高中化學(xué)原電池燃料電池匯總.doc

化學(xué)原電池復(fù)習(xí)攻略（一） 書上有的或提及過(guò)的（打*號(hào)為只提及過(guò)名稱的，了解即可）堿性鋅錳干電池：（負(fù)極Zn、正極C、 電解液KOH 、MnO2的糊狀物）負(fù)極： 正極： 化學(xué)方程式 Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH（或Mn2O3）*（*觀察對(duì)比）普通鋅錳干電池：（不要求掌握，科學(xué)家對(duì)其化學(xué)過(guò)程尚未完全了解）(負(fù)極Zn、正極C 、電解液NH4Cl、MnO2的糊狀物)負(fù)極：Zn2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)) 正極：2MnO2+2H+2e-=Mn2O3+H2O (還原反應(yīng))化學(xué)方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3（知道其缺點(diǎn)為會(huì)放出氨氣）銀鋅電池（紐扣電池）：(負(fù)極Zn、正極-Ag2O、電解液NaOH )負(fù)極 ： 正極 ： 化學(xué)方程式 Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag*鋰亞硫酰氯電池（負(fù)極-金屬鋰、正極-石墨、電解液LiAlCl4 -SOCl2）負(fù)極 ：8Li 8e8 Li + (氧化反應(yīng))正極 ：3SOCl28eSO322S6Cl （還原反應(yīng))化學(xué)方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO3 6LiCl 2S，鉛蓄電池：（負(fù)極Pb 正極PbO2 電解液 濃硫酸） 放電時(shí) 負(fù)極： 正極： 充電時(shí) 陰極： 陽(yáng)極： 總化學(xué)方程式 PbPbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O*鎳-鎘電池（負(fù)極-Cd 、正極NiOOH、電解質(zhì)溶液為KOH溶液）放電時(shí) 負(fù)極： Ni(OH)2+Cd(OH)2正極： 充電時(shí) 陰極： 陽(yáng)極： 總化學(xué)方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2*氫-鎳電池：（負(fù)極-LaNi5儲(chǔ)氫合金、正極NiOOH、電解質(zhì)KOH+LiOH）放電時(shí) 負(fù)極： LaNi5H 66e+ 6OH= LaNi5 + 6H2O (氧化反應(yīng))正極： 6NiOOH +6e+ 6H2O =6 Ni(OH)2 + 6OH (還原反應(yīng)) 充電時(shí) 陰極： LaNi5 +6e+ 6H2O= LaNi5H 6+ 6OH (還原反應(yīng))陽(yáng)極： 6 Ni(OH)2 6e+ 6OH= 6NiOOH + 6H2O (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)2 （二）燃！料！電！池！注意介質(zhì)不同對(duì)產(chǎn)物的影響！利用電解質(zhì)提供的離子配平。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(fù)極通入H2，正極通入 O2，總反應(yīng)為：2H2 + O2 = 2H2O 電極反應(yīng)特別要注意電解質(zhì)，有下列三種情況：1、電解質(zhì)是KOH溶液（堿性電解質(zhì)）負(fù)極：H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反應(yīng))正極：O2 + H2O + 4e- = OH(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O2、電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)） 負(fù)極：H2 2e- = 2H+ (氧化反應(yīng)) 正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (還原反應(yīng)) 總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O 3、電解質(zhì)是NaCl溶液（中性電解質(zhì)） 負(fù)極：H2 2e- = 2H+(氧化反應(yīng))正極：O2 + H2O + 4e- = 4OH 總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O說(shuō)明1、堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)H+ 2、.水溶液中不能出現(xiàn)O2- 3、中性溶液反應(yīng)物中無(wú)H+ 和OH- 4、酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)OH- Attention書中原話：除氫氣外，烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體，均可作燃料電池的燃料。于是二、甲醇燃料電池1堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液） 正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式 2. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)式方程式 三、甲烷燃料電池1堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式 2、酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式 四、丙烷燃料電池 （鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負(fù)極通入丙烷、電解液有三種）1、電解質(zhì)是熔融碳酸鹽（K2CO3或Na2CO3）正極 ： 負(fù)極 ： 總反應(yīng)方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O（沒(méi)有碳酸根）2、酸性電解質(zhì)（電解液H2SO4溶液）（與甲烷類似）3、堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液）（與甲烷類似）五、丁烷燃料電池（電解質(zhì)是摻雜Y2O3的ZrO晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-）正極 ： 負(fù)極 ： 總反應(yīng)方程式： 六、CO燃料電池 （總反應(yīng)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(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì)猓┱龢O： 負(fù)極： 2、酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： 負(fù)極： 四、肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式 N2H4 + O2= N2 + 2H2O 關(guān)于O2- （漲姿勢(shì)）(1)電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)溶液。