燃料电池
所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。书写燃料电池电极反应式一般分为四步：
①写出燃烧反应正确的化学反应方程式；
②根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应；
③写出正极的电极反应式；
④由燃料电池的总反应方程式减去正极的电极反应式得负极的电极反应式
1、燃料电池总反应方程式的书写
因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H 2+O 2=2H 2O 。若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO 2和H 2O ，即CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O ；在碱性电解质中生成CO 32-离子和H 2O ，即CH 4+2OH -+2O 2=CO 32-+3H 2O 。
2、燃料电池正极反应式的书写
因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O 2得电子生成O 2-离子，故正极反应式的基础都是O 2＋4e-=2O 2-。正极产生O 2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非常重要的一步。现将与电解质有关的五种情况归纳如下。
⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）
在酸性环境中，O 2-离子不能单独存在，可供O 2-离子结合的微粒有H +离子和H 2O ，O 2-离子优先结合H +离子生成H 2O 。这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O 2＋4H ++4e -=2H 2O 。 ⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）
在中性或碱性环境中，O 2-离子也不能单独存在，O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O 2＋2H 2O +4e -=4OH -。
⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物）
在熔融的碳酸盐环境中，O 2-离子也不能单独存在， O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子，则其正极反应式为O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-。
⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇）
该固体电解质在高温下可允许O 2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O 2＋4e -=2O 2-。 综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O 2＋4e -=2O 2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。
3、燃料电池负极反应式的书写
燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。不同的可燃物有不同的书写方式，要想先写出负极反应式相当困难。一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。
总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应
O 2 CH 4
H 2SO 4
总反应化学方程式总反应离子方程式
负极反应正极反应
总反应化学方程式总反应离子方程式
负极反应正极反应
总反应化学方程式总反应离子方程式
负极反应正极反应
总反应化学方程式总反应离子方程式
负极反应正极反应
总反应化学方程式总反应离子方程式
负极反应正极反应
总反应化学方程式总反应离子方程式
负极反应正极反应
总反应化学方程式总反应离子方程式
负极反应正极反应
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
CH4
H2
H2
C2H6O
C2H6O
C2H4
C2H4
KOH
H2SO4
H2SO4
H2SO4
KOH
KOH
KOH
习题
1．一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇和氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是
A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-
B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(l)
C.CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-
D.O2(g)+2H2O(l)+4e-=4OH-
2．某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，
其基本结构见下图，电池总反应可表示为：
2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
3．以葡萄糖为燃料微生物燃料电池结构示意图如图示。
关于该电池的叙述正确的是：
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－＝6CO2＋24H＋
C．放电过程中，H+从正极区向负极区迁移
D．每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2 22.4/6 L
4．熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气作为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式。
阳极反应式：2CO＋2CO32－＝4CO2＋4e－
阴极反应式：___________________________________。
5．肼（N2H4）—空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。电池总反应为：N2H4＋O2＝N2↑＋2H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是（多选）A．负极的电极反应式是：N2H4＋4OH－－4e－＝4H2O＋N2↑
