資源簡介

(共13張PPT)
第四章 化學反應與電能
實驗活動5 制作簡單的燃料電池
燃料電池
【實驗用品】
儀器： U形管、石墨棒、3-6V直流電源、鱷魚夾、導線、開關和電流表。
藥品：1mol·L-1Na2SO4溶液、酚酞溶液。
燃料電池
【實驗操作】在U形管中注入1mol·L-1的Na2SO4溶液，然后向其中滴加幾滴酚酞溶液。在U形管的兩邊分別插入一根石墨棒，并用鱷魚夾、導線連接電源。再閉合K1，接通直流電源開始電解，觀察現象。
1.電解水
燃料電池
【實驗操作】當上述電解過程進行1-2min后，打開K1，斷開直流電源。將兩根石墨棒用導線分別與電流表相連，閉合K2，觀察現象。
2.制作一個氫氧燃料電池
燃料電池
燃料電池
1.電解水
通電
2H2O 2H2↑+ O2↑
電解水 陽極 陰極
兩極產生氣泡，陰極附近溶液變紅 2H2O-4e-=O2↑+4H+
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
總反應：
燃料電池
2.制作一個氫氧燃料電池
氫氧燃料電池 正極 負極
電流表指針偏轉 O2+4e-+2H2O=4OH-
H2-2e-=2H+
2H2+O2=2H2O
總反應：
隨堂訓練
1．燃料電池是目前電池研究的熱點之一。現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（ ）
A．a電極是負極，該電極上發生氧化反應
B．b極反應是O2+4OH--4e-=4H2O
C．總反應方程式為2H2+O2=2H2O
D．使用過程中電解質溶液的pH逐漸減小
B
隨堂訓練
2．燃料電池是燃料跟氧氣（或空氣）起反應將化學能轉變為電能的裝置。下列關于甲烷燃料電池（電解質溶液是強堿溶液）的說法正確的是（ ）
A．正極反應式：
B．負極反應式：
C．隨著放電的進行，溶液中C(OH-) 不變
D．放電時溶液中的陽離子向負極移動
A
隨堂訓練
3．科技工作者利用催化劑和電化學原理還原 ，使其轉化為可被利用的燃料。如圖所示裝置就可以將CO2 轉化為燃料CO。下列有關判斷正確的是( )
A．該裝置的電化學原理為電解原理，M電極發生氧化反應
B．該裝置工作時，N電極的電極反應為
C．質子由N電極區通過質子交換膜移向M電極區
D．外電路中流過10mol電子，理論上可收集70g燃料
B
隨堂訓練
4．如圖為一種微生物燃料電池結構示意圖，關于該電池敘述正確的是（ ）
A．放電過程中，H+從正極區移向負極區
B．正極每消耗1mol MnO2有2mol　OH-遷移至負極
C．微生物所在電極區放電時發生還原反應
D．左邊電極反應式為：MnO2+4H++2e﹣=Mn2++2H2O
D
隨堂訓練
5.科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑，美國已計劃將甲醇燃料電池用于軍事。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解質中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣。回答下列問題：
(1)這種電池放電時發生的化學反應方程式：______________________________。
(2)此電池的正極發生的電極反應：________________________________，
負極發生的電極反應：_____________________________。
(3)電解液中H+向______極移動，向外電路釋放電子的電極是___________。
(4)使用該燃料電池的另一個好處是_____________________________。
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
3O2+12H++12e-=6H2O
2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+
正
負極
對環境無污染
謝謝觀看SHUAN Q for watching！

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