4.1.3化学电源（燃料电池） 导学案 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

课题：第四章 化学反应与电能 第一节原电池 第3课时 化学电源（燃料电池） 班级_______ 姓名________ 审核________ 审批________ 学习目标 核心导学 1.通过对燃料电池的分析，建立燃料电池过程系统认识的思维模型，提高对燃料电池本质的认识。 重点：燃料电池正负极的判断及电极反应的书写 难点：燃料电池电极反应的书写 五种教学方法 情景式教学 迁移式教学 问题式教学 实践式教学 整合式教学 1． 燃料电池 燃料电池是一种 将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。电极的负极反应物一定是 ，正极反应物为 。 2．氢氧燃料电池是一种清洁高效的燃料电池 (1)基本构造 (2)工作原理 酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH) 负极反应 正极反应 总反应 2H2＋O2===2H2O 【问题1】燃料电池的电解质溶液为什么一般不用纯水？ 【问题2】如何分析燃料电池电极反应的书写？ 【问题3】请写出O2在以下环境中的电极反应。 酸性： 碱性： 固态氧环境： 熔融碳酸盐： 【问题4】请写出CH4在以下环境中的电极反应。 酸性： 碱性： 【问题5】请写出C2H5OH在以下环境中的电极反应。 酸性： 碱性： 【问题5】熔融盐燃料电池可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极燃气，写出有关的电池反应。 1．请写出CH3OCH3（二甲醚）在以下环境中的电极反应。 酸性： 碱性： 2．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子 B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O C．电池工作时，CO向电极B移动 D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO 3．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是(　　) A．有O2参加反应的电极a为电池的负极 B．电极b的电极反应式为H2＋2e－＋O2－===H2O C．电极a的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O 4．甲醇燃料电池具有容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是(　　) A．Y极为电池的负极 B．X极的电极反应式：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ C．若常温下用该电池电解100 mL KCl溶液至pH＝12时，向质子交换膜迁移的A为0.01 mol D．空气以20%为氧气计算，X极每消耗1 mol甲醇，Y极必消耗168 L空气中的氧气 5．原电池是化学对人类的一项重大贡献。 (1)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： ①电池的负极是________(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为___________________。 ②电池工作一段时间后电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视。可用碳酸锂和碳酸钠的熔融盐混合物作电解质，一氧化碳为负极燃气，空气与二氧化碳的混合气为正极助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，其负极反应式