《燃料電池的實驗探究》說課課件(全國大賽獲獎案例)

燃料電池的實驗探究——燃料電池的原理循證和創(chuàng)意應(yīng)用人教版《選修4化學(xué)反應(yīng)原理》燃料電池的實驗探究人教版《選修4化學(xué)反應(yīng)原理》1

人教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》一、使用教材人教版選修4一、使用教材2二、實驗器材電解質(zhì)溶液：0.5mol/LNa2SO4溶液電極：活性炭顆粒包埋碳棒電極1、氫氧燃料電池改進(jìn)實驗二、實驗器材電解質(zhì)溶液：電極：活性炭顆粒包埋碳棒電極1、氫氧3音樂賀卡2、鎂半燃料電池創(chuàng)新實驗（1）模擬兩種鎂半燃料電池（2）外顯離子的移動方向鎂條、石墨電極、培養(yǎng)皿、環(huán)形磁鐵、導(dǎo)線（帶鱷魚夾）、圓形白紙。飽和食鹽水、酚酞溶液音樂賀卡2、鎂半燃料電池創(chuàng)新實驗（1）模擬兩種鎂半燃料電池（4三、實驗改進(jìn)/創(chuàng)新要點新電極新裝置新電器小改進(jìn)大變化1、氫氧燃料電池實驗改進(jìn)要點三、實驗改進(jìn)/創(chuàng)新要點新電極小改進(jìn)1、氫氧燃料電池實驗改進(jìn)要5取材生活化裝置微型化現(xiàn)象趣味化音樂賀卡2、鎂半燃料電池實驗創(chuàng)新要點（1）模擬兩種鎂半燃料電池創(chuàng)新帶來挑戰(zhàn)（2）外顯離子的移動方向跨學(xué)科整合微觀變宏觀簡便且易行磁鐵取材生活化音樂賀卡2、鎂半燃料電池實驗創(chuàng)新要點（1）模擬兩種6小風(fēng)扇（工作電壓低）活性炭顆粒包埋碳棒電極三頸燒瓶+長玻璃管3~6V0.5mol/LNa2SO4溶液蘇教版《化學(xué)2》用電器：發(fā)光二極管電極：多孔碳棒電極裝置：燒杯四、實驗設(shè)計思路改進(jìn)1、氫氧燃料電池改進(jìn)實驗小風(fēng)扇（工作電壓低）活性炭顆粒包埋碳棒電極三頸燒瓶+長玻璃管712V電壓下，電解30s電解質(zhì)溶液：2mol/LNa2SO4溶液

（中性溶液）優(yōu)化實驗條件0.5mol/LNa2SO4溶液改進(jìn)12V電壓下，電解30s優(yōu)化實驗條件0.5mol/LNa28《燃料電池的實驗探究》說課課件(全國大賽獲獎案例)9Mg-海水溶解氧半燃料電池Mg-H2O2半燃料電池E=2.773VE=4.148V模擬電解質(zhì)溶液（海水）：

瓊脂（含飽和食鹽水）選擇音樂賀卡電路：生動有趣確定燃料和氧化劑：H2

MgO2或H2O2

設(shè)計電池裝置：簡便易得創(chuàng)新音樂賀卡2、鎂半燃料電池創(chuàng)新實驗（1）模擬兩種鎂半燃料電池Mg-海水溶解氧半燃料電池Mg-H2O2半燃料電池E=2.10《燃料電池的實驗探究》說課課件(全國大賽獲獎案例)11負(fù)極（Mg）:Mg?2e-

=Mg2+

正極（C）:O2+2H2O+4e-

=

4OH-

（2）外顯離子的移動方向?qū)⑽⒂^粒子移動轉(zhuǎn)化為宏觀現(xiàn)象發(fā)展跨學(xué)科整合的思維方式Mg-海水溶解氧半燃料電池設(shè)計精巧實驗裝置，易于操作·........................................................................正極C負(fù)極MgIIII正極

OH-OH-OH-OH-創(chuàng)新磁鐵無磁鐵負(fù)極（Mg）:Mg?2e-=Mg2+12《燃料電池的實驗探究》說課課件(全國大賽獲獎案例)132.了解燃料電池的工作原理，能用“宏觀一微觀一符號”三重表征燃料電池的反應(yīng)。