B．正极的电极反应式是：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O
C．溶液中阴离子向正极移动
D．溶液中阴离子物质的量基本不变
6．我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍．试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式：
(1)__________是负极，电极反应式为___________________________．
(2)__________是正极，电极反应式为___________________________．
7．某原电池中，电解质溶液为稀H2SO4,分别向负极通入CO(或CH4、或H2S),向正极通入O2(或Cl2),试完成下列问题：
(1)当分别通入CO和O2时：
①正极反应：________________________；②负极反应：________________________；
③电池总反应：________________________；
④电解质溶液pH的变化_______．(填“增大”“减小”或“不变”．下同)
(2)当分别通入CH4和O2时：
①正极反应：__________ _____；②负极反应： _______________；
③电池总反应：________ _______；④电解质溶液pH的变化：__________．
(3)当分别通入H2S和Cl2时：
①正极反应：_____________ __；②负极反应：______ _________；
③电池总反应：_______________；④电解质溶液pH的变化：_______．
8．某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别向负极通入C2H4、C2H2或Al(g)，分别向正极通入O2或Cl2．试完成下列问题：
(1)当分别通入C2H4和O2时：
①正极反应：______ _________；②负极反应：______ _________；
③电池总反应：________________________；④溶液pH的变化：__________
(2)当分别通入C2H2和O2时：
①正极反应：____ ___________；②负极反应：____ ___________；
③电池总反应：_______________；④溶液pH的变化：_______________．
(3)当分别通入Al(g)和Cl2时：
①正极反应：_____________ __；②负极反应：___ ____________；
③电池总反应：_______________；④溶液pH的变化：_______________．
1.C
2.D
3.B
4．O2+2CO2+4 e－= 2CO32－
5．AD
6．(1)Al 4Al－12e－＝4Al3＋
(2)石墨3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－
7．(1)①O2＋4e－＋4H＋＝2H2O ②2CO－4e－＋2H2O＝2CO2＋4H＋③2CO＋O2＝2CO2↑④不变
(2)①2O2＋8e－＋8H＋＝4H2O ②CH4－8e－＋2H2O＝CO2↑＋8H＋③CH4＋2O2＝CO2↑＋2H2O④变大
(3)①Cl 2＋2e－＝2Cl－②H2S－2e－＝2H＋＋S Cl2＋H2S＋＝2Cl－＋2H＋④变小
8．(1)①3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－②C2H4－12e－＋16OH－＝2CO32－＋10H2O
③C2H4＋3O2＋4OH－＝2CO32－＋4H2O④减小
(2)①5O2＋20e－＋10H2O＝20OH－②2C2H2－20e－＋28OH－＝4CO32－＋16H2O
③2C2H2＋5O2＋8OH－＝4CO32－＋6H2O④减小
(3)①3Cl2＋6e－＝6Cl－②2Al－6e－＋6OH－＝2Al(OH)3↓(或2Al－6e－＋8OH－＝2AlO2－＋4H2O)
③3Cl2＋2Al＋6OH－＝2Al(OH)3↓＋6Cl－(或3Cl2＋2Al＋8OH－＝6Cl－＋2AlO2－＋4H2O)④减小
高中化学复习知识点：燃料电池原理及优点 一、单选题 1．甲醇-空气燃料电池的反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，下列有关说法正确的是（） A．甲醇-空气燃料电池的负极反应为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O B．一定温度下，反应2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)能自发进行，该反应的ΔH＞0 C．根据共价键的键能可以准确计算CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)的ΔH D．标准状况下，甲醇-空气燃料电池放电时消耗5.6LO2，转移电子的数目约为3.01×1023 2．氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，KOH溶液作电解质，下列叙述不正确的是() A．H2在负极发生氧化反应B．燃料电池的能量转化率可达100% C．是一种高效、环保的发电装置D．供电的总反应为：2H2 + O2＝ 2H2O 3．为了强化安全管理，某油库引进一台测空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说法不正确的是 A．石墨电极作正极，发生还原反应 B．铂电极的电极反应式：C8H18＋16H2O－50e-===8CO2↑＋50H+ C．H+由质子交换膜左侧向右侧迁移 D．每消耗5.6 L O2，电路中通过1 mol 电子 4．一种以肼(N2H4)为燃料的新型环保电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极A的电势比电极B的低 B．电极A的电极反应式为N2H4－4e－+4OH－=N2+4H2O C．电极B发生氧化反应 D．每消耗11.2L的O2，转移的电子数为2N A 5．“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，如图是用固体氧化物作“直接煤燃料电池”的电解质。下列有关说法正确的是( ) A．电极b为电池的负极B．电子由电极a沿导线流向b C．电池反应为C＋CO2===2CO D．煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低 6．一种新型固氮燃料电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．通入H2的电极上发生还原反应 B．正极反应方程式为N2＋6e－＋8H＋=2NH4+ C．放电时溶液中Cl－移向电源正极 D．放电时负极附近溶液的pH增大 7．如图为纳米二氧化锰燃料电池，其电解质溶液呈酸性，已知（CH2O）n中碳的化合价为0价，有关该电池的说法正确的是（） A．放电过程中左侧溶液的pH降低 B．当产生22gCO2时，理论上迁移质子的物质的量为4mol
