文档内容
【基础知识】原电池 化学电源
考点二 燃料电池及陌生方程式书写
【必备知识】
燃料电池（电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件）
燃料作负极， 空气或 O 作正极。
2
1. 正极的电极反应式书写
①酸性介质(如HSO )或传导质子（H＋）固体介质：2O＋8e－＋8H＋===4H O
2 4 2 2
②碱性介质(如KOH)：2O＋8e－＋4HO===8OH－
2 2
③熔融盐介质(如KCO)：2O＋8e－＋4CO===4CO
2 3 2 2
④传导氧离子(O2-)的固体介质：2O＋8e－===4O2－
2
2. 负极的电极反应式书写
(1) H
2
①酸性介质(如HSO )或传导质子（H＋）固体介质：2H－4e－===4H＋
2 4 2
②碱性介质(如KOH)：2H＋4OH－－4e－===4H O
2 2
③熔融盐介质(如KCO)：H－2e－+ CO===CO＋HO
2 3 2 2 2
④传导氧离子(O2-)的固体介质：H－2e－ + O2－===H O
2 2
(2) CH
4
①酸性介质(如HSO )或传导质子（H＋）固体介质：CH－8e－＋2HO===CO ＋8H＋
2 4 4 2 2
②碱性介质(如KOH)：CH－8e－＋10 OH－===CO＋7HO
4 2
③熔融盐介质(如KCO)：CH－8e－＋ 4CO===5CO ＋2HO
2 3 4 2 2
④传导氧离子(O2-)的固体介质：CH－8e－＋4O2－===CO ＋2HO
4 2 2
(3)CHOH
3
①酸性介质(如HSO )或传导质子（H＋）固体介质：CHOH －6e－＋HO===CO ＋6H＋
2 4 3 2 2
②碱性介质(如KOH)：CHOH －6e－＋8 OH－===CO＋6HO
3 2
③熔融盐介质(如KCO)：CHOH －6e－＋ 3CO===4CO＋2HO
2 3 3 2 2
④传导氧离子(O2-)的固体介质：CHOH －6e－＋3O2－===CO ＋2HO
3 2 2
例：写出以下电极反应式
电池类型 导电介质 反应式总反应 2C H＋7O＋8OH－===4CO＋10HO
2 6 2 2
乙烷(C H)燃料电池 碱性介质
2 6
负极反应 2C H－28e－＋36OH－===4CO＋24HO
2 6 2
(OH－)
正极反应 7O＋14HO＋28e－===28OH－
2 2
总反应 C H＋5O===3CO＋4HO
3 8 2 2 2
熔融碳酸盐
丙烷(C H)燃料电池 负极反应 C H－20e－＋10CO===13CO＋4HO
3 8 3 8 2 2
(CO)
正极反应 5O＋10CO＋20e－===10CO
2 2
总反应 C HOH＋3O＋4OH－===2CO＋5HO
2 5 2 2
乙醇(C HOH)燃料电 碱性介质
2 5
负极反应 C HOH－12e－＋16OH－===2CO＋11HO
2 5 2
池 (OH－)
正极反应 3O＋6HO＋12e－===12OH－
2 2
总反应 2CO＋O===2CO
2 2
固态氧化物
CO燃料电池 负极反应 2CO－4e－＋2O2－===2CO
2
(O2－)
正极反应 O＋4e－===2O2－
2
总反应 NH＋O===N ＋2HO
2 4 2 2 2
肼(N H)燃料电池 碱性介质
2 4
负极反应 NH－4e－＋4OH－===4H O＋N
2 4 2 2
(生成氮气和水) (OH－)
正极反应 O＋4e－＋2HO===4OH－
2 2
总反应 4NH ＋3O===2N ＋6HO
3 2 2 2
氨气燃料电池 碱性介质
负极反应 4NH －12e－＋12OH－===12H O＋2N
3 2 2
(生成无污染的气体) (OH－)
正极反应 3O＋12e－＋6HO===12OH－
2 2
3. 电极反应式的书写方法
方法一 直接书写
方法二 间接书写
第一步，写出电池总反应式。
第二步，写出电极的正极反应式。第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。
【微点拨】
①若为酸性介质，先补H+，另一边补HO；若为碱性介质，先补OH—，另一边补HO
2 2
②有机物中化合价处理方法：“氧－2，氢＋1，最后算碳化合价”，并且要注意溶液环境与产物之间的
反应，碱性环境下，C元素最终产物应为CO2－
3
③水溶液中不能出现O2－；碱性溶液反应物、生成物中均无H+；酸性溶液反应物、生成物中均无OH－，
中性溶液反应物中无H+ 和OH－
【基础练习】