通過實驗探究燃料電池原理，學(xué)習(xí)基于證據(jù)來分析推理得出結(jié)論的方法。

3.認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用。

1.五、實驗教學(xué)目標(biāo)2.了解燃料電池的工作原理，能用“宏觀一微觀一符號”三重表征14六、實驗教學(xué)內(nèi)容改進(jìn)實驗探究氫氧燃料電池探究鎂半燃料電池創(chuàng)新實驗六、實驗教學(xué)內(nèi)容改進(jìn)實驗探究氫氧燃料電池探究鎂半燃料電池創(chuàng)新15七、實驗教學(xué)過程

環(huán)節(jié)1創(chuàng)設(shè)情境引入新課環(huán)節(jié)4學(xué)以致用拓展認(rèn)識環(huán)節(jié)3探究鎂半燃料電池音樂賀卡環(huán)節(jié)2探究氫氧燃料電池七、實驗教學(xué)過程環(huán)節(jié)1環(huán)節(jié)4環(huán)節(jié)3音樂賀卡環(huán)節(jié)216問題1：你知道航天器中太陽能帆板的作用嗎？問題2：當(dāng)夜晚時分或是航天器繞到了太陽光照射不到的陰影區(qū)時，電能從何而來呢？創(chuàng)設(shè)情境引入新課環(huán)節(jié)1問題1：你知道航天器中太陽能帆板的作用嗎？創(chuàng)設(shè)情境引入新課環(huán)17問題1：小風(fēng)扇為什么會轉(zhuǎn)動起來？問題2：電池工作時，是否就是H2和O2在放電？如何設(shè)計實驗方案來證明？探究氫氧燃料電池環(huán)節(jié)2電解水氫氧燃料電池問題1：小風(fēng)扇為什么會轉(zhuǎn)動起來？探究氫氧燃料電池環(huán)節(jié)2電解水18Mg-海水溶解氧半燃料電池Mg-H2O2半燃料電池問題1：分別利用這兩種半燃料電池給音樂賀卡供電，為何現(xiàn)象不同？問題2：鎂半燃料電池中微觀粒子的運動方向是怎樣的呢？探究鎂半燃料電池環(huán)節(jié)3磁鐵Mg-海水溶解氧半燃料電池Mg-H2O2半燃料電池問題1：分19

燃料電池不僅能在國防、科技等領(lǐng)域大顯身手，在其他領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。學(xué)以致用拓展認(rèn)識環(huán)節(jié)4燃料電池不僅能在國防、科技等領(lǐng)域大顯身手，在其他領(lǐng)域20八、實驗效果評價實驗器材易得、操作簡單、節(jié)時高效實驗現(xiàn)象生動有趣，兼具科學(xué)性和趣味性宏微結(jié)合，深化理解電化學(xué)反應(yīng)的原理融合多學(xué)科知識，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)八、實驗效果評價實驗器材易得、操作簡單、節(jié)時高效21

提出一個機(jī)理來解釋一種現(xiàn)象并不困難，困難的是如何以實驗證明這是正確的，而且是唯一正確的機(jī)理。在未達(dá)到這種地步之時，我們對于任何理論都應(yīng)當(dāng)持保留態(tài)度。只有如此，才是實事求是的科學(xué)精神。傅鷹（1902~1979）中國物理化學(xué)家、化學(xué)教育家提出一個機(jī)理來解釋一種現(xiàn)象并不困難，困難的是如何以22燃料電池的實驗探究——燃料電池的原理循證和創(chuàng)意應(yīng)用人教版《選修4化學(xué)反應(yīng)原理》燃料電池的實驗探究人教版《選修4化學(xué)反應(yīng)原理》23

