由原电池原理知负极失电子后经导线转移到正极,所以正极上富集电子,根据电性关系知阳离子向正极移动,阴离子向负极移动 。故H+离子向正极移动,向外电路释放电子的电极是负极 。
答案:⑴2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O ⑵正极3O2+12H++12e-=6H2O;负极2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+ ⑶正;负 ⑷对空气的污染较小 2、电解质为碱性电解质溶液 例2、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CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O B、正极反应式为O2+2H2O +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 解析:因甲烷燃料电池的电解质为KOH溶液,生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3,故该电池发生的反应方程式是CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O 。从总反应式可以看出,要消耗OH-,故电解质溶液的碱性减小,C错 。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法2知,在KOH溶液中,其正极反应式为:O2+2H2O +4e-=4OH- 。通入甲烷的一极为负极,其电极反应式可利用总反应式减去正极反应 。
7.电极反应式怎样写一、基本准则:
1、依据电化学原理,原电池负极发生氧化反应(失电子)正极发生还原反应(得电子);电解池阳极发生氧化反应(失电子),阴极发生还原反应(得电子)
2、依据电解质的性质 。酸作电解质或碱作电解质注意与酸或碱反应的物质,如CO2与OH—生成CO32- 。还有大量融盐燃料电池,固体电解质,传导某种离子等 。
3、得失电子,电荷的平衡 。电极反应是半反应,在写某电极反应式时,要注意失电子的数目与电荷的平衡 。或得电子数目与电荷的平衡 。
4、H2O中的H+或OH-参与电极反应时,在电极方程式中可直接写成H+或OH-,可以不写成H2O 。
5、两个半反应合并后,总反应要合理 。这也是检验所写的电极方程式是否正确的方法,合并不是两个半反应直接相加,要使失电子和得电子的总数相等后再相加 。合并后的总方程式是否符合客观事实,合并后的总方程式中左边除H2O的电离外,不能包含其他化学反应 。
二、各种典例:
例1、锌锰电池,负极是锌,正极是炭棒 。电极质是拌湿的NH4CL、MnO2是去极剂,除去炭棒上的氢气膜,减小电池的内阻 。正极反应是NH4+水解而提供的H+,所以电极反应和总反应分别为:
负极:Zn—2e-= Zn2+ (失电子,电荷平衡)
正极:2 NH4++2e-+2 MnO2=2NH3+H2O+Mn2O3 (得电子,电荷平衡)
总:Zn+2 NH4++2 MnO2= Zn2++2NH3+ H2O+ Mn2O3
例2、铅蓄电池(放电),负极是Pb,正极是PbO2、H2SO4是电解质 。正负极生成的Pb2+同时SO42-结合生成难溶的PbSO4
负极:Pb-2e-+ SO42-= PbSO4 (失电子,电荷平衡)
正极:PbO2+2e-+4H++ SO42-= PbSO4+2 H2O (得电子,电荷平衡)
总:Pb+ PbO2+4H++2 SO42-放电2 PbSO4+2 H2O
例3、氢氧燃料电池,分别以KOH和H2SO4作电解质的电极反应如下:
碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2 H2O
正极:O2+4e-+2 H2O=4OH-
酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+
正极:O2+4e-+4H+=2 H2O
总反应都是:2H2+ O2=2 H2O
例4、甲烷、空气、KOH燃料电池,CH4被氧气氧化,因此通CH4的一极是负极,且生成的CO2会与OH-反应 。
负极:CH4 -8e-+ 10OH-=CO32-+7H2O
正极:O2+4e-+2 H2O= 4OH-
总:CH4+2 O2+2OH-= CO32-+3H2O(总反应合理)
8.电极反应式怎么写啊根据总反应写原电池各电极反应式方法:
先写负极反应式,先要考虑还原剂失电子生成什么离子,然后考虑生成离子是否会和电解质溶液反应,再结合总反应中生成物写出负极反应式.
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