为什么燃料电池的电极反应式分碱性条件和酸性条件

2025-04-05 10:45:44
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回答1:

燃料电池是由化学能转变为电能的,正极发生还原反应,负极发生氧化反应(原理同原电池),所以还原性的物质在负极被氧化失电子,氧化性的物质在正极被还原得电子,例如:H2——O2燃料电池(铂做电极
,电解质溶液为KOH)
,正极反应
O2+2H2O+4e=4OH-负极反应:2H2+4OH-
-4e=4H2O (铂做电极
,电解质溶液为H2SO4)
正极反应:O2+2H2O+4e
+
4H+
=
4H2O负极反应:2H2
-4e
=
4
H+再例如
CH4——O2
燃料电池 (碳棒做电极
,电解质溶液为KOH)
,正极反应
:2O2
+
42H2O
+
4e
=
8OH-负极反应:CH4
+
10OH-
-8e
=
CO3(2-)+
7H2O (碳棒做电极
,电解质溶液为H2SO4)
,正极反应
:2O2
+
42H2O
+
4e
+
8H+
=
8H2O负极反应:CH4
-
8e
+
2H2O
=
CO2
+
8H+ 从上面可以看出,反应所处的溶液pH不同,发生的反应就不同,因为反应的产物能够存在的环境不同,像第一个氢气的氧化产物是氢离子,它能在酸性条件下存在,如果溶液是碱性的,那它势必会和碱中的氢氧根离子发生中和反应生成水.第二个反应中甲烷的氧化产物是二氧化碳,它在酸中不会发生反应,但在碱性溶液中的话会和氢氧根离子发生反应而不能存在.