基于Simulink的PEM燃料电池模拟器 摘要：基于一种面向控制的质子交换膜燃料电池的模型，本文中设计并实现了一种新型的燃料电池模拟器软件，利用Matlab/Simulink工具箱以及Matlab的界面编程能力，将燃料电池系统模块化，在GUI界面上，用户可以根据需要组合各个子系统构建燃料电池系统，并能向模块库中添加用户的模块。 关键字：燃料电池，模拟器，Matlab/Simulink Abstract: Based on a PEM fuel cell model, which is control oriented, This paper realized a tool named FUEL CELL Simulator, with the help of Matlab/Simulink toolboxes and Matlab GUI programming capability. This tool modularized fuel cells and established a subsystem library, thus enable users to group necessary modules to build up specific fuel cell system and also enable users to add modules into library. Keywords: Fuel cell, Simulator, Matlab/Simulink 1 引言 质子交换膜燃料电池已经大规模的应用在汽车，航天等等领域，因此对其建模，并根据模型性能评估，控制系统设计就显得尤为重要。国际上已有ADVISOR[1]，特定于燃料电池在汽车上模拟。学术界已经提出各种各样的模型，而此类模型大多只模拟燃料电池的部分特性。为了能在工程上使用燃料电池的模型来达到设计控制器以及评估燃料电池，需要一种面向控制的燃料电池模型，Jay T.pukruspan在[2]中提出一种面向控制的燃料电池模型，全面地描述了燃料电池的特性。本文集于此模型，更深入的将燃料电池的各个部分模块化，再基于Matlab/Simulink 和Matlab本身强大的界面编程能力，设计出了一套燃料电池模拟器，用户可以在GUI界面中进行燃料电池系统组合，模拟，辨识以及设计控制器。 2 质子交换膜燃料电池的结构及其面向控制的模型 图1：燃料电池系统的结构图 2.1 燃料电池的结构 燃料电池系统主要包括燃料电池反应堆，压缩机，流量控制器，加热器，散热器，加湿器等，各种不同的燃料电池系统的组成有所区别，图1的结构是复杂系统实验室的燃料电池系统的结构图。将燃料电池系统的各个部件模块化，用户就可以选择所需要的部件，组成合
氢氧燃料电池性能测试 实验报告 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
氢氧燃料电池性能测 试实验报告 学号： 姓名：冯铖炼 指导老师：索艳格 一、实验目的 1.了解燃料电池工作原理 2.通过记录电池的放电特性，熟悉燃料电池极化特性 3.研究燃料电池功率和放电电流、燃料浓度的关系 4.熟悉电子负载、直流电源的操作 二、工作原理 氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂氢氧燃料电池，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同。 氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。
工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。 氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置氢氧燃料电池的反应物都在电池外部它只是提供一个反应的容器 氢气和氧气都可以由电池外提供燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。从这一点看，它和其他化学电池如锌锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是，它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。 具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，2013年正发展为直接使用固体的电解质。 工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气，起作用的成分为氧气）。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。当氢离子进入电解液中，而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。此过程水可以得到重复利用，发电原理与可夜间使用的太阳能电池有异曲同工之妙。 燃料电池的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电极等。 利用这个原理，燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电，所以也可称它为一种"发电机"。 一般来讲，书写燃料电池的化学反应方程式，需要高度注意电解质的酸碱性。在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种： 若电解质溶液是碱、盐溶液则
2020届届届届届届届届届届届届届 ——届届届届 1.尿素[CO(NH2)2]与NO在碱性条件下可形成燃料电池(如图),电池总反应方程式为2CO(NH2)2＋6NO ＋4NaOH＝5N2＋2Na2CO3＋6H2O。下列说法正确的是() A.甲电极为电池的负极,发生还原反应 B.电池工作时,电子经负载、乙电极、电解质又流向甲电极 C.电池工作一段时间后,乙电极周围溶液酸性增强 D.甲电极的电极反应式为CO(NH2)2?6e?+8OH?=CO32?+N2↑+6H2O 2.以二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池为电源,电解饱和食盐水制备氯气和烧碱,设计装置如图所示。已 知:a电扱的反应式为O2+4H++4e-=2HO,下列说法不正确的是( ) A.b电极的反应式为CH3OCH3+3H2O?12e?=2CO2↑+12H+ B.试剂A为饱和食盐水,试剂B为NaOH稀溶液 C.阳极生成1 mol气体时,有1mol离子通过离子交换膜 D.阴极生成1 mol气体时,理论上导线中流过2mole?
