四川省宜宾县蕨溪中学高中化学 4.2.2化学电源导学案（无答案）新人教版选修4

第四章 电化学基础第二节 化学电源(第二课时)学习目标 1.了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活中的实际应用。 2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。学习重点 燃料电池的工作原理。学习难点 燃料电池的工作原理。自主学习 燃料电池 1.燃料电池的工作原理 (1)连续地将_(如:氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体)和_的化学能直接转换成电能。 (2)电极材料本身_氧化还原反应。 (3)工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。 2.燃料电池的优点 (1)能量转化率高:燃料电池的能量转换率超过_，普通燃料过程能量转换率仅_多。 (2)污染_。 合作探究 燃料电池的分类及工作原理 1.氢氧燃料电池 （1）碱性电解质（如：KOH溶液） 负极反应式：_，正极反应式：_。 总反应：_。 （2）酸性电解质（如：H2SO4溶液） 负极反应式：_，正极反应式：_。 总反应：_。 2.烃类燃料电池(如：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等) （1）碱性电解质（如：KOH溶液） 用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2 。 负极反应式：_，正极反应式：_。 总反应：_。 （2）酸性电解质（如：盐酸溶液） 用导线相连的两个铂电极插入盐酸溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2 。 负极反应式：_，正极反应式：_。 总反应：_。 3醇类燃料电池(如：甲醇、乙醇等) （1）碱性电解质（如：KOH溶液） 用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH3CH2OH和O2 。 负极反应式：_，正极反应式：_。 总反应：_。 （2）酸性电解质（如：盐酸溶液） 用导线相连的两个铂电极插入盐酸溶液中，然后向两极分别通入CH3CH2OH和O2 。 负极反应式：_，正极反应式：_。 总反应：_。4.熔融盐燃料电池 熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，该原电池的反应式为：负极反应式：2CO2CO4e=4CO2 正极反应式：O22CO24e=2CO总反应式：_。 巩固练习 1.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为 （ ） AH2+2OH-=2H2O+2e- BO2+4H+4e-=2H2O CH2=2H+2e- DO2+2H2O+4e-=4OH- 2.据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池 (PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂为电极，导电离子是H。下列对该燃料电池的描述正确的是 （ ） 正极反应为：O24H4e= 2H2O 电子由负极流向正极 总的化学反应为：2H2O22H2O 氢离子通过电解质向正极移动 A B C D 3.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 （ ） A. a电极是负极 B. b电极的电极反应为：4OH-4e-=2H2O+O2 C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储存电池内的新型发电装置 4. 一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是 （ ） A在熔融电解质中，O2-由负极移向正极 B通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H1026e-13O2-4CO25H2O C通入空气的一极是负极，电极反应为：O24e-2O2- D电池的总反应是：2C4H1013O2 8CO210H2O 5.燃料电池（如CO，CH4，CH3OH等与O2组成），用惰性电极插入KOH溶液中，在两极分别通入CH3OH和O2，有关此电池判断正确的是 （ ） A.正极反应式：2CH3OH+2H2O-12e-