1 ． (1)CO 为 燃 料 ， O 为 氧 化 剂 ， 碱 性 溶 液 作 电 解 质 溶 液 ， 电 池 工 作 时 负 极 反 应 式 为
2
_____________________ ， 正 极 反 应 式 为 ___________________________ ， 总 反 应 式 为
____________________________________。
(2)LiSOCl 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl SOCl 。电池的总
2 4 2
反 应 可 表 示 为 8Li ＋ 3SOCl ===6LiCl ＋ LiSO ＋ 2S 。 负 极 材 料 为 ________ ， 电 极 反 应 式 为
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__________________，正极的电极反应式为_________________________________。
【答案】(1)CO－2e－＋4OH－===CO＋2HO O ＋2e－＋HO===2OH－ 2CO＋O ＋4OH－===2CO＋
2 2 2 2
2HO (2)锂 8Li－8e－===8Li＋ 3SOCl ＋8e－===2S＋SO＋6Cl－
2 2
2.（2020江苏卷）CO/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。
2
研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为_________________________；放电过程中需补充的物质A为_________(填化学
式)。
②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O 的反应，将化学能转化为电能，其反应
2
的离子方程式为_______________。
【答案】① HSO
2 4
② 或
3. COS氢解反应产生的CO可合成二甲醚( )，二甲醚燃料电池的工作原理如图4所示。该电池的
负极反应式为___________。【答案】
4. 高纯硫酸锰在电池材料领域有重要用途。以软锰矿(主要成分为 ，含有少量铁和铝的氧化物)、硫
铁矿(主要成分为 )、钛白废酸(主要成分为 )为原料制备 的工艺流程如图：
在“酸浸”过程中， 和 颗粒组成两个原电池，如图所示：
其中， 原电池反应迅速，而 原电池由于生成的硫覆盖在 颗粒表面，溶解速率受阻变慢。
① 原电池中， 为原电池的_______(填“正极”或“负极”)，每消耗1mol ，生成
_______mol 。
② 原电池负极上的电极反应式为___________________________。
【答案】正极 2
5. 如图所示是一种以液态肼(N H)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固
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体氧化物电解质的工作温度高达700—900℃时， O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均
为无毒无害的物质。NH 的电子式为 ___________，该燃料电池的负极反应式为
2 4
_______________________。【答案】 NH - 4e- + 2O2- = N + 2H O
2 4 2 2
6. 氨硼烷（NH BH）是储氢量最高的材料之一，氨硼烷还可作燃料电池，其工作原理如图1所示。氨硼
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烷电池工作时正极的电极反应式为__________________________。
【答案】2H++H O+2e-=2H O
2 2 2
7. 一种丁烷燃料电池工作原理如图所示。
①A电极上发生的是________反应（填“氧化”或“还原”）。
②写出B电极的电极反应式：________________________________。
【答案】①还原 ②CH ＋13O2－－26e－===4CO＋5HO
4 10 2 2
8. 利用原电池反应可实现 的无害化，总反应为 ，电解质溶液为碱
性。工作一段时间后，该电池负极区附近溶液pH________（填“变大”、“变小”或“不变”），正极
电极反应式为________________________。
【答案】变小
