第四章 第1节　第24课时　燃料电池（课件 学案）高中化学 人教版（2019）选择性必修1

第24课时　燃料电池 学习目标 知识网络 1. 了解燃料电池的应用，体会研制新型电池的重要性。2. 会熟练书写燃料电池的电极反应式。 判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 (1) 氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中的负极反应式为H2－2e－===2H＋ (　　) (2) 氢氧燃料电池的负极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－(　　) (3) 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023(　　) (4) 将含有Cr2O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上将Cr2O转化为Cr3＋，其电极反应式为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O(　　) 氢氧燃料电池 1. 燃料电池 (1) 负极：一般是氢气、天然气、甲醇、乙醇等有机物作为燃料(失电子)。 (2) 正极：是氧气或空气(得电子)。 (3) 分类：电解质一般又分为酸性溶液、碱性溶液两种。 (4) 酸性环境下，电池总反应与燃料在氧气中燃烧的化学方程式一致。 2. 氢氧燃料电池 氢气在负极失电子，氧气在正极得电子。 (1) 酸性氢氧燃料电池，电极反应式由H＋平衡电荷。 电池总反应：2H2＋O2===2H2O (2) 碱性氢氧燃料电池，电极反应式由OH－ 平衡电荷。 电池总反应：2H2＋O2===2H2O 有机物(以甲烷为例)燃料电池 1. 解题要点 首先明确燃料是在负极发生氧化反应的物质；其次要看清电解质溶液是酸性环境还是碱性环境。若是酸性环境，则氧化产物为CO2；若是碱性环境，则氧化产物为CO。 2. 电极反应式的书写 (1) 在酸性电池中，电极反应式用H＋平衡电荷，不能出现OH－。负极生成H＋，正极消耗H＋。 以CH4燃料电池为例(电解液为H2SO4溶液)，写出电极反应式。 负极：_____。 正极：_____。 电池总反应：_____。 (2) 在碱性电池中，电极反应式用OH－平衡电荷，不能出现H＋。负极消耗OH－，正极生成OH－。 以CH4燃料电池为例(电解液为KOH溶液)，写出电极反应式。 负极：_____。 正极：_____。 电池总反应：_____。 (3) 在熔融碳酸盐燃料电池中，电极反应式用CO平衡电荷。 负极：燃料失去电子，生成CO2。 正极：氧气得到电子，生成CO。 以甲烷为例，写出电极反应式。 负极：_____。 正极：_____。 微生物燃料电池 微生物(或酶)电池是指在微生物的作用下(类似催化作用)，将化学能转化为电能的装置，其　　　 工作原理如图所示： 1. 微生物有利于有机物的氧化反应，促进反应中电子的转移。 2. 有机物在负极失去电子，负极反应中有CO2生成，同时产生了H＋(如葡萄糖在负极反应：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋)，H＋通过质子交换膜从负极区移向正极区，正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 离子交换膜的类型 种类 允许通过的离子及移动方向 阳离子交换膜 阳离子：移向原电池的正极 阴离子交换膜 阴离子：移向原电池的负极 质子交换膜(属于阳离子交换膜) 质子(H＋)：移向原电池的正极 类型1　乙醇燃料电池(不同电解质环境) 　写出下列燃料电池的电极反应式。 (1) 碱性乙醇燃料电池： 负极：_____。 正极：_____。 (2) 酸性乙醇燃料电池： 负极：_____。 正极：_____。 类型2　甲醇、二甲醚燃料电池 　(1) 甲醇燃料电池(简称DMFC)结构简单、能量转化率高、对环境无污染，工作原理如图所示。 a电极是原电池的_____(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_____ _____。 (2) 二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理如图所示(a、b电极均为多孔性的Pt电极)。 b电极是_____(填“正”或“负”)极，a电极上的电极反应式为_____ _____。 类型3　微生物燃料电池 　(2025·惠州市第一中学)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电 能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A. a极为正极，b极为负极 B. 电子从b极流出，经外电路流向a极 C. HS－转化为SO的反应为HS－＋4H ... ...