归纳与整理课堂实录【3】

《燃料电池电极反应式的书写》教学设计

【教学设计】

知识目标：

1.熟记正极反应物O2在不同电解质中的电极反应式。

2.让学生知道燃料在负极发生的反应实质，并掌握在不同电解质中的电极反应式的书写规律。

3.能写出常见的一些燃料的电极反应式。

能力目标：

1.熟悉燃料电池正负极电极反应式的书写规律。

2.培养学生直接书写负极电极反应式的技巧。

情感目标：

使学生在高考中遇到有关这类题不再退缩。

【教学重点】

燃料电池正、负极的判断及正极电极反应式的书写规律。

【教学难点】

燃料电池负极电极反应式的书写规律。

【教学过程】

【引入】燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电源。燃料电池相比较其它电池能量转化率高（80%）、无污染等优点。氢氧燃料电池目前已应用于航天、军事通讯、电视中继站等领域

。因此燃料电池也成为高考题中考查的重点。

【过渡】本节课我们的学习目标就是掌握有关燃料电池正、负极的判断及正极电极反应式的书写规律。

【板书】一、正极电极反应的书写规律

（1）电解质为溶液

①

酸性电解质溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O

②

碱性或中性电解质溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

（2）电解质为固体

①

高温下能传导O2－：O2＋4e－===2O2－

②

熔融碳酸盐：O2＋2CO2＋4e－===2CO32-

二、负极电极反应式的书写规律

【讲解】因为时间的原因，用总反应式减去正极电极反应式得负极电极反应式方法不太理想，我们必须掌握直接书写负极电极反应式的方法和技巧。

负极电极反应式的书写：

①

酸性或中性电解质溶液： 燃料 - e－＋ H2O == 燃料相应产物

＋ H+

②

碱性电解质溶液： 燃料 - e－＋ OH- == 燃料相应产物

＋ H2O ③

固体氧化物（高温下能传导O2－）：

燃料 - e－＋ O2－

== 燃料相应产物 ④

熔融碳酸盐：

燃料 - e－＋CO32- == 燃料相应产物

＋CO2 【配平】

标出燃料和其对应产物中变价元素的化合价，根据升高的价数配平失去的电子数；最后依据原子守恒或电荷守恒配平其它物质。

【练习】书写甲烷和氢气的燃料电池的电极反应式。

【当堂训练】

练习1：肼又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电N2H4

池。肼燃料电池原理如右图所示，右边电极

为

（填“正极”、“负极”），左边电极上发生的电极反应式为

。

N2

H2O

A

Pt

－

Pt

OH

O2

H2O

KOH溶液

练习2：

一种新型燃料电池，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。下列对该燃料电池说法正确的是





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：2C4H10＋26e＋13O2＝4CO2＋5H2O

练习3：微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：

①该电池外电路电子的流动方向为

（填写“从A到B”或“从B到A”）。

②工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将

（填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。

③A电极附近甲醇发生的电极反应式为

。

【小结】本节课主要的学习目标是掌握解答燃料电池题型的思路和技巧，尤其要掌握直接书写负极电极反应式的技巧，以便能快速、准确的解决这一类问题。