3.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图．下列有关该电池的说法正确的是() A.反应,每消耗1mol CH4转移12mol电子 B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+CO32??2e??=H2O+CO2 C.电池工作时,CO32?向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e??=2CO32? 某种燃料电池是以甲烷(CH4)和空气为原料,以KOH为电解质溶液构成的原电池。电池的总反应类似甲烷在氧气中的燃烧。下列说法正确的是( ) ①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole- ②CH4在负极发生氧化反应,电极反应式是:CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O ③燃料电池把化学能直接转化为电能,而不经过热能这一种中间形式,所以它的能量转化效率高,并且 减少了对环境的污染 ④这种燃料电池要定期更换电解质溶液 A.①② B.①②③④ C.①③④ D.②④ 4.探索二氧化碳在海洋中转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。研究表明,溶于海水的二氧化碳 主要以无机碳形式存在,其中HCO3-占95%。科学家利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。下列说法不正确的是( ) A.a室中OH?在电极板上被氧化 B.b室发生反应的离子方程式为:H++HCO3?=CO2↑+H2O C.电路中每有0.2mol电子通过时,就有0.2mol阳离子从c室移至b室 D.若用氢氧燃料电池供电,则电池负极可能发生的反应为:H2+ 2OH??2e?=2H2O
电化学基础知识点总结 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应） 原 ?③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极 反应产物不断排出电池。 J 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是 CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ;正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池：J 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（ Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 电 池 原 理 基本概念: I 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 电极反应方程式：电极反 应、总反应。 失e -,沿导线传递，有电流产生 反应原理: 氧化反应 Zn-2e -=zn 2+ 负极. 铜锌原电池 不溶 断解 电解质溶液 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=zn 2+ ① 、普通锌一一锰干电池 干电池： ② 、碱性锌一一锰干电池 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2 f 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2 f 电解质溶液：糊状的 NH 4CI 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加） 电解液： 由中性变为碱性（离子导电性好） 。 铅畜电池：总 化学电源简介 蓄电池 其它蓄电池 正极（PbO 2） 负极（Pb ） !、反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 .充电.2PbSO 4+2H 2O 电解 液：1.25g/cm 3?1.28g/cm 3 的 H 2SO 4 溶液 特点：电压稳 定。 PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 放电 充电 I 、镍 镉（Ni Cd ）可充电电池； 放由 Cd+2NiO （OH ）+2H 2O .放电* Cd （OH 》+2Ni （OH ） 2 阳E 移 还原反应 2H ++2e -=2H 2 f
高一化学原电池、燃料电池综合练习题 一、单选题 1.下面是四个化学反应,你认为理论上不可以用于设计原电池的化学反应是( ) A.22Al+2NaOH+2H O =222NaAlO +3H ↑ B.222H +O 点燃22H O C.322Mg N +6H O =()323Mg OH +2NH ↑ D.42CH +2O 点燃22CO +2H O 2.Mg-H 2O 2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( ) A.Mg 电极是该电池的正极 B.H 2O 2在石墨电极上发生氧化反应 C.石墨电极附近溶液的pH 增大 D.电子从石墨电极移向Mg 电极 3.瑞士某公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如下图所示。下列有关说法正确的是( ) A.电极1为负极 B.氧气在电极2上发生氧化反应 C.电子由电极2经负载流向电极1 D.电池工作时实现了电能向化学能的转化 4.氢氧燃料电池可以用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列有关氢氧 燃料电池的说法不正确的是（ ） A.该电池工作时化学能转化为电能
B.该电池中电极b 是正极 C.外电路中电子由电极b 通过导线流向电极a D.该电池的总反应为222H O +=22H O 5.氨硼烷(NH 3·BH 3)电池可在常温下工作,装置如图所示。该电池工作时的总反应为:NH 3·BH 3+3H 2O 2 NH 4BO 2+4H 2O 。下列说法正确的是( ) A.正极附近溶液的pH 减小 B.电池工作时,H + 通过质子交换膜向负极移动 C.消耗3.1g 氨硼烷,理论上通过内电路的电子为0.6ml D.负极电极反应为:NH 3·BH 3+2H 2O-6e -4NH ++2 BO -+6H + 6.Mg-AgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( ) A.负极反应式为-2+=Mg e Mg -2 B.正极反应式为+-Ag +e =Ag C.电池放电时-Cl 由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应()222Mg+2H O =Mg OH +H ↑ 7.银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：22Zn+Ag O+H O ()2Zn OH +2Ag ，其工作示 意图如下。下列说法不正确的是( ) A.Zn 电极是负极 B.2Ag O 电极发生还原反应 C.Zn 电极的电极反应式：Zn 2e OH +2---()2Zn OH D.放电前后电解质溶液的pH 保持不变 8.22A1-H O 电池可用于海上导航。该电池以碱性海水为电解质溶液，用铝和石墨作电极，下列 说法不正确的是（ ） A.A1是该电池的负极 B.电子流动方向为负极一海水一正极
