人教版（2019）高中化学 选择性必修一 第四章　实验活动5　制作简单的燃料电池 导学课件（10张ppt）

实验活动5　制作简单的燃料电池
原理梳理
实验探究
实验反思
随堂检测
用惰性电极电解水的原理为:　　　　　　　　　　　　　,氢氧燃料电池工作原理为:　　　　　　　　　　　　　　　。?
2H2+O2==2H2O
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1.【思考与讨论】
(1)用惰性电极电解硫酸钠溶液时,为何实质上是电解水?
(2)用石墨电极电解硫酸钠溶液时,滴加酚酞有何现象?





2.完成教材第119页【实验步骤】中的实验内容,熟悉制作简单燃料电池的方法。
提示:(1)用惰性电极电解硫酸钠溶液时,阳离子放电顺序为H+>Na+,H+在阴极得电子生成氢气,而阴离子放电顺序为OH->S ,OH-在阳极上失电子生成O2,故实际是水的电解。
(2)用石墨电极电解硫酸钠溶液时,阴极是水电离出的H+放电生成氢气,电极附近剩余OH-,阴极溶液呈碱性,使酚酞变红。
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1.实验注意事项:
电解水时,选用硫酸钠溶液而不用蒸馏水,原因是硫酸钠溶液的导电性好,电解效率高。
2.【微思考】氢氧燃料电池的优点有哪些?
提示:氢氧燃料电池放电容量大,且产物是水,无污染。
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A.电池工作过程中,溶液的pH逐渐减小
B.正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2∶7
C.通入乙烷的电极为正极
D.电解质溶液中的OH-向正极移动
答案:A　
解析:电池总反应为2C2H6+7O2+8OH-==4C +10H2O,故电池工作过程中,溶液的pH逐渐减小,A项正确;正、负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2,B项错误;通入乙烷的电极为负极,C项错误;电解质溶液中的OH-向负极移动,D项错误。
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2.瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是(　　)
A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b流向电极a
B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b
C.电极a的电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D.当固体电解质中有1 mol O2-通过时,转移4 mol电子
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答案:C　
解析:电子不能在电池内电路流动,只能在外电路中流动,A错误;电极b中氧气得电子,生成O2-,故O2-由正极(电极b)流向负极(电极a),B错误;甲烷所在的电极a为负极,电极反应为CH4+4O2--8e-==CO2+2H2O,C正确;1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2-,故当固体电解质中有1 mol O2-通过时,转移2 mol电子,D错误。
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3.一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作电极催化剂,在稀硫酸电解液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:
已知:电池放电时发生反应的化学方程式为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。
(1)该电池的正极上发生的电极反应是　　　　　　　　;负极上发生的反应电极是　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)电解液中的H+向　　　　　　　　(填“正”或“负”,下同)极移动;向外电路释放电子的电极是　　　　　　　　极。?
(3)与直接燃烧燃料产生电力相比,使用燃料电池产生电力有更多的优点,其中主要有两点:一是燃料电池的能量转化效率高,二是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
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答案:(1)O2+4H++4e-==2H2O CH3OH+H2O-6e-==CO2↑+6H+　(2)正　负　(3)减少空气污染
解析:(1)书写电极反应式时要注意电解质溶液的酸碱性。(3)燃料电池除了能量转化效率高外,还能减少空气污染。