改进原电池

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原电池实验改进

原电池实验改进
一、问题的提出
苏教版化学2上给出的铜锌原电池装置作为一 个演示实验却存在一些不足:
1.该装置需要稀硫酸较多,不符合绿色化学 思想。
2.用该装置实验往往铜片和锌片同时有气泡 产生,甚至锌片产生的气泡比铜片还多。演示 实验本来是为理论知识的学习服务,在学生还 没有掌握原电池原理的情况下,显然不符合学 生的认知规律。
二、实验改进
1.用U型管代替教材上的装置节约硫酸用量。
2.铜丝代替铜片现象更明显。
3.在锌片表面涂凡士林消除锌极上的气泡。
4.用鳄鱼夹直接连接铜丝和锌片可减小电阻。
百度文库
教 材 装 置
改 进 后 装 置
三、装置优点
1.装置简单,药品用量少、铜丝上产生气泡现 象明显。 2.装置小巧,可做分组实验,产生的臭味几乎 没有。 3.用鳄鱼夹直接连接铜丝和锌片,减小电阻使 实验现象更加明显。
谢谢!

物理化学实验项目改进创新 以“原电池电动势的测定及在热力学上的应用”为例

物理化学实验项目改进创新  以“原电池电动势的测定及在热力学上的应用”为例

内容摘要
为了解决这些问题,我们需要对物理化学实验教学进行改革。首先,我们需 要重视实验的过程和方法,让学生在实验过程中掌握实验原理和操作技能,培养 学生的实践能力和科学素养。其次,我们需要加强实验与实际生活的,引入生活 中的实例,让学生更好地理解实验的意义和应用。
内容摘要
具体到原电池电动势测定的实验教学,我们可以采取以下改革措施: 1、引入生活实例,激发学生的学习兴趣。例如,可以引入汽车电池、手机电 池等实际应用中的原电池电动势测定实例,让学生了解实验的实际应用和重要性, 从而激发他们的学习兴趣。
2、快速测量:由于自动化操作,可以大大缩短测量时间,提高测量效率。
二、原电池电动势测定方法的改进
3、高精度:由于计算机的精确控制,可以获得更准确的数据。 4、可重复性高:由于自动化操作,可以多次重复测量,以提高数据的可靠性。
三、实验验证
三、实验验证
为了验证我们的方法是否有效,我们进行了一系列的实验。实验结果表明, 我们的方法能够准确测定原电池电动势,并且具有快速、高精度和高可重复性的 优点。与传统的测定方法相比,我们的方法能够提供更准确、可靠的数据。
2、实验方法
2、实验方法
(1)准备阶段:根据实验需求选择合适的电解液,将电极插入电解液中,用 导线连接原电池与伏特表,记录初始温度。
2、实验方法
(2)实验阶段:给定一定的时间,让原电池发生反应,记录反应时间。在此 期间,需要保持温度恒定。

原电池知识点系统总结

原电池知识点系统总结

原电池知识点系统总结

原电池知识点系统总结

从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。下面是小编整理的原电池知识点系统总结,欢迎来参考!

1.原电池的定义

电能的把化学能转变为装置叫做原电池。

2.原电池的工作原理

将氧化还原反应中的还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂,使氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行,从而形成电流。

3.构成条件

两极、一液(电解质溶液)、一回路(闭合回路)、一反应(自发进行的氧化还原反应)。

4.正负极判断

负极:电子流出的极为负极,发生氧化反应,一般较活泼的金属做负极

正极:电子流入的极为正极,发生还原反应,一般较不活泼金属做正极

判断方法:

①由组成原电池的两极电极材料判断:一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

注意:Cu-Fe(Al)与浓HNO3组成的原电池以及Mg-Al与NaOH 溶液组成的原电池例外。

②根据电流方向或电子流动方向判断:电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。

③根据原电池两极发生的变化来判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应。

④根据现象判断:溶解的电极为负极,增重或有气泡放出的电极

为正极

⑤根据离子的流动方向判断:在原电池内的电解质溶液,阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。

5.电子、电流、离子的移动方向

电子:负极流向正极

电流:正极流向负极

阳离子:向正极移动

铜―锌原电池原理实验改进

铜―锌原电池原理实验改进

铜―锌原电池原理实验改进

在现代生活、生产和科学技术的发展中,电池发挥着越来越重要的作用,大至火箭飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船,小至电脑、收音机、照相机、电话、助听器、电子手表、心脏起搏器等,都离不开各种各样的电池。而这些电池都是应用原电池原理制作出来的。新人教版必修二第二章第二节安排了原电池原理及其应用的教学,这部分知识较抽象,学生难以理解。因此,我对原演示实验进行了部分改进,能更直观的演示原电池原理,展示化学反应过程和结果。

原电池实验是现行高中教材中一个典型的演示实验,实验装置简单明了,学生很容易理解,但是,实际操作过程中确实存在一些问题。现总结如下:

1. 实验时往往在铜片和锌片上同时观察到有气泡产生。

2. 锌片溶解现象不明显。

3. 对于原电池的微观变化无法解释。

4. 电流方向的判断不直观。总之,现象与知识无法合理统一,不利于学生真正理解和掌握。演示实验大多是为教授知识和理论服务,只有与知识统一的实验现象才有利于学生对知识的理解和掌握。因此,许多化学工作者为之努力,但往往锌失去电子变成锌离子进入溶液无法在短时间内观察到,与真正的统一仍有距离,许多教师纷纷采用电脑模拟的方法克服此难题,但毕竟不能代表实际实验。那如何改进才能使原电池原

理的实验现象与原电池原理真正统一呢?