不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数学生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH 3OH 、O 2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。 (1)酸性介质，如H 2SO 4。 CH 3OH 在负极上失去电子生成CO 2气体，O 2在正极上得到电子，在H ＋作用下生成H 2O 。电极反应式为 负极：CH 3OH －6e －＋H 2O===CO 2↑＋6H ＋ 正极：32 O 2＋6e －＋6H ＋===3H 2O (2)碱性介质，如KOH 溶液。 CH 3OH 在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO 2－3， 1 mol CH 3OH 失去6 mol e －，O 2在正极上得到电子生成OH －，电极反应式为 负极：CH 3OH －6e －＋8OH －===CO 2－3＋6H 2O 正极：32 O 2＋6e －＋3H 2O===6OH － (3)熔融盐介质，如K 2CO 3。 在电池工作时，CO 2－3移向负极。CH 3OH 在负极上失去电子，在CO 2－3的作用下 生成CO 2气体，O 2在正极上得到电子，在CO 2的作用下生成CO 2－3，其电极反 应式为 负极：CH 3OH －6e －＋3CO 2－3===4CO 2↑＋2H 2O 正极：32 O 2＋6e －＋3CO 2===3CO 2－3 (4)掺杂Y 2O 3的ZrO 3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O 2－。 根据O 2－移向负极，在负极上CH 3OH 失电子生成CO 2气体，而O 2在正极上得电子生成O 2－，电极反应式为 负极：CH 3OH －6e －＋3O 2－===CO 2↑＋2H 2O 正极：32 O 2＋6e －===3O 2－ 题组一 判断“酸、碱”介质，理清书写思路 1．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 CH 3CH 2OH －4e －＋H 2O=== CH 3COOH ＋4H ＋。下列有关说法正确的( ) A ．检测时，电解质溶液中的H ＋向负极移动 B ．若有0.4 mol 电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L 氧气 C ．电池反应的化学方程式为CH 3CH 2OH ＋O 2===CH 3COOH ＋H 2O D ．正极上发生的反应为O 2＋4e －＋2H 2O===4OH － 2．将两个铂电极放置在KOH 溶液中，然后分别向两极通入CH 4和O 2，即可 产生电流。下列叙述正确的是 ( ) ①通入CH 4的电极为正极 ②正极的电极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －
【知识点】 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电解质溶液 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）； 电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。 正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定。 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 失e -,沿导线传递，有电流产生 溶解 不断 移 向 阳离 子 化 学电源简介 放电 充电 放电 放电`
氢氧燃料电池基础知识集锦 氢氧燃料电池是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极．和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在入的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质（燃料和氧化剂）是在反应的同时源源不断地输入的，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。 一：氢氧燃料电池特点 这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点，但由于成本高，系统比较复杂，仅限于一些特殊用途，如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。 二：氢氧燃料电池的分类 目前氢氧燃料电池可分为离子膜、培根型和石棉膜三类。 1.离子膜氢氧燃料电池：用阳离子交换膜作电解质的酸性燃料电池，现代采用全氟磺酸膜。电池放电时，在氧电极处生成水，通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、结构紧凑、重量轻，但离子交换膜内阻较大，放电电流密度小。
2.培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极（内外层孔径不同），加铂作催化剂。电解质为80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度（204～260°C）下为液体。这种电池能量利用率较高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间（起动需24小时，停机17小时）。 3.石棉膜燃料电池：也属碱性电池。氢电极由多孔镍片加铂、钯催化剂制成，氧电极是多孔银极片，两电极夹有含35%苛性钾溶液的石棉膜，再以有槽镍片紧压在两极板上作为集流器，构成气室，封装成单体电池。放电时在氢电极一边生成水，可以用循环氢的办法排出，亦可用静态排水法。这种电池的起动时间仅15分钟，并可瞬时停机。比磷酸铁锂电池要更环保。 三：氢氧燃料电池的原理 工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电
> 燃料电池-巩固加强 ）— ·- ？ 总反应化学方程式 负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式: 负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式. 负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式、 负极反应正极反应 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 C2H6 C2H6 ！ C H C2H2 C2H5OH C2H5OH C6H6KOH H2SO4 （ H SO H2SO4 H2SO4 KOH KOH
