第4章 实验活动5 制作简单的燃料电池-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版）

本高中化学讲义聚焦燃料电池工作原理这一核心知识点，通过电解水制备氢气和氧气后组装氢氧燃料电池的实验，系统梳理电解（电能转化为化学能）与燃料电池（化学能转化为电能）的能量转化及电极反应原理，搭建电化学知识的学习支架。 该资料以“电解-转化-发电”连贯实验为特色，通过U形管电解观察气泡与酚酞变色、连接电流表验证电流等操作，培养学生科学探究与实践能力，结合电解与燃料电池原理对比表格，提升科学思维中的证据推理能力。课中助力教师直观演示电化学过程，课后问题及答案帮助学生巩固物质变化与能量转化的化学观念，查漏补缺。

实验活动5　制作简单的燃料电池 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。 1．仪器：U形管、石墨棒(石墨棒使用前应该经过烘干活化处理)、3～6 V的直流电源、鳄鱼夹、导线和开关、电流表(或发光二极管、音乐盒等)。　 2．试剂：1 mol·L-1 Na2SO4溶液、酚酞溶液。 电解水→制作一个氢氧燃料电池。 实验操作 实验现象 (1)在U形管中注入1 mol·L-1 Na2SO4溶液，然后向其中滴加1～2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。闭合K1，接通直流电源开始电解 两极均有气泡产生，连接电源负极的石墨棒附近溶液逐渐变为红色 (2)当上述电解过程进行1～2 min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(或发光二极管、音乐盒等)相连，闭合K2 电流表指针发生偏转(或二极管发光、音乐盒发出乐音等) 1．电解水时，选用硫酸钠溶液而不用蒸馏水，为什么？ 答案：硫酸钠溶液的导电性好，电解效率高。 2．用惰性电极电解硫酸钠溶液时，为何实质上是电解水？ 答案：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－＞SO，OH－在阳极失电子生成O2，故实质上是电解水。 3．列表比较氢氧燃料电池的工作原理和电解水的原理。 答案：在氢氧燃料电池中，电解质溶液可以呈酸性，也可以呈碱性。在电解水时，为增强导电性，常在水中滴加几滴稀硫酸或NaOH溶液等电解质溶液。 电化学反应 氢氧燃料电池 (电解质溶液呈酸性) 电解水(向水中 滴加几滴稀硫酸) 氧化反应 负极：H2－2e－=== 2H＋ 阳极：2H2O－4e－ ===O2↑＋4H＋ 还原反应 正极：O2＋4e－ ＋4H＋===2H2O 阴极：2H2O＋2e－ ===H2↑＋2OH－ 能量转化 化学能转化为电能 电能转化为化学能 学科网（北京）股份有限公司 $