1、燃料电池的实验探究燃料电池的原理循证和创意应用燃料电池的原理循证和创意应用人教版选修4 化学反应原理 人教版 选修4化学反应原理u 电解质溶液：0.5mol/L Na2SO4溶液u 电极：活性炭颗粒包埋碳棒电极1、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池改进改进实验实验音乐贺卡音乐贺卡2、镁半燃料电池创新、镁半燃料电池创新实验实验（1）模拟两种镁半燃料电池）模拟两种镁半燃料电池（2）外显离子的移动方向）外显离子的移动方向镁条、石墨电极、镁条、石墨电极、培养皿培养皿、环形环形磁铁、导线（带鳄磁铁、导线（带鳄鱼夹）、圆形白纸鱼夹）、圆形白纸。饱和食盐水、酚酞溶液饱和食盐水、酚酞溶液u新电极u新装置u新电器小改进
2、小改进大变化大变化1、氢氧燃料电池实验改进要点、氢氧燃料电池实验改进要点u取材生活化u装置微型化u现象趣味化音乐贺卡音乐贺卡2、镁半燃料电池实验创新要点、镁半燃料电池实验创新要点（1）模拟两种镁半燃料电池）模拟两种镁半燃料电池创新带来挑战创新带来挑战（2）外显离子的移动方向）外显离子的移动方向u跨学科整合u微观变宏观u简便且易行磁铁磁铁小风扇（工作电压低）小风扇（工作电压低）活性炭颗粒包埋碳棒电极活性炭颗粒包埋碳棒电极三颈烧瓶三颈烧瓶+长玻璃管长玻璃管36V0.5mol/L Na2SO4溶液苏教版苏教版化学化学2 用电器：用电器：发光二极管发光二极管 电极：电极：多孔碳棒电极多孔碳棒电极 装置
3、：装置：烧烧 杯杯改改进进1、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池改进改进实验实验12V电压下，电解30s电解质溶液：2mol/L Na2SO4溶液 （中性溶液）优化实验条件优化实验条件0.5mol/L Na2SO4溶液改进改进uMg-海水溶解氧海水溶解氧半燃料半燃料电池电池uMg-H2O2半燃料电池半燃料电池E=2.773VE=4.148V 模拟电解质溶液（海水）：模拟电解质溶液（海水）：琼脂（含饱和食盐水）琼脂（含饱和食盐水）选择音乐贺卡电路：选择音乐贺卡电路：生动有趣生动有趣 确定燃料和确定燃料和氧化剂氧化剂：H2 Mg O2或或H2O2 设计电池装置：设计电池装置：简便易得简便易得创创新新音乐贺
4、卡音乐贺卡2、镁半燃料电池、镁半燃料电池创新创新实验实验（1）模拟两种镁半燃料电池）模拟两种镁半燃料电池负极（负极（Mg）:Mg2e-=Mg2+正极（正极（C）:O2+2H2O+4e-=4OH-（2）外显离子的移动方向）外显离子的移动方向 将微观粒子移动转化为宏观现象将微观粒子移动转化为宏观现象 发展跨学科整合的思维方式发展跨学科整合的思维方式uMg-海水溶解氧海水溶解氧半燃料半燃料电池电池 设计精巧实验装置，易于操作设计精巧实验装置，易于操作 .正极正极C负极负极MgIIII 正极 OH-OH-OH-OH-创创新新磁铁磁铁无磁铁无磁铁2.了解燃料电池的工作原理，能用“宏观一微观一符号”三重表
5、征燃料电池的反应。通过实验探究燃料电池原理，学习基于证据来分析推理得出结论的方法。3.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。1.改进实验探究氢氧燃料电池探究氢氧燃料电池探究镁半燃料电池探究镁半燃料电池创新实验 环节环节1创设情境创设情境引入新课引入新课环节环节4学以致用学以致用拓展认识拓展认识环节环节3探究镁半探究镁半燃料电池燃料电池音乐贺卡音乐贺卡环节环节2探究氢氧探究氢氧燃料电池燃料电池问题问题1：你知道航天器中太阳能帆板的作用吗？你知道航天器中太阳能帆板的作用吗？问题问题2：当夜晚时分或是航天器绕到了太阳光照射不到的当夜晚时分或是航天器绕到了太阳光照射不到的 阴影区时，电能从何
6、而来呢？阴影区时，电能从何而来呢？创设情境引入新课创设情境引入新课环节环节1问题问题1：小风扇为什么会转动起来？：小风扇为什么会转动起来？问题问题2：电池工作时，是否就是：电池工作时，是否就是H2和和O2在放电？在放电？如何设计实验方案来证明？如何设计实验方案来证明？探究氢氧燃料电池探究氢氧燃料电池环节环节2电解水电解水氢氧燃料电池氢氧燃料电池uMg-海水溶解氧海水溶解氧半燃料半燃料电池电池uMg-H2O2半燃料电池半燃料电池问题问题1：分别利用这两种半燃料电池给音乐贺卡供电，为何现象不同？：分别利用这两种半燃料电池给音乐贺卡供电，为何现象不同？问题问题2：镁半燃料电池中微观粒子的运动方向是怎
7、样的呢？：镁半燃料电池中微观粒子的运动方向是怎样的呢？探究镁半燃料电池探究镁半燃料电池环节环节3磁铁磁铁 燃料电池不仅能在国防、科技等领域大显身手，在其他燃料电池不仅能在国防、科技等领域大显身手，在其他领域也发挥着重要作用。领域也发挥着重要作用。学以致用拓展认识学以致用拓展认识环节环节4u实验器材易得、操作简单、节时高效u实验现象生动有趣，兼具科学性和趣味性u宏微结合，深化理解电化学反应的原理u融合多学科知识，提高学生的科学素养 提出一个机理来解释一种现象并不困难，困难的是如何以实验证明这是正确的，而且是唯一正确的机理。在未达到这种地步之时，我们对于任何理论都应当持保留态度。只有如此，才是实事求是的科学精神。傅鹰（19021979）中国物理化学家、化学教育家中国物理化学家、化学教育家