在酸性環(huán)境中,O2-離子不能單獨(dú)存在,可供O2-離子結(jié)合的微粒有H+離子和H2O,O2-離子優(yōu)先結(jié)合H+離子生成H2O,這樣,在酸性電解質(zhì)溶液中,正極反應(yīng)式為O24H+4e-=2H2O。(2)電解質(zhì)為中性或堿性電解質(zhì)溶液。在中性或堿性環(huán)境中，O2-離子也不能單獨(dú)存在，O2-離子只能結(jié)合H2O生成OH-離子，故在中性或堿性電解質(zhì)溶液中，正極反應(yīng)式為O22H2O+4e-=4OH-。（3）電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽（如LiCO3和Na2CO3熔融鹽混和物）在熔融的碳酸鹽環(huán)境中，O2-離子也不能單獨(dú)存在，O2-離子可結(jié)合CO2生成CO32-離子，則其正極反應(yīng)式為O22CO2+4e-=2CO32-（4）電解質(zhì)為固體電解質(zhì)（如固體氧化鋯氧化釔）該固體電解質(zhì)在高溫下可允許O2-離子在其間通過(guò)，故其正極反應(yīng)式應(yīng)為O24e-=2O2- （三）其他一些高考中出現(xiàn)過(guò)的電極方程式鋰電池二型（負(fù)極LiC6、正極含鋰的二氧化鈷LiCoO2、充電時(shí)LiCoO2中Li被氧化，Li+還原以Li原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳C6中，以LiC6表示）放電時(shí) 負(fù)極: LiC6 xe- Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反應(yīng))正極： Li（1-x)CoO2 + xe- + x Li+ = LiCoO2 (還原反應(yīng))充電時(shí) 陰極： Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- LiC6 (還原反應(yīng)) 陽(yáng)極： LiCoO2 xe- Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6 高鐵電池：（負(fù)極Zn、正極-石墨、電解質(zhì)為浸濕固態(tài)堿性物質(zhì)）放電時(shí) 負(fù)極：3Zn 6e- + 6 OH= 3 Zn(OH)2 (氧化反應(yīng)) 正極：2FeO42 +6e-+ 8H2O =2 Fe (OH)3 + 10OH (還原反應(yīng)) 充電時(shí) 陰極：3Zn(OH)2 +6e-=3Zn + 6 OH (還原反應(yīng)) 陽(yáng)極：2Fe(OH)3 6e-+ 10OH=2FeO42+ 8H2O (氧化反應(yīng)) 總化學(xué)方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOHLiFePO4電池（正極LiFePO4，負(fù)極石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)）放電時(shí) 負(fù)極： Li e =Li + (氧化反應(yīng))正極： FePO4 + Li+ + e= LiFePO4 (還原反應(yīng))充電時(shí)： 陰極： Li+ + e= Li (還原反應(yīng))陽(yáng)極： LiFePO4e= FePO4 + Li+ (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 FePO4 + Li LiFePO4鐵-鎳電池：（負(fù)極- Fe 、正極NiO 2、電解質(zhì)溶液為KOH溶液）放電時(shí) 負(fù)極： Fe2e+ 2 OH = Fe (OH)2 (氧化反應(yīng))正極： NiO2 + 2H2O + 2e= Ni(OH)2 + 2 OH (還原反應(yīng))充電時(shí) 陰極： Fe (OH)2 + 2e= Fe + 2 OH (還原反應(yīng))陽(yáng)極： Ni(OH)2 2e+ 2 OH = NiO 2 + 2H2O (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)2鋁空氣海水（負(fù)極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水）負(fù)極 ：4Al12e=4Al3+ (氧化反應(yīng)) 正極 ：3O2+6H2O+12e=12OH （還原反應(yīng))總反應(yīng)式為： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面）鎂-鋁電池 （負(fù)極-Al、正極-Mg 電解液KOH） 負(fù)極(Al)： 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反應(yīng))正極(Mg）： 6H2O + 6e- 3H2+6OH （還原反應(yīng))化學(xué)方程式： 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2+ 3H2（四）題目是怎樣嚇我們的試舉例金太陽(yáng)P14 T8M極氣室N極氣室8.直接內(nèi)重整熔融碳酸鹽燃料電池(DIR-MCFC)技術(shù)具有在MCFC陽(yáng)極氣室內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)與重整反應(yīng)的物質(zhì)和能量的雙重耦合，可顯著提高甲烷轉(zhuǎn)化率，進(jìn)一步提高燃料能量轉(zhuǎn)化效率，提高電池發(fā)電效率等，具有明顯開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。以富含甲烷的天然氣為原料時(shí)，DIR-MCFC的典型結(jié)構(gòu)及工作原理如右圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）A.M極為正極，N極為負(fù)極B.該電池工作時(shí)，N極的反應(yīng)式為O2 4e- 2CO2 2CO32- C.該電池