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甲烷燃料電池電極反應式

2024-02-18 09:03:36文/魯映彤

堿性介質(zhì)下的甲烷燃料電池負極:CH4+10OH - - 8e-===CO32- +7H2O 正極:2O2+8e-+4H2O===8OH-;總反應方程式為:CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O。(酸性介質(zhì)下的甲烷燃料電池)負極:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 正極:2O2+8e-+8H+===4H2O;總反應方程式為:2O2+CH4===2H2O+CO2。

甲烷燃料電池電極反應式

甲烷燃料電池的電極反應式怎么寫的

燃料電池的負極反應,一般較難寫出,而正極反應和電池總反應卻較易寫出.用電池總反應減去正極反應可得負極反應,這是寫負極反應式的一種巧妙方法.
甲烷燃料電池總離子反應式為:CH4+ 2OH-+ 2O2= CO+ 3H2O ①正極反應式為:O2+ 2H2O + 4e- = 4OH-②故負極反應式應為: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雜的負極電極反應式.
負極中,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由-4價升高到碳酸根中的+4價,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,電極反應式右側(cè)CO
帶兩個單位負電荷,故左側(cè)應該有10 mol OH-,再根據(jù)原子守恒,電極反應式右側(cè)加上7 mol H2

電極反應式具體寫法

1、先確定原電池的正負極,列出正負極上的反應物質(zhì),并標出相同數(shù)目電子的得失。

2、注意負極反應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)溶液中的陰離子應寫入負極反應式;若正極上的反應物質(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+必須寫入正極反應式中,O2生成水。

3、正負極反應式相加得到電池反應的總反應式。若已知電池反應的總反應式,可先寫出較易書寫的書寫電極反應式,然后在電子守恒的基礎(chǔ)上,總反應式減去較易寫出的書寫電極反應式,即得到較難寫出的書寫電極反應式。例1、有人設計以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+進行工作,試寫出該電池的兩極反應式。

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