第四章 实验活动5 制作简单的燃料电池 课件(共15张PPT) 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 第四章 实验活动5 制作简单的燃料电池 课件(共15张PPT) 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 575.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-05-08 09:34:20 | ||
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文档简介
(共15张PPT)
实验活动5 制作简单的燃料电池
年 级：高二年级 学 科：化学（人教版）
实验目的
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
燃料电池工作原理示意图
（人教版2020版化学选修1第98页）
将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源叫做燃料电池。
H2、CH4、C2H5OH等
O2等
燃料
氧化剂
实验原理
e-
负极室
正极室
电解质
质子
交换膜
实验原理
氢氧燃料电池工作原理示意图
（人教版2020版化学选修1第98页）
H2
O2
e-
负极室
正极室
电解质
氢氧燃料电池
1.酸性环境
正极：O2+4e-+ 4H+ =2H2O
负极：H2-2e-=2H+
总反应：2H2+O2=2H2O
2.碱性环境
正极：O2+4e-+ 2H2O = 4OH-
负极：H2-2e- + 2OH-=2H2O
总反应：2H2+O2=2H2O
质子
交换膜
分析得失电子
考虑环境
检查得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒
实验原理
甲烷燃料电池工作原理示意图
（人教版2020版化学选修1第98页）
CH4
O2
e-
负极室
正极室
电解质
甲烷燃料电池
1.酸性环境
正极：O2+4e-+ 4H+ = 2H2O
负极：CH4 -8e- + 2H2O = CO2+8H+
总反应：CH4+2O2= CO2+2H2O
质子
交换膜
实验原理
甲烷燃料电池工作原理示意图
（人教版2020版化学选修1第98页）
CH4
O2
e-
负极室
正极室
电解质
清洁、安全、高效
质子
交换膜
甲烷燃料电池
2.碱性环境
正极：O2+4e-+ 2H2O = 4OH-
负极：CH4 - 8e- +10OH- = CO32- + 7H2O
总反应：CH4+2O2 +2OH- = CO32- + 3H2O
实验用品
仪器： U形管、石墨棒、3-6V直流电源、鳄鱼夹、导线、开关和电流表。
药品：1mol·L-1Na2SO4溶液、酚酞溶液。
实验步骤
1.电解水
主要操作：
在U形管中注入1mol·L-1的Na2SO4溶液，然后向其中滴加几滴酚酞溶液。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。再闭合K1，接通直流电源开始电解，观察现象。
氢氧燃料电池装置示意图
（人教版2020版化学选修1第119页）
通电
2H2O 2H2↑+ O2↑
实验步骤
电解水
阳极 阴极
两极产生气泡，阴极附近溶液变红
2H2O-4e-=O2↑+4H+
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
总反应：
氢氧燃料电池装置示意图
（人教版2020版化学选修1第119页）
1.电解水
实验步骤
2.制作一个氢氧燃料电池
主要操作：
当上述电解过程进行1-2min后，打开K1，断开直流电源。将两根石墨棒用导线分别与电流表相连，闭合K2，观察现象。
氢氧燃料电池装置示意图
（人教版2020版化学选修1第119页）
实验步骤
2.制作一个氢氧燃料电池
氢氧燃料电池
正极 负极
电流表指针偏转
O2+4e-+2H2O=4OH-
H2-2e-=2H+
2H2+O2=2H2O
总反应：
氢氧燃料电池装置示意图
（人教版2020版化学选修1第119页）
问题和讨论
列表比较电解水的原理和氢氧燃料电池的工作原理。
通电
2H2O 2H2↑+ O2↑
电解水
阳极 阴极
两极产生气泡，阴极附近溶液变红
2H2O-4e-=O2↑+4H+
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
总反应：
氢氧燃料电池
正极 负极
电流表指针偏转
O2+4e-+2H2O=4OH-
H2-2e-=2H+
2H2+O2=2H2O
总反应：
课堂延伸——制作金属燃料电池
金属燃料电池以活泼金属为负极，空气中的氧气在正极放电，所以也称为金属-空气电池。它以原材料丰富、能量密度高、轻便、安全可靠、环保、价格低廉等优点被称为21世纪最具开发前景的绿色能源之一。
