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从燃料电池谈电极反应方程式书写的技巧与功能
江苏省如皋中学 佘海红
【学习目标】
知识与技能
1．通过化学能与电能相互转化的探究活动，进一步熟悉原电池、电解池的化学反应原理；
2．熟练掌握电极判断尤其是电极反应方程式的书写；
过程与方法：
1．在解决实际问题的过程中综合运用对比、归纳、总结等教学方法；
2．培养学生知识的迁移能力和多角度思维能力以及应用所学知识解决实际问题的能力；
3．在实验探究与交流活动中，训练学生的思维能力，以及分析处理信息的能力，提升学生的合作与交流的能力；
情感、态度与价值观：
1．让学生深刻领会现象与本质的关系，培养学生的化学微粒观，感受
2、化学世界的
奇妙与和谐；
2．通过进行化学能转化为电能的探究活动，激发学生学习的积极性；
【活动方案】
活动一、从燃料电池出发体会电极反应书写的技巧
图1 磷酸燃料电池（PAFC） 图2 碱性燃料电池（AFC）
图3 固体氧化物燃料电池（SOFC） 图4熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)
⑴已知图1~4为四种典型的燃料电池示意图，仔细分析各自特点并完成相应电极反应方程式；
⑵若将图1~3中的燃料依次改为甲烷、甲醇、二甲醚（CH3－O－CH3），则各电池相应的
3、负极反应方程式为？
⑶通过上述的实战训练，你在书写燃料电池电极反应方程式时有何心得体会？
活动二、常见可充电电池中电极反应的研究
⑴铅蓄电池
铅蓄电池是典型的可充型电池，它的电池总反应式为：
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－2PbSO4＋2H2O。
①写出放电时的电极反应式。
②写出充电时的电极反应式。
⑵LiFePO4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为奥运会绿色能源的新宠。已知电池总反应式为： LiFePO4FePO4+Li
①写出放电时的电极反应式。
②写出充电时的电极反应式。
4、⑶某铅蓄电池在放电一段时间后，需要充电，如右图所示，应如何将电源正负极与A、B连接？
活动三、从具体案例体会熟练电极反应书写的重要性
⑴肼（N2H4）—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20％—30％的KOH溶液。该电池放电时，通入肼的一极为 极，该极的电极反应式是 ，
电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将 （填“增大”、“减小”、“不变”）。
⑵人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料，下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是
A．该过
5、程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强
D．催化剂b表面的反应是CO2 +2H++2e一=HCOOH
⑶镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液
6、的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
【训练反馈】
1．（2014·福建）某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag + Cl2=2 AgCl。
下列说法正确的是
A．正极反应AgCl +e-= Ag+Cl-
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
D．当电路中转移0.01 mol e-时，交换膜左侧溶液中约
减少0.02 mol离子
2．Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。 该电池工
7、作时，下列说法正确的是
A．Mg 电极是该电池的正极
B．溶液中Cl－向正极移动
C．H2O2 在石墨电极上发生氧化反应
D．石墨电极附近溶液的pH 增大
3．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的
基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受
热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4 +
2LiCl + Ca = CaCl2 + Li2SO4 + Pb。下列有关说法正确的是
A．正极反应式：Ca + 2Cl- - 2e- = CaCl2
B．放电过程中，Li+向负极移动
C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7g Pb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
4．（2014·重庆）氢能是最重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。一定条件下，下图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。
①导线中电子转移方向为 。（用A、D表示）
②生成目标产物的电极反应式为 。
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