高二化学原电池实验的探究

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1、《实验化学》专题5电化学问题研究课题1原电池实验的探究2021/8/131一、背景材料分析2021/8/132（一）从现行教材看子课题1原电池实验子课题2制作氢氧燃料电池子课题3金属的电化学腐蚀拓展课题干电池的模拟实验课题1原电池教材资料：锌-铜-稀硫酸为材料的原电池。专题作业：从理论上分析用铝-铜-氢氧化钠为材料，能否形成原电池。《化学2》第39~40页《化学教学》2007（10）4页《化学教育》2007（2）53页2021/8/133（二）从学科指导看基本要求：通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识。发展要求

2、：能根据已知的电池总反应式，判断电池的正负极，书写电极反应式。说明：电极的极化作用对原电池产生电流的影响只作一般了解。课时安排：1课时，（总2课时，制作氢氧燃料电池和析氢腐蚀、吸氧腐蚀拟放在第二课时）2021/8/134（三）从实验视角看必修2第38页“化学能转变为电能的活动与探究”一是电流微弱，用灵敏检流计检测；二是供电时间短暂，电池的放电效率低；三是锌极板有大量气泡，干扰铜极板现象的观察。2021/8/135（三）从实验视角看选修3第12页“原电池的工作原理活动与探究”克服了锌极板有大量气泡的现象盐桥能说明内电路

3、中离子的迁移电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮2021/8/136提出课题——用更有说服力的实验来证实具有实际价值的电池探究电池效率的因素，放大电池的电流密度，延长电池的工作时间，。。。。。。。2021/8/137二、实验基本原理2021/8/138电子迁移正极负极Cu2++2e-=CuZn-2e-=Zn2+电池反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu离子迁移外电路检流计内电路盐桥ZnSO4溶液K+迁入Cl-迁入CuSO4溶液2021/8/139实验表明：电池的电流密度的大小与电极的表面积、极板之间的距离和介质等因素有关

4、；无论何种材料制作的原电池，电池的极化作用都是很强的，极化作用会使电极的放电反应变得迟钝，影响电池的工作时间，而去极化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂）由于有效降低了电极的极化作用，提高了电池的放电效率。为此设计了如下图的实验装置。2021/8/1310铜锌原电池2021/8/1311三、实验操作要点2021/8/13121．装置的组装取一块锌片（6cm×3.3cm）和一块铜片（6cm×3.3cm），两者之间放一块海绵（厚度2cm），用橡皮筋固定好，用导线把小灯泡（2.5V0.3A）和锌片、铜片连接起来，插

5、入放有50ml蒸馏水的100ml小烧杯中，组装这样的装置多个备用。2021/8/13132．去极化剂的选择向三个装置中分别加入10ml的稀硫酸，编号为甲乙、丙，观察小灯泡是否发光。向甲装置中加入5ml3%的双氧水，振荡溶液，记录小灯泡发光的时间和亮度。向乙装置中加入0.5g的重铬酸钾晶体，振荡溶液，记录小灯泡发光的时间和亮度。向丙装置中加入0.5g的高锰酸钾晶体，振荡溶液，记录小灯泡发光的时间和亮度。2021/8/13142．去极化剂的选择加入物质小灯泡发光的时间小灯泡发光的亮度实验结论5ml3%的双氧水约6min灯

6、丝亮重铬酸钾效果最好0.5g重铬酸钾约13min三者中最亮0.5g高锰酸钾约4min较双氧水亮2021/8/13153．电极材料的选择电极材料：Zn－C（直径1.1cm），与Zn－Cu对比溶液介质：稀硫酸去极化剂：重铬酸钾晶体电极材料：Al－C（直径1.1cm），与Al－Cu对比溶液介质：稀盐酸去极化剂：重铬酸钾晶体按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察现象。2021/8/13163．电极材料的选择电极材料电解液小灯泡发光的亮度实验结论Zn－C稀硫酸亮，可照明碳电极优于铜电极Al－C稀盐酸亮，可照明2021/8/1

7、3174．溶液介质的选择Zn－C－NaOH：小灯泡不亮，检流计偏转。Al－C－NaOH：小灯泡不亮，两极有气泡。电极材料：Zn－C（直径1.1cm），Al－C溶液介质：加入约10g氢氧化钠固体去极化剂：重铬酸钾晶体按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验现象。2021/8/1318四、实验注意事项2021/8/13191．电解质用浓硫酸或固体氢氧化钠立即加水配制成溶液，由于它们溶解放热，形成热的介质，加快了电极反应。2．如要灯泡持续发亮，不断振荡是关键。可以用电极搅拌溶液。海绵比两极板稍长，以防碰破烧杯底。锌片和

8、铜片先用碱液处理，再用酸液处理，然后用蒸馏水漂洗。2021/8/1320谢谢！2021/8/1321