课堂延伸——制作金属燃料电池
请以下列装置和药品设计制作一个Zn-空气燃料电池：
铜片
滤纸
锌片
鳄鱼夹
塑料棒
铜片
滤纸
锌片
铜片
药品： 1mol·L-1的Na2SO4溶液、活性炭
装置：
课堂收获
1 理解了燃料电池的工作原理
2 学会了设计和制作一个氢氧燃料电池
3 学会了设计和制作一个Zn-空气燃料电池
实验活动5 制作简单的燃料电池
年 级：高二年级 学 科：化学（人教版）
实验目的
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
燃料电池工作原理示意图
（人教版2020版化学选修1第98页）
将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源叫做燃料电池。
H2、CH4、C2H5OH等
O2等
燃料
氧化剂
实验原理
e-
负极室
正极室
电解质
质子
交换膜
实验原理
氢氧燃料电池工作原理示意图
（人教版2020版化学选修1第98页）
H2
O2
e-
负极室
正极室
电解质
氢氧燃料电池
1.酸性环境
正极：O2+4e-+ 4H+ =2H2O
负极：H2-2e-=2H+
总反应：2H2+O2=2H2O
2.碱性环境
正极：O2+4e-+ 2H2O = 4OH-
负极：H2-2e- + 2OH-=2H2O
总反应：2H2+O2=2H2O
质子
交换膜
分析得失电子
考虑环境
检查得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒
实验原理
甲烷燃料电池工作原理示意图
（人教版2020版化学选修1第98页）
CH4
O2
e-
负极室
正极室
电解质
甲烷燃料电池
1.酸性环境
正极：O2+4e-+ 4H+ = 2H2O
负极：CH4 -8e- + 2H2O = CO2+8H+
总反应：CH4+2O2= CO2+2H2O
质子
交换膜
实验原理
甲烷燃料电池工作原理示意图
（人教版2020版化学选修1第98页）
CH4
O2
e-
负极室
正极室
电解质
清洁、安全、高效
质子
交换膜
甲烷燃料电池
2.碱性环境
正极：O2+4e-+ 2H2O = 4OH-
负极：CH4 - 8e- +10OH- = CO32- + 7H2O
总反应：CH4+2O2 +2OH- = CO32- + 3H2O
实验用品
仪器： U形管、石墨棒、3-6V直流电源、鳄鱼夹、导线、开关和电流表。
药品：1mol·L-1Na2SO4溶液、酚酞溶液。
实验步骤
1.电解水
主要操作：
在U形管中注入1mol·L-1的Na2SO4溶液，然后向其中滴加几滴酚酞溶液。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。再闭合K1，接通直流电源开始电解，观察现象。
氢氧燃料电池装置示意图
（人教版2020版化学选修1第119页）
通电
2H2O 2H2↑+ O2↑
实验步骤
电解水
阳极 阴极
两极产生气泡，阴极附近溶液变红
2H2O-4e-=O2↑+4H+
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
总反应：
氢氧燃料电池装置示意图
（人教版2020版化学选修1第119页）
1.电解水
实验步骤
2.制作一个氢氧燃料电池
主要操作：
当上述电解过程进行1-2min后，打开K1，断开直流电源。将两根石墨棒用导线分别与电流表相连，闭合K2，观察现象。
氢氧燃料电池装置示意图
（人教版2020版化学选修1第119页）
实验步骤
2.制作一个氢氧燃料电池
氢氧燃料电池
正极 负极
电流表指针偏转
O2+4e-+2H2O=4OH-
H2-2e-=2H+
2H2+O2=2H2O
总反应：
氢氧燃料电池装置示意图
（人教版2020版化学选修1第119页）
问题和讨论
列表比较电解水的原理和氢氧燃料电池的工作原理。
通电
2H2O 2H2↑+ O2↑
电解水
阳极 阴极
两极产生气泡，阴极附近溶液变红
2H2O-4e-=O2↑+4H+
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
总反应：
氢氧燃料电池
正极 负极
电流表指针偏转
O2+4e-+2H2O=4OH-
H2-2e-=2H+
2H2+O2=2H2O
总反应：
课堂延伸——制作金属燃料电池
金属燃料电池以活泼金属为负极，空气中的氧气在正极放电，所以也称为金属-空气电池。它以原材料丰富、能量密度高、轻便、安全可靠、环保、价格低廉等优点被称为21世纪最具开发前景的绿色能源之一。
课堂延伸——制作金属燃料电池
请以下列装置和药品设计制作一个Zn-空气燃料电池：
铜片
滤纸
锌片
鳄鱼夹
塑料棒
铜片
滤纸
锌片
铜片
药品： 1mol·L-1的Na2SO4溶液、活性炭
装置：
课堂收获
1 理解了燃料电池的工作原理
2 学会了设计和制作一个氢氧燃料电池
3 学会了设计和制作一个Zn-空气燃料电池