( 1、熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。可用Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO 2的混合气作为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式。 阳极反应式：2CO ＋2CO 32－＝4CO 2＋4e － 阴极反应式：___________________________________。 2、（多选）肼（N 2H 4）—空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH 溶液。电池总反应为：N 2H 4＋O 2＝N 2↑＋2H 2O 。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是（ ） A ．负极的电极反应式是：N 2H 4＋4OH －－4e －＝4H 2O ＋N 2↑ B ．正极的电极反应式是：O 2＋4H ＋＋4e －＝2H 2O C ．溶液中阴离子向正极移动 D ．溶液中阴离子物质的量基本不变 3、我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍．试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式： (1)__________是负极，电极反应式为___________________________． (2)__________是正极，电极反应式为___________________________． 4、某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别向负极通入C 2H 4、C 2H 2或Al(g)，分别向正极通入 O 2或Cl 2．试完成下列问题： (1)当分别通入C 2H 4和O 2时： ①正极反应：______ _______；②负极反应：______ _________； ③电池总反应：_____________________；④溶液pH 的变化：__________ (2)当分别通入C 2H 2和O 2时： ①正极反应：____ ___________；②负极反应：____ ___________； ③电池总反应：_____________________；④溶液pH 的变化：_______________． (3)当分别通入Al(g)和Cl 2时： ①正极反应：_____________ _；②负极反应：_________________________； ③电池总反应：_____________________；④溶液pH 的变化：_______________． 5、据报道，最近摩托罗拉（MOTOROLA ）公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月充电一次。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO 2被充分吸收生成CO 32－ （1）该电池反应的总离子方程式为__________________________________________。 （2）甲醇在____极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH 将________ （填降低或上升、不变）；若有16克甲醇蒸气被完全氧化,产生的电能电解足量的CuSO 4溶液，（假设整个过程中能量利用率为80％），则将产生标准状况下的O 2________升。 （3）最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y 2O 3（Y ：钇）的ZrO 2（Zr ： 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 O 2 C 6H 6KOH
原电池很简单哦，掌握基本原理就融会贯通了哦 §2-2 化学能与电能学案与练习 一、课堂练习 二、重点基础知识 【预备知识】 一、原电池 1、定义：原电池是把转化成的装置。 ① 2、原电池形成的条件：② ③ 3、原电池的工作原理 ①粒子流向电流电子阴离子阳离子 ②发生反应负极反应：反应类型，发生反应 正极反应：反应类型，发生反应 总反应：反应类型，发生反应 【基础知识】 二、化学电源 1、一次电池 2、二次电池（以铅蓄电池为例） 放电时负极反应：充电时阴极反应 正极反应：阳极反应 总反应：总反应 做二次电池习题时，一定要看好充电方向还是放电方向，放电方向就是原电池的工作原理3、燃料电池 总反应： 正极反应：酸性碱性 负极反应： k 第 1 页共5 页
原电池很简单哦，掌握基本原理就融会贯通了哦 第 2 页 共 5 页 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 O 2 O 2 O 2 O 2 O 2 O 2 O 2 O 2 CH 4 CH 4 H 2 H 2 C 2H 6O C 2H 6O C 2H 4 C 2H 4 KOH H 2SO 4 H 2SO 4 H 2SO 4 H 2SO 4 KOH KOH KOH
装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 1．下列变化中，属于原电池反应的是( ) A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D ．铁与稀H 2SO 4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol/L 的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量的蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH ＝3的盐酸，乙加入50 mL pH ＝3的醋酸，丙加入50 mL pH ＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 (1)开始时，反应速率的大小为__________。 (2)三支试管中参加反应的锌的质量为__________。 (3)反应终了，所需时间为__________。 (4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是(简要说明)__________。 失e -,沿导线传递，有电流产生
氢氧燃料电池的制作 燃料电池是一类新型化学电池。氢气、氧气、甲烷等都可以成为它的原料。它具有能量转化率高、无污染、节约金属资源等优点，具有巨大的应用价值。但是，由于这类电池必须用特殊的催化剂，而该类催化剂现在制造困难，价格昂贵，所以，这类电池还不能普及，仅能应用于人造卫星、太空站等高科技领域。我们运用已学过的原电池、电解池知识，在学校科技活动中，我创新制作了可用于演示的氢氧燃料电池，效果很好．现介绍如下： 一．用具和原料 U型管，石墨碳棒，分液漏斗，酒精喷灯，低压直流电源，30%的氢氧化钠溶液（或30%的稀硫酸），橡皮塞（双孔），导线等。 二．制作原理 用多孔碳棒作燃料电池的正、负极，30%的氢氧化钠溶液作电解质溶液。负极吸附氢气，正极吸附氧气。氢氧燃料电池工作时，负极上的氢放出电子，发生氧化反应，正极上的氧得到电子，发生还原反应：负极2H2+4OH-_4e=4H2O 正极O2+2H2O+4e=4OH- 总反应2H2 + O2= 2H2O 三．制作过程 1.多孔碳棒的加工 将石墨碳棒放在酒精灯喷灯上加热除去其中的胶质，并淬火3---4次，即形成多孔碳棒，也就是多孔碳电极。
