實(shí)驗(yàn)活動(dòng)4　簡(jiǎn)單的電鍍實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)5　制作簡(jiǎn)單的燃料電池 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)4簡(jiǎn)單的電鍍實(shí)驗(yàn)

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.認(rèn)識(shí)電解原理及其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。2.了解電鍍的原理?！緦?shí)驗(yàn)用品】燒杯、砂紙、導(dǎo)線、2～3V的直流電源、電流表。鐵制鍍件、銅片、電鍍液(以CuSO4溶液為主配制)、1mol·L－1NaOH溶液、20%鹽酸、蒸餾水?！緦?shí)驗(yàn)原理】Fe作陰極，電極反應(yīng)式：

；Cu作陽極，電極反應(yīng)式：

。Cu2＋＋2e－===CuCu－2e－===Cu2＋【實(shí)驗(yàn)步驟】1.用砂紙把鐵制鍍件打磨干凈，放入1mol·L－1NaOH溶液中除去油污，然后用蒸餾水洗凈。再放入20%鹽酸中除銹，幾分鐘后取出，并用蒸餾水洗凈。2.把鐵制鍍件與2～3V的直流電源的負(fù)極相連，銅片與直流電源的正極相連(如圖)。將兩極平行浸入電鍍液中，兩極間距5cm,5～10min后取出，觀察鍍件表面發(fā)生的變化?！締栴}和討論】1.電鍍前，如果將銅片與直流電源的負(fù)極相連，鐵制鍍件與直流電源的正極相連，通電后觀察到的現(xiàn)象是什么？陰極和陽極發(fā)生的反應(yīng)分別是什么？

提示鐵制鍍件溶解，銅片上析出銅單質(zhì)。陰極：Cu2＋＋2e－===Cu；陽極：Fe－2e－===Fe2＋。2.查閱資料，了解工業(yè)生產(chǎn)中電鍍質(zhì)量的影響因素。提示受電鍍液的濃度、純凈度，鍍件的表面處理工藝，電壓的選擇，電流的穩(wěn)定性等多方面影響。1.在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是A.鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B.鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C.鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D.鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子√2.欲在金屬表面鍍銀，應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是A.Ag和AgCl溶液

B.Ag和AgNO3溶液C.Fe和AgNO3溶液

D.Pt和Ag2SO4溶液√3.有關(guān)電鍍銅的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是A.電鍍銅電解質(zhì)溶液的濃度不斷減小B.向硫酸銅溶液中加入氨水制成銅氨溶液，可使鍍層光亮C.陽極材料一般選擇石墨等惰性材料D.電鍍使用的電壓越大，反應(yīng)速率越快，效率越高√實(shí)驗(yàn)活動(dòng)5制作簡(jiǎn)單的燃料電池

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.理解燃料電池的工作原理。2.設(shè)計(jì)和制作一個(gè)氫氧燃料電池。【實(shí)驗(yàn)用品】U形管、石墨棒(石墨棒使用前應(yīng)該經(jīng)過烘干活化處理)、3～6V的直流電源、鱷魚夾、導(dǎo)線和開關(guān)、電流表(或發(fā)光二極管、音樂盒等)。1mol·L－1Na2SO4溶液、酚酞溶液?！緦?shí)驗(yàn)步驟】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(dǎo)線連接電源。閉合K1，接通直流電源開始電解，現(xiàn)象：兩極石墨棒均產(chǎn)生

，右側(cè)石墨棒附近溶液

。氣泡變紅2.制作一個(gè)氫氧燃料電池。當(dāng)上述電解過程進(jìn)行1～2min后，打開K1，斷開直流電源。將兩根石墨棒用導(dǎo)線分別與電流表(或發(fā)光二極管、音樂盒等)相連，閉合K2，現(xiàn)象：電流表指針發(fā)生

。偏轉(zhuǎn)【問題和討論】列表比較氫氧燃料電池的工作原理和電解水的原理。

氫氧燃料電池電解水能量

能→

能

能→

能裝置

化學(xué)電電化學(xué)電極反應(yīng)式負(fù)極：_________________正極：_____________________________總反應(yīng)式：____________________陽極：_______________________陰極：______________________________總反應(yīng)式：_____________________電子流向

極→______負(fù)極→

極，

極→正極離子流向陽離子→

極，陰離子→

極陽離子→

極，陰離子→

極反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)2H2－4e－===4H＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－2H2＋O2===2H2O2H2O－4e－===O2↑＋4H＋4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－負(fù)正極陰陽正負(fù)陰陽1.下列關(guān)于電解水的實(shí)驗(yàn)說法正確的是A.為了增加水的導(dǎo)電能力，可以加入氯化鈉固體B.電解水陽極生成氧氣，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑C.陰極區(qū)溶液的pH不斷減小D.在兩極滴加酚酞，與電源正極相連的一極顯紅色√2.下列關(guān)于氫氧燃料電池的說法正確的是A.正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)B.若電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液，硫酸根離子移向正極C.若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的pH不變D.氫氧燃料電池是一種綠色電池，未來有很大的發(fā)展前景√3.將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時(shí)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達(dá)80%(一般柴油發(fā)電機(jī)只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯(cuò)誤的是A.上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B.氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過

處理之后可供宇航員使用C.乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負(fù)極反應(yīng)為C2H5OH－12e－

===2CO2＋3H2OD.以KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋

4e－===4OH－√4.乙烯催化氧化成乙醛(CH3CHO)可設(shè)計(jì)成如圖所示的燃料電池，請(qǐng)回答下列問題。(1)請(qǐng)?jiān)谘b置圖中標(biāo)出正、負(fù)極和反應(yīng)物。答案(2)分析電池中電子的移動(dòng)方向：______________________，電解質(zhì)溶液中H＋的移動(dòng)方向：___________。(3)寫出此燃料電池的正極反應(yīng)式：________________________，