高中化学原电池是什么(学习燃料电池正负极反应式的终极秘籍！)

燃料电池正负极反应式的推导方法

介绍

在学习燃料电池的正负极反应式时，我们可以使用一种简单的方法来推导出所有的反应式。本文将介绍这个方法的具体步骤，希望能够帮助大家更好地理解和记忆。请注意，以下方法适用于各种类型的燃料电池，包括锰锌电池、银锌电池、铅蓄电池、甲醇电池、乙醇电池等。

步骤一：标定氧化还原数和化合价

首先，我们需要找出参与反应的物质的氧化还原数和化合价。对于正极和负极的物质，我们需要确定其变价的系数。例如，如果一个物质的变价为正负四价，那么我们就写成正四和负四。然后，按照“负失氧正得环摆框架”的原则来排列这些物质。

步骤二：计算电子数

在第二步中，我们需要计算失去或获得的电子总数。我们可以用变价的差值乘以物质的个数来计算电子总数。需要特别注意的是，计算电子总数时要乘以物质的原子个数，而不是分子个数。

步骤三：补充氢离子或氢氧根

根据电荷守恒原则，在第三步中我们需要补充氢离子或氢氧根。在酸性环境中，我们需要补充氢离子；在碱性环境中，我们需要补充氢氧根。

步骤四：补充配平原子

最后一步，我们需要根据原子守恒原则来补充配平的物质。如果在配平中出现了二氧化碳（在酸性环境中），必须将其写成碳酸根的形式，因为二氧化碳会和氢氧根反应生成碳酸根。此外，我们还需要确保氧元素的配平。

示例：甲烷燃料电池的正负极反应式

让我们以甲烷燃料电池为例，来演示以上方法的应用。首先，写出总方程式。然后，根据酸性环境和碱性环境，分别进行计算和补充。

酸性环境

在酸性环境中，甲烷是负极的物质，氧气是正极的物质。根据负失氧正得环摆框架原则，我们可得到如下反应式： 甲烷 - 失去电子 - 等号 - 二氧化碳 - 得到电子 - 等号 - 氧气

接下来，我们计算电子总数。根据差值乘以个数的方法，我们得出甲烷失去的电子数为8，氧气得到的电子数也为8。

根据电荷守恒原则，我们需要补充氢离子。在这个例子中，我们需要在反应式的右边补充8个氢离子，以平衡电荷。

最后，在原子守恒的基础上，我们需要补充碳。由于左边有一个碳原子，右边产生了二氧化碳，因此我们将二氧化碳写在反应式的右边。

碱性环境

在碱性环境中，根据负失氧正得环摆框架原则，甲烷仍然是负极的物质，氧气是正极的物质。我们可以得到如下反应式： 甲烷 - 失去电子 - 等号 - 碳酸根 - 得到电子 - 等号 - 氧气

同样地，我们计算电子总数，得到甲烷失去的电子数为8，氧气得到的电子数也为8。

在这个例子中，我们不能直接补充氢氧根，而是先把碳写成碳酸根的形式，并根据碳的个数进行配平。我们可以根据需要补充10个氢氧根，然后还需要补充4个水分子来平衡氢和氧的数量。

最后，在原子守恒的基础上，我们需要补充碳酸根。由于左边有两个碳酸根，右边产生了二氧化碳，因此我们将二氧化碳写在反应式的右边。

总结

以上就是推导燃料电池正负极反应式的四个步骤。通过掌握这个方法，我们可以轻松地推导出各种燃料电池的反应式。希望这个方法能够帮助大家更好地理解和记忆燃料电池的学习内容。