归纳与整理特级教师教学实录

燃料电池教学设计

一、电极反应书写常见错误举例及错因分析

1.完成甲烷—硫酸构成的燃料电池的电极反应

1正极：2O2+8e- +4H+=4OH-

2正极：O2+8e- =O2-

3正极：2O2+8e- +4H2O=8OH-

4负极：CH4-8e- +2OH- =CO2+6H2O

5正极：CH4-8e- +3OH- =CO32-+7H+

错因分析：在硫酸溶液显酸性，其中有很多H+,那么OH-、O2-、

CO32-就不能存在的因此书写电极反应就应关注溶液的酸性;24中还存在质量不守恒电、荷不守恒的问题;5中CO32-与7H+本来就不能共存的，且没有区分开正、负极

2.完成甲烷—氢氧化钠燃料构成的燃料电池的电极反应

1正极：O2+8e- +H2O=8OH-

2正极：O2+8e- +H+=H2O

3负极：CH4-8e- +OH- =CO2+6H2O

错因分析：在氢氧化钠溶液显碱性，其中有很多OH-+ ，那么H+、O2-、

CO2就不能存在的因此书写电极反应就应关注溶液的碱性;1中还存在质量不守恒、23同时存在质量、电荷不守恒的问题。

二、解题程序介绍

例：完成甲醛——氢氧化钠燃料电池的电极反应

1.纯氧化还原反应角度分析：

0 +4

HCHO + O2 →

CO2 + H2O

氧化反应：HCHO-6e→CO2+H+

还原反应：O2+4e-→2O2-

(暂不考虑电解质的作用、也不必配平只考虑价态变化和得失电子)

2.将负、正极与氧化还原、反应对应起来置换

1理解好原电池的原理熟记下表关系

两极

正极

负极

反应

还原反应

氧化反应

电子得失

得电子

失电子

电子流向

电子流入

电子流出

化合价变化

降低

升高

2借助干电池的正负极建立上述对应关系

负极(氧化反应)：HCHO-6e→CO2+H+

正极(还原反应)：O2+4e-→2O2-

3.检查修正电极反应：

第一步：分析电解质溶液成分看有哪一些粒子能和上面的电极反应式中的微粒结合

2-

NaOH溶液中主要有OH-、H2O、Na+，上述微粒中CO2、H+ 、O2-依次能和OH-、OH-、H2O结合成CO3 、H2O、

H2O

负极：HCHO-6e-+ OH-→CO32-+ H2O

正极：O2+4e-+ H2O→2OH-

第二步:检查电荷是否守恒

负极：HCHO-6e-+8OH-→CO32-+H2O 正极：O2+4e-+ H2O→4OH- 第三步:检查质量是否守恒

负极：HCHO-6e-+8OH-→CO3+5H2O 正极：O2+4e-+ 2H2O→4OH- 三、教学前瞻性设计

由于本部分知识和氧化还原反应、离子反应有着不可分割的联系所以在进行前两部分教学和习题讲评时就应有意识地进行教学铺垫比如：分析氧化还原反应时将它分为氧化反应部分，还原反应部分;在进行离子方程式教学时进行电荷守恒训练，尤其是对氧化还原型离子方程进行分析时就可结合二都进行强化

四、习题迁移训练

15.(05广东)一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料说法正确的是() A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极

B. 电池的总反应是：2C4H10 + 13O2 →

8CO2 + 10H2O C. 通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e- = 2O2- D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e- + 13O2 = 4CO2 + 5H2O

答案：BC提示：1、电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2-即电解质混合物中的阴离子就是O2-阳离子就是金属离子;2、O2+4e-→2O2-;C4H10只能失电子的