分會

第十七分會：基礎(chǔ)化學(xué)教育

摘要

一、項目主題分析 學(xué)生已初步了解原電池工作原理，在生活中也已使用過一次和二次電池，但對燃料電池比較陌生。為幫助學(xué)生了解燃料電池工作原理，克服教材中自制氫氧燃料電池實驗器材不易獲取、學(xué)生分組實驗和家庭實驗難以進行等弊端，本節(jié)課圍繞“自制氫氧燃料電池”這一項目為內(nèi)容載體，通過控制變量法對氫氧燃料電池的電極和電解質(zhì)溶液進行改進，用光伏板發(fā)電代替干電池電源進行實驗拓展。 二、項目教學(xué)目標(biāo) 運用微粒觀、氧化還原觀分析原電池，畫出電解水和氫氧燃料電池模型并進行實驗探究，從變化觀念與平衡思想、宏微結(jié)合的角度分析電池原理，結(jié)合控制變量法借助數(shù)字化電壓傳感器改進電池性能。 三、項目任務(wù) 【任務(wù)1】設(shè)計氫氧燃料電池并畫出裝置圖。2H2+O2=2H2O是一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，根據(jù)此反應(yīng)找出電池正負極以及電解質(zhì)溶液。 【任務(wù)2】自制簡易氫氧燃料電池。尋找生活中的常見物品，替代教材中難獲得的實驗材料。 【任務(wù)3】改進自制氫氧燃料電池性能。為提高燃料電池電壓，改進電極和電解質(zhì)溶液。 【任務(wù)4】氫氧燃料電池拓展。課后利用玩具車的光伏電池板等進行電解，體會能量相互轉(zhuǎn)化和航天高科技的應(yīng)用。 四、成果展示 Fig. 1 Experimental setup and optimization of battery performance 燃料電池性能改進實驗報告 改進措施 電壓（V） 實驗結(jié)論 電極 未改進 2.58 泡沫鎳能催化電極，能提高燃料電池的電壓。 H2一極用泡沫鎳包裹 2.76 電解質(zhì)溶液（H2一極用泡沫鎳包裹） Na2SO4 2.76 電解質(zhì)溶液為Na2SO4時電壓最大。 H2SO4 2.06 NaOH 1.67 Fig. 2 Experimental Report on Fuel Cell Performance Improvement 五、教學(xué)反思 在實驗裝置創(chuàng)新方面，用干電池代替直流電源，用鉛筆芯代替石墨棒，用塑料瓶代替U型管，實驗微型化，生活化；用塑料吸管套在鉛筆芯上收集兩極氣體并觀察，實驗現(xiàn)象可視化，采用數(shù)字化電壓傳感器實時檢測電壓，宏微結(jié)合收集數(shù)據(jù)；課后拓展實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。

關(guān)鍵詞

高中化學(xué)；項目式教學(xué)；實驗改進；自制燃料電池；拓展

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