實驗活動5：制作簡單的燃料電池教學目標1.理解燃料電池的工作原理；2.設計和制作一個氫氧燃料電池。教學重點：1.燃料電池的工作原理；2.燃料電池的設計。教學難點：氫氧燃料電池的設計教學過程【知識回顧】燃料電池的定義及工作原理燃料電池是一種連續的將燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能的化學電源。燃料電池可連續的將氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能。電極本身不包含活性物質，不參與氧化還原反應。工作時，燃料和氧化劑連續的由外部供給，并在電極上不斷地進行反應，生成物不斷的被排出，于是就可以連續不斷地提供電能。【實驗過程】1、電解水在U形管中注入1mol·L－1Na2SO4溶液，然后向其中滴加1～2滴酚酞溶液。在U形管的兩邊分別插入一根石墨棒，并用鱷魚夾、導線連接電源。閉合開關，接通直流電源開始電解，觀察現象。實驗現象：實驗分析：2、制作一個氫氧燃料電池。當上述電解過程進行1～2min后，打開開關，斷開直流電源。將兩根石墨棒用導線分別與發光二極管相連，閉合開關，觀察現象。實驗現象：實驗分析：【思考與討論】1、用惰性電極電解硫酸鈉溶液時，為何實質上是電解水？答：用惰性電極電解硫酸鈉溶液時，陽離子放電順序為H+>Na+，H+在陰極得電子生成氫氣，而陰離子放電順序為OH->SO42-，OH-在陽極上失電子生成O2，故實際是水的電解。2、用石墨電極電解硫酸鈉溶液時，滴加酚酞有何現象？答：用石墨電極電解硫酸鈉溶液時，陰極是水電離出的H+放電生成氫氣，電極附近剩余OH-，陰極溶液呈堿性，使酚酞變紅。3、本實驗開始時電解水，為什么不直接電解蒸餾水而是電解1mol·L-1Na2SO4溶液？答：蒸餾水中離子濃度極小，導電能力很差，電解產生氣體的速率極小；使用1mol·L-1Na2SO4溶液，增大溶液中離子的濃度以增強溶液的導電性，并且Na+和SO42-均不參與電極反應，實質還是電解水。4、本實驗可使用哪些溶液代替Na2SO4溶液實現電解水?答：用惰性電極電解強堿溶液(如NaOH溶液)、無機含氧酸溶液(如稀硫酸)、活潑金屬的含氧酸鹽溶液(如KNO3溶液)等，其本質都是電解水。【隨堂檢測】一種甲醇燃料電池采用鉑或碳化鎢作電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣。回答下列問題：已知：電池放電時發生反應的化學方程式為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。(1)該電池的正極上發生的電極反應是；負極上發生的電極反應是。

(2)電解液中的H+向(填“正”或“負”，下同)極移動；向外電路釋放電子的電極是極。

(3)與直接燃燒燃料產生電力相比，使用燃料電池產生電力有更多的優點，其中主要有兩點：一是燃料電池的能量轉化效率高，二是。【拓展視野】燃料電池是繼水利發電，熱能發電和原子能發電之后的第四種發電技術。燃料電池用途廣泛，既可應用于軍事、空間、發電廠領域，也可應用于機動車、移動設備、居民家庭等領域。早期燃料電池發展焦點集中在軍事空間等專業應用以及千瓦級以上分散式發電上。電動車領域成為燃料電池應用的主要方向，市場已有多種采用燃料電池發電的自動車出現。燃料電池的種類有很多種，但目前應用在汽車領域的多數為質子交換膜燃料電池。由于90年代質子交換膜燃料電池在技術上獲得了突破，奔馳于1994年生產了第一代燃料電池汽車，此后眾多汽車廠家紛紛投入了燃料電池汽車的研發中。質子交換膜燃料電池發電效率高、輸出比功率高、使用壽命長、噪音低等特點讓其運用在汽車領域奠定了基礎。2022年3月23日，國家發改委發布氫能產業發展中長期規劃