁作用,如酸性电解质,H 参加一个电极反应,但另一电极反应必有H 生成,同时不能出现OH-;碱性电解质也有类似情况。答案:⑴负极:2H2 4OH-- 4e-==4H2O,正极:O2 2H2O 4e-==4OH-;⑵负极:2H2 - 4e-==4H ,正极:O2 4H 4e-==2H2O。
4.充分利用电荷守恒原则在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。这样可避免由总反应式改写成电极反应式所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生误差。
升失氧,降得还,负活失电子。