蘇教版選修六專題5 電化學(xué)問題研究課題1 原電池【市一等獎(jiǎng)】

《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》專題5電化學(xué)問題研究課題1原電池

原電池實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海保私獬Ｒ娫姵?、燃燒電池的工作原理，認(rèn)識電化學(xué)腐蝕中包含的化學(xué)知識。２．通過原電池實(shí)驗(yàn)，加深對原電池工作原理的認(rèn)識，初步認(rèn)識電池的極化作用。３．通過制作燃料電池，培養(yǎng)動(dòng)手能力，加深對電池工作原理的認(rèn)識。４．認(rèn)識生活中常見電池的工作原理，體驗(yàn)化學(xué)與生活的密切聯(lián)系。一、原電池實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程

1．在鋅片和銅片之間放一塊海綿，用棉線或橡皮筋固定好。用導(dǎo)線把小燈泡和鋅片、銅片連接起來，插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。2．一段時(shí)間后，向燒杯中加入1～2g高錳酸鉀晶體（或重鉻酸鉀晶體，或5～10mL6%H202溶液），振蕩，觀察現(xiàn)象。3．改用Zn—C、Al—Cu為電極材料，分別與稀硫酸組合成原電池，按照上述實(shí)驗(yàn)裝置和操作方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。原電池實(shí)驗(yàn)原電池實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象１．用銅鋅電極、銅鋁電極，小燈泡不發(fā)光；伏特表、安培表指針能偏轉(zhuǎn)

。２．用鋅石墨電極，小燈泡微微發(fā)光２－３秒。３．往溶液中加入1～2克高錳酸鉀晶體，再放入鋅石墨電極，發(fā)現(xiàn)小燈泡會發(fā)出較明亮的光，而且持續(xù)的時(shí)間更長，約發(fā)光１０秒鐘。

實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)

1．金屬電極用砂紙打磨。

2．電解質(zhì)溶液可用３０％左右的硫酸溶液。

3．去極化時(shí)加入高錳酸鉀晶體后再不斷震蕩溶液或抖動(dòng)電極，效果更好。（鋅石墨原電池通過抖動(dòng)可使電壓從0.5伏上升到2.1伏，電流強(qiáng)度從0.09安變到0.19安）

4．改用伏特表、安培表或蜂嗚器效果好，用小燈泡(2.2V，0.25A)很難發(fā)光。

5．實(shí)驗(yàn)順序最好換一下，可節(jié)約藥品。

6．要選用純度高的鋅片做電極。原電池實(shí)驗(yàn)我們的困惑１．電流密度與電極困綁的松緊、導(dǎo)線的長短、接觸的好差、介質(zhì)類別、介質(zhì)的濃度及溫度、電極本身的活潑性等諸多因素有關(guān)，變量不太好控制。２．理論上，電極電勢應(yīng)該Al—Cu比Zn—Cu高，但實(shí)際測出結(jié)論相反。原電池實(shí)驗(yàn)３．該實(shí)驗(yàn)要得到最直觀的現(xiàn)象，就是要用小功率的小燈泡，難找。二、氫氧燃料電池的制作

實(shí)驗(yàn)過程

1．把兩根碳棒放在酒精噴燈（或煤氣燈）火焰上灼燒2～3min后，立即投入到冷水中，反復(fù)操作3～5次，使碳棒表面變得粗糙多孔。2．將經(jīng)過灼燒的兩根碳棒插入2mol·L-1KNO3溶液中，并與6V直流電源連接，電解約20s，使兩電極的碳棒上吸附很多小氣泡。3．切斷電源，在兩極之間接上蜂嗚器（原來連接直流電源正極的碳棒應(yīng)該與蜂嗚器的正極相連接），觀察并記錄現(xiàn)象。氫氧燃料電池的制作氫氧燃料電池的制作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象１．接通電源,電極表面產(chǎn)生大量氣泡，并在電極表面吸附上大量氣泡。２．切斷電源后,將電極接在蜂嗚器上，蜂嗚器立刻發(fā)出蜂嗚聲。實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)1．多孔碳棒現(xiàn)制現(xiàn)用效果好，也可直接用砂紙打磨碳棒，后沖洗，效果也很好。2．電解硝酸鉀溶液時(shí)，課本要求接直流電源6V,實(shí)際操作中電壓可從幾伏到二十幾伏，電解10至15秒即可。電解質(zhì)溶液用硫酸鈉、硝酸鈉等效果也很好。3．多孔碳棒上吸附上氣體后，將導(dǎo)線接蜂嗚器的過程中千萬注意，不可碰到或振動(dòng)碳棒，以防氣體逸出，影響實(shí)驗(yàn)。氫氧燃料電池的制作我們的思考這個(gè)實(shí)驗(yàn)成功率很高，最關(guān)鍵的就是碳棒的固定，我們可以將碳棒固定在泡沫塑料上。氫氧燃料電池的制作析氫腐蝕1.析氫腐蝕實(shí)驗(yàn)過程1.取兩根3～5cm長的鐵釘，用稀鹽酸除去鐵銹。在其中一根鐵釘上疏散地繞幾圈光亮的細(xì)銅絲，使銅絲鐵釘緊密接觸。2.把上述兩根鐵釘分別放入兩支試管中，各加入3mL0.1mol·L-1鹽酸和2滴K3[Fe（CN）6]（鐵氰化鉀）溶液，觀察現(xiàn)象。比較哪支鐵釘上產(chǎn)生的氣泡多，哪支鐵釘周圍先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀（Fe2+能與[Fe（CN）6]3-反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀）。

三、金屬的腐蝕實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象析氫腐蝕１．繞有銅絲的鐵釘周圍約２秒鐘就出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，另一鐵釘表面約５秒鐘出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。２．產(chǎn)生氣泡速度較慢，約５分鐘后能明顯見到，繞有銅絲的鐵釘表面粘附著大而多的氣泡，另一鐵釘表面粘附的氣泡少而小。實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)１．這個(gè)反應(yīng)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀很快（２秒左右）,所以建議實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在兩支試管中加好稀鹽酸和鐵氰化鉀，再同時(shí)分別放入鐵釘和纏有銅絲的鐵釘，觀察顏色變化。２．將兩試管靜置一段時(shí)間(5到10分鐘)后觀察氣泡。析氫腐蝕

2.吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)過程

取一片鐵片，用砂紙擦去鐵銹，在鐵片上滴1滴含酚酞的食鹽水，靜置1～2min，觀察現(xiàn)象。吸氧腐蝕靜置１分鐘左右就可見到鐵片上含酚酞食鹽水液滴的邊緣出現(xiàn)紅色。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)