高中 高二 化学选择性必修1 第四章 实验活动5 制作简单的燃料电池 教学课件

1、制作简单的燃料电池化学（人教版）选择性必修1 第四章 实验活动5授课教师：陈柳丰学校：深圳第二外国语学校情境导入燃料电池城市客车燃料电池和“超级电容”混合动力客车 燃料电池的供电量易于调节，能适应电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航天、军事和交通等领域有广阔的应用前景。1.理解燃料电池的工作原理2.设计和制作一个氢氧燃料电池实验目的实验原理实验原理仪器：U形管、石墨棒、可调节的直流电源、鳄鱼夹、导线、发光二极管、万用电表。药品：1mol/LNa2SO4溶液、酚酞溶液。实验用品实验过程实验记录实验步骤实验装置实验操作实验现象结论及解释1.电 解 水在U形管中注入1 molL1 Na2S

2、O4溶液，然后向其中滴入12滴酚酞溶液。在U形管的两边分别插入一根石墨棒，并用鳄鱼夹、导线连接电源。闭合K1，接通直流电源开始电解。阳极：阴极：阳极产生 ；电极反应：阴极产生 ；电极反应：实验记录实验步骤实验装置实验操作实验现象结论及解释2.制作一个氢氧燃料电池当上述电解过程进行12 min后，打开K1，断开直流电源。将两根石墨棒用导线分别与万用电表(或发光二极管)相连，闭合K2。负极电极反应：正极电极反应：问题和讨论:列表比较氢氧燃料电池的工作原理和电解水的原理氢氧燃料电池电解水能量装置电极反应式电子流向离子流向反应类型问题和讨论:列表比较氢氧燃料电池的工作原理和电解水的原理氢氧燃料电池电解

3、水能量装置电极反应式电子流向离子流向反应类型联系实际燃料电池城市客车 燃料电池和“超级电容”混合动力客车 燃料电池的供电量易于调节，能适应电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航天、军事和交通等领域有广阔的应用前景。为什么燃料电池的供电量易于调节？为什么它不需要很长的充电时间？信息搜索：同学们能否通过网络、书籍等渠道，调查了解燃料电池的性能、构成、特点、应用范围及发展历史，并结合燃料电池的发展前景，谈谈你对研发新型电池意义的理解 。随堂练习1燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是（ ）Aa电极是负极，该电极上发

4、生氧化反应Bb极反应是O2+4OH-4e-=4H2OC总反应方程式为2H2+O2=2H2OD使用过程中电解质溶液的pH逐渐减小随堂练习2燃料电池是燃料跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置。下列关于甲烷燃料电池（电解质溶液是强碱溶液）的说法正确的是（ ）A正极反应式： B负极反应式： C随着放电的进行，溶液中C(OH-) 不变D放电时溶液中的阳离子向负极移动随堂练习3科技工作者利用催化剂和电化学原理还原 ，使其转化为可被利用的燃料。如图所示装置就可以将CO2 转化为燃料CO。下列有关判断正确的是( ) A该装置的电化学原理为电解原理，M电极发生氧化反应 B该装置工作时，N电极的电极反应

5、为 C质子由N电极区通过质子交换膜移向M电极区 D外电路中流过10mol电子，理论上可收集70g燃料随堂练习4如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是（ ）A放电过程中，H+从正极区移向负极区B正极每消耗1mol MnO2有2molOH-迁移至负极C微生物所在电极区放电时发生还原反应D左边电极反应式为：MnO2+4H+2e=Mn2+2H2O随堂练习5.科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式：_。(2)此电池的正极发生的电极反应：_，负极发生的电极反应：_。(3)电解液中H+向_极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4)使用该燃料电池的另一个好处是_。随堂练习【答案】1.B 2.A 3.B 4.D 5. （1）2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O （2）3O2+12H+12e-=6H2O 2CH3