甲烷燃料電池電極反應(yīng)式
2024-02-18 09:03:36文/魯映彤堿性介質(zhì)下的甲烷燃料電池負(fù)極:CH4+10OH - - 8e-===CO32- +7H2O 正極:2O2+8e-+4H2O===8OH-;總反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O。(酸性介質(zhì)下的甲烷燃料電池)負(fù)極:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 正極:2O2+8e-+8H+===4H2O;總反應(yīng)方程式為:2O2+CH4===2H2O+CO2。

甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式怎么寫的
燃料電池的負(fù)極反應(yīng),一般較難寫出,而正極反應(yīng)和電池總反應(yīng)卻較易寫出.用電池總反應(yīng)減去正極反應(yīng)可得負(fù)極反應(yīng),這是寫負(fù)極反應(yīng)式的一種巧妙方法.
甲烷燃料電池總離子反應(yīng)式為:CH4+ 2OH-+ 2O2= CO+ 3H2O ①正極反應(yīng)式為:O2+ 2H2O + 4e- = 4OH-②故負(fù)極反應(yīng)式應(yīng)為:①-②*2 即得CH4+ 10OH-- 8e- = CO+ 7H2O[技巧2]根據(jù)得失電子守恒,原子守恒,電荷守恒直接書寫較復(fù)雜的負(fù)極電極反應(yīng)式.
負(fù)極中,甲烷被氧化為二氧化碳,二氧化碳在堿性條件不能存在,結(jié)合氫氧根生成碳酸根.甲烷中碳元素化合價(jià)由-4價(jià)升高到碳酸根中的+4價(jià),故1 mol甲烷失去8 mol電子,結(jié)合OH-生成1 mol CO
,再根據(jù)電荷守恒,電極反應(yīng)式右側(cè)CO
帶兩個(gè)單位負(fù)電荷,故左側(cè)應(yīng)該有10 mol OH-,再根據(jù)原子守恒,電極反應(yīng)式右側(cè)加上7 mol H2
電極反應(yīng)式具體寫法
1、先確定原電池的正負(fù)極,列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì),并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。
2、注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存,則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式;若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2,且電解質(zhì)溶液為中性或堿性,則水必須寫入正極反應(yīng)式中,且O2生成OH-,若電解質(zhì)溶液為酸性,則H+必須寫入正極反應(yīng)式中,O2生成水。
3、正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式,可先寫出較易書寫的書寫電極反應(yīng)式,然后在電子守恒的基礎(chǔ)上,總反應(yīng)式減去較易寫出的書寫電極反應(yīng)式,即得到較難寫出的書寫電極反應(yīng)式。例1、有人設(shè)計(jì)以Pt和Zn為電極材料,埋入人體內(nèi)作為作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內(nèi)體液中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進(jìn)行工作,試寫出該電池的兩極反應(yīng)式。
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