人教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》一、使用教材人教版選修4一、使用教材24二、實驗器材電解質(zhì)溶液：0.5mol/LNa2SO4溶液電極：活性炭顆粒包埋碳棒電極1、氫氧燃料電池改進(jìn)實驗二、實驗器材電解質(zhì)溶液：電極：活性炭顆粒包埋碳棒電極1、氫氧25音樂賀卡2、鎂半燃料電池創(chuàng)新實驗（1）模擬兩種鎂半燃料電池（2）外顯離子的移動方向鎂條、石墨電極、培養(yǎng)皿、環(huán)形磁鐵、導(dǎo)線（帶鱷魚夾）、圓形白紙。飽和食鹽水、酚酞溶液音樂賀卡2、鎂半燃料電池創(chuàng)新實驗（1）模擬兩種鎂半燃料電池（26三、實驗改進(jìn)/創(chuàng)新要點新電極新裝置新電器小改進(jìn)大變化1、氫氧燃料電池實驗改進(jìn)要點三、實驗改進(jìn)/創(chuàng)新要點新電極小改進(jìn)1、氫氧燃料電池實驗改進(jìn)要27取材生活化裝置微型化現(xiàn)象趣味化音樂賀卡2、鎂半燃料電池實驗創(chuàng)新要點（1）模擬兩種鎂半燃料電池創(chuàng)新帶來挑戰(zhàn)（2）外顯離子的移動方向跨學(xué)科整合微觀變宏觀簡便且易行磁鐵取材生活化音樂賀卡2、鎂半燃料電池實驗創(chuàng)新要點（1）模擬兩種28小風(fēng)扇（工作電壓低）活性炭顆粒包埋碳棒電極三頸燒瓶+長玻璃管3~6V0.5mol/LNa2SO4溶液蘇教版《化學(xué)2》用電器：發(fā)光二極管電極：多孔碳棒電極裝置：燒杯四、實驗設(shè)計思路改進(jìn)1、氫氧燃料電池改進(jìn)實驗小風(fēng)扇（工作電壓低）活性炭顆粒包埋碳棒電極三頸燒瓶+長玻璃管2912V電壓下，電解30s電解質(zhì)溶液：2mol/LNa2SO4溶液

（中性溶液）優(yōu)化實驗條件0.5mol/LNa2SO4溶液改進(jìn)12V電壓下，電解30s優(yōu)化實驗條件0.5mol/LNa230《燃料電池的實驗探究》說課課件(全國大賽獲獎案例)31Mg-海水溶解氧半燃料電池Mg-H2O2半燃料電池E=2.773VE=4.148V模擬電解質(zhì)溶液（海水）：

瓊脂（含飽和食鹽水）選擇音樂賀卡電路：生動有趣確定燃料和氧化劑：H2

MgO2或H2O2

設(shè)計電池裝置：簡便易得創(chuàng)新音樂賀卡2、鎂半燃料電池創(chuàng)新實驗（1）模擬兩種鎂半燃料電池Mg-海水溶解氧半燃料電池Mg-H2O2半燃料電池E=2.32《燃料電池的實驗探究》說課課件(全國大賽獲獎案例)33負(fù)極（Mg）:Mg?2e-

=Mg2+

正極（C）:O2+2H2O+4e-

=

4OH-

（2）外顯離子的移動方向?qū)⑽⒂^粒子移動轉(zhuǎn)化為宏觀現(xiàn)象發(fā)展跨學(xué)科整合的思維方式Mg-海水溶解氧半燃料電池設(shè)計精巧實驗裝置，易于操作·........................................................................正極C負(fù)極MgIIII正極

OH-OH-OH-OH-創(chuàng)新磁鐵無磁鐵負(fù)極（Mg）:Mg?2e-=Mg2+34《燃料電池的實驗探究》說課課件(全國大賽獲獎案例)352.了解燃料電池的工作原理，能用“宏觀一微觀一符號”三重表征燃料電池的反應(yīng)。

通過實驗探究燃料電池原理，學(xué)習(xí)基于證據(jù)來分析推理得出結(jié)論的方法。

3.認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用。

1.五、實驗教學(xué)目標(biāo)2.了解燃料電池的工作原理，能用“宏觀一微觀一符號”三重表征36六、實驗教學(xué)內(nèi)容改進(jìn)實驗探究氫氧燃料電池探究鎂半燃料電池創(chuàng)新實驗六、實驗教學(xué)內(nèi)容改進(jìn)實驗探究氫氧燃料電池探究鎂半燃料電池創(chuàng)新37七、實驗教學(xué)過程

環(huán)節(jié)1創(chuàng)設(shè)情境引入新課環(huán)節(jié)4學(xué)以致用拓展認(rèn)識環(huán)節(jié)3探究鎂半燃料電池音樂賀卡環(huán)節(jié)2探究氫氧燃料電池七、實驗教學(xué)過程環(huán)節(jié)1環(huán)節(jié)4環(huán)節(jié)3音樂賀卡環(huán)節(jié)238問題1：你知道航天器中太陽能帆板的作用嗎？問題2：當(dāng)夜晚時分或是航天器繞到了太陽光照射不到的陰影區(qū)時，電能從何而來呢？創(chuàng)設(shè)情境引入新課環(huán)節(jié)1問題1：你知道航天器中太陽能帆板的作用嗎？創(chuàng)設(shè)情境引入新課環(huán)39問題1：小風(fēng)扇為什么會轉(zhuǎn)動起來？問題2：電池工作時，是否就是H2