高二化學(xué) 選擇性必修1 實(shí)驗(yàn)活動(dòng)5 制作簡(jiǎn)單的燃料電池 學(xué)案設(shè)計(jì)

1、第四章 實(shí)驗(yàn)活動(dòng)5 制作簡(jiǎn)單的燃料電池學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解燃料電池的工作原理；2.設(shè)計(jì)和制作一個(gè)氫氧燃料電池?！緦W(xué)習(xí)過程】實(shí)驗(yàn)原理：電解水的電極反應(yīng)式陰極： 陽(yáng)極： 燃料電池的電極反應(yīng)式正極： 負(fù)極： 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)用品：儀器： 藥品： 實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論：1.電解水。在U形管中注入1 molL1 Na2SO4溶液，然后向其中滴加12滴酚酞溶液。在U形管的兩邊分別插入一根石墨棒，并用鱷魚夾、導(dǎo)線連接電源。閉合K1，接通直流電源開始電解，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)分析：【微思考1】用惰性電極電解硫酸鈉溶液時(shí)，為何實(shí)質(zhì)上是電解水?【微思考2】電解水時(shí)，為什么選用硫酸鈉溶液而不用蒸餾水?2制作一

2、個(gè)氫氧燃料電池。當(dāng)上述電解過程進(jìn)行12 min后，打開K1，斷開直流電源。將兩根石墨棒用導(dǎo)線分別與電流表(或發(fā)光二極管、音樂盒等)相連，閉合K2，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)分析：?jiǎn)栴}與討論列表比較氫氧燃料電池的工作原理和電解水的原理。氫氧燃料電池電解水能量裝置電極反應(yīng)式電子流向離子流向反應(yīng)類型課外延伸為什么燃料電池的供電量易于調(diào)節(jié)？ 為什么它不需要很長(zhǎng)的充電時(shí)間？ 信息搜索：同學(xué)們能否通過網(wǎng)絡(luò)、 書籍等渠道，調(diào)查了解燃料電池的性能、構(gòu)成、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍及發(fā)展歷史，并結(jié)合燃料電池的發(fā)展前景，談?wù)勀銓?duì)研發(fā)新型電池意義的理解 ?！緦W(xué)習(xí)效果】一、單項(xiàng)選擇題I1鋰水電池是一種可用于魚雷和潛艇的貯備電池。該

3、電池的電極材料是Li和鋼板，電解質(zhì)為L(zhǎng)iOH，使用時(shí)加水即可工作。下列有關(guān)該電池的說法正確的是ALi為負(fù)極，電池工作時(shí)，Li電極生成 B鋼板為正極，水在該電極被氧化C放電時(shí)，水中的向正極移動(dòng) D電池工作時(shí)，水只起到溶劑作用，溶解電解質(zhì)2下列說法不正確的是A一次電池要回收利用防止污染 B鉛蓄電池是一次電池C二次電池又叫蓄電池，它放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生D燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，活性物質(zhì)由外界加入，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷供電3如圖為一種微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖，關(guān)于該電池?cái)⑹稣_的是（ ）A放電過程中，H+從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)B正極每消耗1mol MnO2有2molOH-遷移至負(fù)極C微生物所在電極

4、區(qū)放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)D左邊電極反應(yīng)式為：MnO2+4H+2e=Mn2+2H2O4科技工作者利用催化劑和電化學(xué)原理還原，使其轉(zhuǎn)化為可被利用的燃料。如圖所示裝置就可以將轉(zhuǎn)化為燃料CO。下列有關(guān)判斷正確的是A該裝置的電化學(xué)原理為電解原理，M電極發(fā)生氧化反應(yīng)B該裝置工作時(shí)，N電極的電極反應(yīng)為C質(zhì)子由N電極區(qū)通過質(zhì)子交換膜移向M電極區(qū)D外電路中流過10mol電子，理論上可收集70g燃料5以Fe3O4/Pd為催化材料，利用電化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)用H2消除酸性廢水中的目的，其反應(yīng)過程如圖3所示已知Fe3O4中Fe元素化合價(jià)為+2、+3價(jià)，分別表示為Fe()、Fe()。下列說法錯(cuò)誤的是AFe()與Fe()的相互轉(zhuǎn)化起

5、傳遞電子的作用B處理的電極反應(yīng)式為2+6e-+4H2O=N2+8OH-C用該法處理后，水體的pH升高D消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L H2，理論上可處理含4.6 mgL-1的廢水2m36燃料電池是燃料（如、等）跟氧氣（或空氣）起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。下列關(guān)于甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液）的說法正確的是（ ）A正極反應(yīng)式：B負(fù)極反應(yīng)式：C隨著放電的進(jìn)行，溶液中不變D放電時(shí)溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)7燃料電池是目前電池研究的熱點(diǎn)之一?，F(xiàn)有某課外小組自制的氫氧燃料電池，如圖所示，a、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是Aa電極是負(fù)極，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)Bb極反應(yīng)是O2+4OH-4e-=4H2

6、OC總反應(yīng)方程式為2H2+O2=2H2OD使用過程中電解質(zhì)溶液的pH逐漸減小二、單項(xiàng)選擇題II8一種雙室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中酸性污水中含有的有機(jī)物用表示。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是（ ）A正極的電極反應(yīng)為B電池的總反應(yīng)為C該交換膜可選用質(zhì)子交換膜D若將溶液改為，當(dāng)有參與反應(yīng)時(shí)，理論上轉(zhuǎn)移電子9電解一定量的硫酸銅溶液的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，電解的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2所示，橫軸表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱軸表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。則下列說法正確的是A開始時(shí)b電極上有紅色物質(zhì)析出，而后有氣泡產(chǎn)生Ba電極上的電子經(jīng)溶液流向b電極再流入直流電源C在PQ段，產(chǎn)生的和的體積之比為1：2D從開始到Q點(diǎn)，裝置中產(chǎn)生的氣體中有0.1mol三、非選擇題10.如圖所示為氫氧燃料電池的原理示意圖，回答下列問題：(1)下列敘述不正確的是_(填標(biāo)號(hào))。Aa電極是負(fù)極Bb電極的電極反應(yīng)式為4OH-4e=O2+2H2OC氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種