Question

一氧化炭、氧气、氢氧化钾溶液可组成燃料电池，其负极电极反应式为？

Answer 1

甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO
2
还要与KOH反应生成K
2
CO
3
，所以总反应为：CH
4
+
2KOH+
2O
2
===
K
2
CO
3
+
3H
2
O。
负极发生的反应：CH
4
– 8e-
+
8OH
-
==CO
2
+
6H
2
O
CO
2
+
2OH
-
==
CO
3
2-
+
H
2
O，所以：
负极的电极反应式为：CH
4
+
10
OH
-
+
8e-
=== CO
3
2-
+
7H
2
O
正极发生的反应有：O
2
+
4e-
===
2O
2-
和O
2-
+
H
2
O
===
2OH
-
所以：
正极的电极反应式为：O
2
+
2H
2
O
+
4e-
===
4OH
-

氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H
2
，正极通入 O
2
，
总反应为：2H
2
+
O
2
===
2H
2
O
电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：

1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）
负极发生的反应为：H
2
+ 2e
-
===
2H
+
,2H
+
+
2OH
-
===
2H
2
O,所以：
负极的电极反应式为：H
2
– 2e
-
+
2OH
-
===
2H
2
O；
正极是O
2
得到电子，即：O
2
+
4e-
===
2O
2-
，O
2-
在碱性条件下不能单独存在，只能结合H
2
O生成OH
-
即：2O
2-
+
2H
2
O
===
4OH
-
，因此，
正极的电极反应式为：O
2
+
H
2
O
+
4e-
===
4OH
-
。

2．电解质是H
2
SO
4
溶液（酸性电解质）
负极的电极反应式为：H
2
+2e
-
===
2H
+
正极是O
2
得到电子，即：O
2
+
4e-
===
2O
2-
，O
2-
在酸性条件下不能单独存在，只能结合H
+
生成H
2
O即：O
2-
+
2
H
+
===
H
2
O，因此
正极的电极反应式为：O
2
+
4H
+
+
4e
-
===
2H
2
O(O
2
+
4e
-
===
2O
2-
，2O
2-
+
4H
+
===
2H
2
O)
3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）
负极的电极反应式为：H
2
+2e
-
===
2H
+
正极的电极反应式为：O
2
+
H
2
O
+
4e-
===
4OH
-
说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H
+

2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH
-

3.中性溶液反应物中无H
+
和OH
-

4.水溶液中不能出现O
2-
甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：
1．
碱性电解质（KOH溶液为例）
总反应式：2CH
4
O
+
3O
2
+4KOH

===
2K
2
CO
3
+
6H
2
O

正极的电极反应式为：3O
2
+12e
-
+
6H
2
0===12OH
-

负极的电极反应式为：CH
4
O
-6e
-
+8OH
-
===
CO
3
2-

+
6H
2
O

2. 酸性电解质（H
2
SO
4
溶液为例）
总反应:
2CH
4
O
+
3O
2
===
2CO
2
+
4H
2
O
正极的电极反应式为：3O
2
+12e
-
+12H
+
===
6H
2
O
负极的电极反应式为：2CH
4
O-12e
-
+2H
2
O
===
12H
+
+
2CO
2