2.把多孔碳电极、U型管、分液漏斗、橡皮塞（双孔）按图所示组 装；再通过分液漏斗向U型管中注满氢氧化钠溶液，密闭。 3.氢气、氧气的制备 调节低压直流电源的电压到6伏，并把其正、负极分别与图装置中的两个碳棒电极相连接；接通电源，电解氢氧化钠溶液制取氢气、氧气，且制得的氢气与氧气的体积比为2:1.去掉电源，上图所示装置就成为一只氢氧燃料电池。 四．氢氧燃料电池的工作 氢氧燃料电池的正、负极分别与灵敏电流计的正、负极连接，可以看到电流计指针偏转。如果把两个氢氧燃料电池并联，再与发光二极管串联，二极管发光。经实验测定，一只氢氧燃料电池可提供0.1安以上的电流，1.5伏以上的外电压。
燃料电池练习题（带答案） 1．以甲烷燃料电池为例来分析不同环境下电极反应式的书写。 （1）酸性介质（如 H2SO4） 负极：____________________________________________________________________ ； 正极：____________________________________________________________________ ； 总反应式：__________________________________________________________________ 。 （2）碱性介质（如 KOH） 负极：________________________________________________________________________ ； 正极：________________________________________________________________________ 总反应式：____________________________________________________________________ （3）固体电解质（高温下能传导 O2－） 负极：______________________________________________________________________ ； 正极：______________________________________________________________________ ； 总反应式：____________________________________________________________________ 。 ⑷熔融碳酸盐（如熔融K2CO3）环境下 负极：________________________________________________________________________ 正极：________________________________________________________________________ 总反应式：____________________________________________________________________ 2. ________________________________________________________ 肼-双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注，其工作原理如图所示。请写出电池正极的电极反应式：，电池工作过程中， A 极区溶液的 pH _________ （填“增大”“减小”或“不变”）。
燃料电池 1、氢氧燃料电池的电极反应 酸性：负极：正极：溶液pH的变化：_______。 碱性：负极：正极：溶液pH的变化：_______。 2.据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是（） A.正极反应式为：O 2+4e-+2H 2 O = 4OH― B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变 C.该燃料电池的总反应方程式为：2H 2+O 2 = 2H 2 O D.该电池消耗了2.24LH 2 （标准状况）时，有0.1mol电子转移 3、甲烷燃料电池的电极反应 酸性：负极：正极：。 碱性：负极：正极：。 K 2CO 3 ：负极：正极：。 4.甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是（） A、负极反应式为CH 4+10OH-－8e-=CO 3 2-+7H 2 O B、正极反应式为O 2＋2H 2 O +4e-=4OH- C、随着不断放电，电解质溶液碱性不变 D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大 5、甲醇燃料电池的电极反应 酸性：负极：正极：。 碱性：负极：正极：溶液pH的变化：_______。 固体电解质（可传导O2-）：负极：正极：。6.科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。试回答下列问题： ⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式是。 ⑵此电池的正极发生的电极反应是。 负极发生的电极反应是。 ⑶电解液中的H+离子向极移动；向外电路释放电子的电极是。 7、一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池 负极发生的反应是（） A．CH 3OH (g) -2e－+O 2(g) = H 2 O (1) +CO 2(g) +2H+ (aq) B．O 2(g)+4e－+4H+ (aq) = 2H 2 O (1) C．CH 3OH (g) -6e－+H 2 O (1) = CO 2(g )+6H+ (aq) D．O 2(g)+4e－+2H 2 O (1 )= 4OH－ 8．某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别通入CO和O 2 时： 正极反应: 负极反应：；总反应：溶液pH的变化：_______________． 9．某原电池中，电解质溶液为K 2CO 3 (aq)，分别向负极通入C 2 H 4 和O 2 时：
