燃料电池的负极反应,一般较难写出,而正极反应和电池总反应却较易写出.用电池总反应减去正极反应可得负极反应,这是写负极反应式的一种巧妙方法.
甲烷燃料电池总离子反应式为:ch4 2oh- 2o2= co 3h2o ①正极反应式为:o2 2h2o 4e- = 4oh-②故负极反应式应为:①-②*2 即得ch4 10oh-- 8e- = co 7h2o[技巧2]根据得失电子守恒,原子守恒,电荷守恒直接书写较复杂的负极电极反应式.
负极中,甲烷被氧化为二氧化碳,二氧化碳在碱性条件不能存在,结合氢氧根生成碳酸根.甲烷中碳元素化合价由-4价升高到碳酸根中的 4价,故1 mol甲烷失去8 mol电子,结合oh-生成1 mol co
,再根据电荷守恒,电极反应式右侧co
带两个单位负电荷,故左侧应该有10 mol oh-,再根据原子守恒,电极反应式右侧加上7 mol h2
1、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是o2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且o2生成oh-,若电解质溶液为酸性,则h 必须写入正极反应式中,o2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的书写电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的书写电极反应式,即得到较难写出的书写电极反应式。例1、有人设计以pt和zn为电极材料,埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、h 和zn2 进行工作,试写出该电池的两极反应式。
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