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1、2019-2020年高中化学4.2化学电源(第2课时)导学案新人教版选修4【学习目标】1、认识常见的燃料电池2、掌握燃料电池正负极的判断3、学会燃料电池电极反应式及总反应式的书写。【学习重点】燃料电池电极反应式及总反应式的书写。【学习难点】燃料电池电极反应式及总反应式的书写。【自主学习】四、燃料电池1.氢氧燃料电池总反应化学反应方程式:2H2+O2=2H2O,正、负极材料是:(1)使用酸性电解质负极反应式:;正极反应式:。(2)使用碱性电解质负极反应式:;正极反应式:。2.燃料电池的燃料除氢气外,还有、、、、氨等气体或液体。3.燃料电池与前几种电池的比较的优势:
2、①氧化剂与还原剂在工作时不断补充;②反应产物不断排出③能量转化率高(超过80%),普通的只有30%,有利于节约能源。④氢燃料电池等的产物对环境是友好的。【归纳总结】书写电极反应式注意点:1、普通原电池①找出氧化反应和还原反应的物质和电子得失的数目,确定正负极反应的物质;②根据反应物和产物的结构,考虑反应环境(离子共存)写出正负极反应式。③正负极反应式遵守得失电子相等的原则。④总反应的离子方程式是正、负两个极电极反应之和,若能写出某一极反应或已知某一极反应,由总反应减半反应可得另一极反应。⑤检查:质量守恒和电荷守恒。2、燃料电池:抓正极、看环境、得负极①先写正极:
3、正极一般是O2得电子发生还原反应。②看环境:电极产物在电解质溶液的环境中,应能稳定存在,如碱性介质中产物中不能出现的H+,酸性介质中产物中不能出现的OH-。③得负极:用总的离子反应式减去正极反应式即可得到负极反应式。④检查:质量守恒和电荷守恒。【探究】1.若用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中,然后向两极分别通入甲醇(CH3OH)和氧气,发生原电池反应。在负极发生氧化反应的是,其产物最终是 ,正极反应式是 ;总反应式是 负极反应式是 2、甲烷燃料电池是一种新型高效的电池,它采用铂为电极材料,两极上分别通入CH4
4、和O2进行反应,KOH溶液作为电解质。请写出总反应的离子方程式和正、负极反应式。正极:;总反应离子反应方程式:;负极:;【课堂检测】1.(双选)燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是:X极:O2+2H2O+4e-=4OH-;Y极:2H2+4OH---4e-=4H2O下列判断正确的是()A.X是正极B.负极材料是氢气C.电解液可能是硫酸D.Y极发生氧化反应,故是负极2.已知空气--锌电池的电极反应式为:锌:Zn+2OH--2e-====ZnO+H2O,石墨:O2+H2O+2e-====2OH-,据此判断
5、锌片是( )A.负极,并被氧化 B.负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原3.(1)今有反应2H2+O22H2O,要构成燃料电池,则负极通入的应是___________,正极通入的应是_________________,电极反应式分别为__________________________、___________________________________。(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解液,则电极反应式分别为_______________________、________________________。(3)上述(1)和(2)
6、的电解液不同,反应进行后,(1)中溶液pH变_______(填“大”或“小”,下同),(2)中溶液pH变_______。(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解液,则电极反应式分别为_____________________、________________________。4.某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是()A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-C.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2D.H+由a
7、极通过固体酸电解质传递到b极
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