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时间:2020-02-27
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1、原电池原理金属的电化学腐蚀一、实验目的1、理解原电池原理。2、认识金属的电化学腐蚀的原因。二、实验说明(一)、原电池原理1.实验要求所用电极表面积要大,并且要清洁。如果锌片或铜片上有杂质,会形成许许多多的微电池,现象就会不明显。所用的铜片如果有明显的氧化层或已经锈蚀,要用酸洗,以除去氧化物和绿锈,然后用去污粉擦净,再用水冲洗干净。即使铜片表面看上去是光洁的,也要用去污粉把它擦到发亮,以除去表面的氧化物和油脂等污垢。锌片使用前最好也用酸洗,然后再用水冲洗干净。2.实验不难成功,但注意不要引导学生观察锌片在形成原电池前后气泡量的变化。由于锌片含有杂质
2、和铜极上发生电极极化,一般很难观察到锌片在形成原电池前后气泡量的差别。观察电流表指针偏转时,应引导学生注意指针偏转的方向,并根据指针偏转的方向来判别电流的方向。(二)、金属的电化学腐蚀1.实验要用较长的时间,应提示学生在等候观察现象时,先进行下面的实验。铁氰化钾溶液遇到Fe2+时会产生蓝色沉淀,因此可用于检验Fe2+的存在。学生知道这一现象即可,不要求写反应的化学方程式。2.这三个小实验实际上都运用了原电池反应,应引导学生结合实验,思考实验后的“问题和讨论”。三、问题和讨论提示:1.装配原电池时应具备以下条件:必须有两种活动性不同的金属,而且要平
3、行地浸在电解质溶液里,两个电极要用导线连接。如果用铁片代替锌片做原电池原理实验,铜片的表面几乎没有气泡逸出,说明铁铜原电池中的电流可能较弱,在铜丝的表面观察不到气泡的产生。如果用导线连接一个电流计,可以观察到电流表的指针发生偏转,表明铁铜原电池中有电流产生。2.实验结果表明,镀锡铁比镀锌铁容易被腐蚀。3.实验室制取氢气时,用含有少量杂质的粗锌效果好。附:Cu—Zn原电池原理实验改进一、实验前准备工作(1)将铜片剪成“Cu”字形,并连接导线。将Cu放入培养皿内的适当位置,用曲别针将导线固定。(“Cu”字形要尽可能小)(2)选择不规则的锌粒(甲)
4、,用铜导线拴在锌粒的一侧并在锌粒与铜导线接触处用蜡封、在锌粒表面涂一层凡士林油。同上法将连有锌粒的导线固定在培养皿的另一侧(实验前将锌粒移出)。二、实验步骤(1)在培养皿中加入稀H2SO4。(2)将连有导线的锌粒加入稀H2SO4中。(3)将两导线相连接,并在稀H2SO4中加入另一锌粒(乙)。(4)在导线间接灵敏电流计。(5)将培养皿放在投影仪上可观察到:①在实验(3)(4)步锌粒(甲)表面几乎没有气泡;②纯锌粒(乙)表面气泡与形成原电池时铜片表面气泡对比明显。三、改进后的优点该方法仪器简单,操作方便,现象明显,有利于学生对原电池原理的进一步探究,
5、有利于教师突破教学难点。吸氧腐蚀的演示实验学习原电池知识后,学生对电化腐蚀中的析氢腐蚀原理容易理解。对日常生活中钢铁在潮湿空气中容易生锈虽有所了解,但对该现象是吸氧腐蚀、发生了原电池反应却难以理解,若能做以下演示实验,对学生的认知过程会大有益处。一、实验装置实验装置见图1,图2。图1制取氧气装置图2吸氧腐蚀演示实验装置A、B都是用八号铁丝折成W状再锤打成的铁片。二、实验步骤1.先加热制取氧气,用带火星的木条检验。2.用导管把氧气通入到A处液面内,观察电流计指针偏转,说明吸氧腐蚀产生了电流。3.再用导管把氧气通入到B处液面内,观察电流计指针逆向偏转
6、,说明电流方向相反。4.数分钟后,取出A、B两铁片,观察有铁锈生成。三、说明1.演示时,水槽中的液体可以是普通水也可以是中性、微酸性或碱性溶液。2.此实验不受湿度、温度、气压等变化的影响。此实验的完成,使学生对吸氧腐蚀并产生电流的知识由抽象到直观变得易于理解,而且对金属腐蚀的防护知识(保护层防护、电化学保护)都能理解加深,得以巩固并能应用,为后边的电解原理的学习也打下了基础,若让学生亲自动手又能培养学生创新思维。
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