氢氧燃料电池性能测试实验报告 冯铖炼 实验目的 1. 了解燃料电池工作原理 2. 通过记录电池的放电特性，熟悉燃料电池极化特性 3. 研究燃料电池功率和放电电流、燃料浓度的关系 4. 熟悉电子负载、直流电源的操作 ， 匚作原理 氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂， 氧气作氧化剂氢氧燃料电池，通过燃料的燃烧反应，将 化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同。 氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、 氧气在电极上的催化 剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电， 在氧电极上由于缺少电子 而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。 工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分 解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接 在外部电路中。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。 这正是水的电 解反应的逆过程。 氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂 全部储藏在电池内的装置氢氧燃料电池的反应物都在 电池外部它只是提供一个反应的容器 学号: 1141440057 指导老师: 索艳格 姓名:
氢气和氧气都可以由电池外提供燃料电池是一种化学电池， 它利用物质发生化学反应时释出的能量, 直接将其变换为电能。从这一点看，它和其他化学电池如锌锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是, 于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。 具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间 的电解质板所组成。最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成， 2013年正发展为直接使 用固体的电解质。 工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气，起作用的成分为氧气），。氢在负极 分解成正离子H+和电子e-。当氢离子进入电解液中，而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载 就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。 这 正是水的电解反应的逆过程。此过程水可以得到重复利用，发电原理与可夜间使用的太阳能电池有 异曲同工之妙。 燃料电池的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电极等。 利用这个原理，燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电，-所以也可称它为一种"发电机"。 i 一般来讲，书写燃料电池的化学反应方程式，需要高度注意电解质的酸碱性。 发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢一氧燃料电池有酸式和碱式两种: 'I 若电解质溶液是碱、盐溶液则 负极反应式为：，2H2 + 4OH- - 4e~二4场0 正极反应式为：+ 2H2 O + 4广二4OH ■ 若电解质溶液是酸溶液则 负极反应式为：2H2 _ 4牴 —4H 正极反应式为：°2 + 4广+ 4H*二2H2O 总反应方程式为： 2H2 + 02二2H2 O 在碱溶液中，不可能有H+出现，在酸溶液中，不可能出现 0H —。 实验步骤 ① 连接电子负载，测量开路电压 它工作时需要连续地向其供给反应物质 燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。由 在正、负极上
第1页 共8页 ◎ 第2页 共8页 电化学试题 1．按要求完成下列各题 （1）、精炼铜时，阴极材料是 ，阴极的电极反应式是 ， （2）、氯碱工业电解饱和食盐水的总反应方程式为 。 （3）、MnO 2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO 4溶液可制得MnO 2，其阳极的电极反应式是 （4）、为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y 2O 3的ZrO 2晶体，在高温下它能传 导O 2－ 离子。电池工作时正极反应式为________________。 若以该电池为电源，用石墨做电极电解100 mL 含有如下离子的溶液。 电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气的物质的量为________mol 。 2．Ⅰ（1）CO 可用于炼铁，已知Fe 2O 3（s ）+ 3C （s ）＝2Fe （s ）+ 3CO （g ） ΔH 1＝ +489.0 kJ·mol －1，C （s ） +CO 2（g ）＝2CO （g ） ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol －1 则CO 还原Fe 2O 3（s ）的热化学方程式为 。 Ⅱ（1）肼（N 2H 4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa 时，32.0gN 2H 4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624kJ （25℃时），N 2H 4完全燃烧反应的热化学方程式是 。 （2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH 溶液。肼—空气燃料电池放电时：负极的电极反应式是 。 （3）下图是一个电化学过程示意图。 ①锌片上发生的电极反应是 。 ②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g ，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气 L （假设空气中氧气体积含量为20%） （4）传统制备肼的方法，是以NaClO 氧化NH 3，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是 。 3．如右图所示装置为在直流电流作用下电解CuSO 4溶液图，其中A 、B 为石墨电极，a 、b 为电源的两极，当接通电源后，通电一段时间后，将B 电极取出洗干净并干燥后称量其质量增加了3．2g ，则： （1）a 为电源的 极。B 叫电解槽的 极，电路中流过的电子的数目为 （2）写出电极反应方程式：A ，B 。 （3）如果想使反应溶液恢复到原来状态，应该加入 g 4．下图为相互串联的甲、乙两电解池试回答： 5．用NaOH 溶液吸收烟气中的SO 2，将所得的Na 2SO 3溶液进行电解，可循环再生NaOH ，同时得到H 2SO 4，其原理如下图所示。(电极材料为石墨) （1）图中a 极要连接电源的(填“正”或“负”)________极，C 口流出的物质是________。 （2） 放电的电极反应式为________ ____。 （3）电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因____ __。 6．如下图装置所示，C 、D 、E 、F 、X 、Y 都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A 、B 为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F 极附近呈红色。请回答： 甲 乙 400mLNaCl