實驗活動5：制作簡單的燃料電池教學目標1.理解燃料電池的工作原理；2.設計和制作一個氫氧燃料電池。教學重點：1.燃料電池的工作原理；2.燃料電池的設計。教學難點：氫氧燃料電池的設計教學過程【知識回顧】燃料電池的定義及工作原理燃料電池是一種連續(xù)的將燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能的化學電源。燃料電池可連續(xù)的將氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能。電極本身不包含活性物質，不參與氧化還原反應。工作時，燃料和氧化劑連續(xù)的由外部供給，并在電極上不斷地進行反應，生成物不斷的被排出，于是就可以連續(xù)不斷地提供電能?！緦嶒炦^程】1、電解水在U形管中注入1mol·L－1Na2SO4溶液，然后向其中滴加1～2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。閉合開關，接通直流電源開始電解，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：實驗分析：2、制作一個氫氧燃料電池。當上述電解過程進行1～2min后，打開開關，斷開直流電源。將兩根石墨棒用導線分別與發(fā)光二極管相連，閉合開關，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：實驗分析：【思考與討論】1、用惰性電極電解硫酸鈉溶液時，為何實質上是電解水？答：用惰性電極電解硫酸鈉溶液時，陽離子放電順序為H+>Na+，H+在陰極得電子生成氫氣，而陰離子放電順序為OH->SO42-，OH-在陽極上失電子生成O2，故實際是水的電解。2、用石墨電極電解硫酸鈉溶液時，滴加酚酞有何現(xiàn)象？答：用石墨電極電解硫酸鈉溶液時，陰極是水電離出的H+放電生成氫氣，電極附近剩余OH-，陰極溶液呈堿性，使酚酞變紅。3、本實驗開始時電解水，為什么不直接電解蒸餾水而是電解1mol·L-1Na2SO4溶液？答：蒸餾水中離子濃度極小，導電能力很差，電解產生氣體的速率極小；使用1mol·L-1Na2SO4溶液，增大溶液中離子的濃度以增強溶液的導電性，并且Na+和SO42-均不參與電極反應，實質還是電解水。4、本實驗可使用哪些溶液代替Na2SO4溶液實現(xiàn)電解水?答：用惰性電極電解強堿溶液(如NaOH溶液)、無機含氧酸溶液(如稀硫酸)、活潑金屬的含氧酸鹽溶液(如KNO3溶液)等，其本質都是電解水?！倦S堂檢測】一種甲醇燃料電池采用鉑或碳化鎢作電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}：已知：電池放電時發(fā)生反應的化學方程式為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。(1)該電池的正極上發(fā)生的電極反應是；負極上發(fā)生的電極反應是。

(2)電解液中的H+向(填“正”或“負”，下同)極移動；向外電路釋放電子的電極是極。

(3)與直接燃燒燃料產生電力相比，使用燃料電池產生電力有更多的優(yōu)點，其中主要有兩點：一是燃料電池的能量轉化效率高，二是。【拓展視野】燃料電池是繼水利發(fā)電，熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術。燃料電池用途廣泛，既可應用于軍事、空間、發(fā)電廠領域，也可應用于機動車、移動設備、居民家庭等領域。早期燃料電池發(fā)展焦點集中在軍事空間等專業(yè)應用以及千瓦級以上分散式發(fā)電上。電動車領域成為燃料電池應用的主要方向，市場已有多種采用燃料電池發(fā)電的自動車出現(xiàn)。燃料電池的種類有很多種，但目前應用在汽車領域的多數(shù)為質子交換膜燃料電池。由于90年代質子交換膜燃料電池在技術上獲得了突破，奔馳于1994年生產了第一代燃料電池汽車，此后眾多汽車廠家紛紛投入了燃料電池汽車的研發(fā)中。質子交換膜燃料電池發(fā)電效率高、輸出比功率高、使用壽命長、噪音低等特點讓其運用在汽車領域奠定了基礎。2022年3月23日，國家發(fā)改委發(fā)布氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