一、实验改进的目的通过改进锌电极来增强原电池的实验效果. 用发光二极管指示电流方向,直观明了。

二、改进原理及方法(装置如图所示)

1. 锌片:锌片表面产生大量气泡是因为锌片不纯所致,使之表面产生许多微小的原电池,处理方法是用硝酸汞稀溶液浸泡,约20 分钟,再用水洗净即可,使锌极汞齐化,提高锌极H2 的过电位,消除气泡。

原电池演示实验装置改进

原电池演示实验装置改进

【提出问题】

在人教版《普通高中课程标准实验教科书·化学2》“化学能与电能”中学习了原电池的原理,我们认识了电池的实质,同学们能否自己动手,运用生活中的材料制作简易电池,如何制作呢?又如何检验原电池是否正常工作?如果根据实践活动“利用水果如苹果、柠檬或番茄等制作原电池”。那么, 如何才能做成一个效果较好的水果电池呢? 影响水果电池的电流的因素究竟有哪些呢?

【探究目的】

1. 巩固原电池的原理及形成形成;

2. 认识影响水果电池产生电流大小的因素;

3. 形成多角度思考问题的习惯;

4. 加强化学与生活的联系。

【实验设计方案】

1. 实验思路

水果中含有大量糖类、蛋白质、生物酸等物质, 其中的生物酸起到电解质的作用。许多水果(如番茄)的汁液显酸性,若在这些水果里平行地插入铜片和锌片即可形成原电池。理科教材中的探究活动通常将两个半熟的番茄相连,再用铜片和锌片作电极,构成原电池,同时使用检流计来检验原电池,该实验在理论上是可行的,但实际操作过程中往往收不到理想的效果。原因在于通过此种方式形成的电路中,电压太小,电阻却较大,即便是灵敏电流计在很多时候也很难测出如此微小的电流。故而本实验利用音乐贺卡和发光二级管来检验原电池是否正常工作,同时探究水果电池所产生的电流大小与电压与水果电池个数,电极材料及电极之间的关系。

2.实验原理

运用生活中常见的水果作为电解质,用两种极性不同的金属,铜片和锌片做为电极,锌片做负极,铜做正极,运用检流表,电压表,发光二级管以及音乐贺卡来检验原电池是否正常工作,以及电流、电压大小。

锌铜原电池实验的改进

锌铜原电池实验的改进

·实验教学研究·

一、问题提出

人教版化学《必修2》在化学能与电能这一节中安

排了“锌-铜-硫酸”原电池的实验。学生在实验中观察到的现象是锌片上有大量气泡,而铜片上几乎看不到气泡。这样的现象不利于学生深刻认识原电池的原理。

二、问题分析

锌片上之所以会产生气泡,其一是因为锌片与稀硫酸直接接触,若使用带有盐桥的双液电池则可以解决问题,但是双液电池增加了学生的理解难度,必修课程中不宜采用。

其二是因为锌片不纯,氢气在不同的金属上析出的超电势不同,粗锌中的一些杂质使得析氢超电势降低,导致氢气在锌片上析出。

三、问题解决

方法一:模仿双液电池的构造,将盐桥隐形化处理。具体措施如下:

1.配制氯化锌饱和溶液;

2.在氯化锌饱和溶液中加入淀粉,将溶液加热,使之呈糊状;

3.将淀粉糊均匀涂抹在锌片表面。

如此处理后的锌片不能与硫酸直接接触,既起到了双液电池的效果,又避免了装置的复杂化。在演示实验时,可以观察到锌片上无气泡,而铜片上有大量的气泡产生。

方法二:运用析氢超电势对电极进行改造,加大负极金属的析氢超电势,同时减小正极材料的析氢超电势。一些金属的析氢超电势如表1所示。

超电势(V)

电极

Hg

Zn

Cu

Pt(光滑的)

Pt(镀黑的)

H2(1mol·dm-3H2SO4溶液)

电流密度(A·m-2)

10

0.8

0.48

0.0

0.0

100

0.93

0.75

0.35

0.16

0.03

表1298.15K时H2在不同金属上的超电势

由表中数据可知,Hg的析氢超电势较大,因此用锌汞齐代替锌片作负极可以减少氢气在负极上析出。用Pt代替铜作正极可以极大地降低正极的析氢超电势,有利于氢气生成;或者用锉刀将铜片的表面处理成凹凸不平状,增大铜和硫酸的接触面积,加快了氢离子在铜表面的吸附速率,因而降低铜的析氢超电势[1]。

4.1原电池《盐桥原电池及改进创新》教学设计高二上学期化学人教版选择性必修1

4.1原电池《盐桥原电池及改进创新》教学设计高二上学期化学人教版选择性必修1

《盐桥原电池的工作原理及改进创新》教学设计

一、教学目标

【知识与技能】

⑴了解原电池的构造和基本工作原理;

⑵能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式;

⑶了解盐桥的作用,会判断和设计简单的原电池。

【过程与方法】

⑷通过实验探究活动,使学生体验化学能与电能转化的探究过程,并了解原电池的

构造和工作原理;

⑸通过单液原电池和u型管盐桥原电池的分析对比,学生间相互讨论交流以及教师引

导,使学生具备发现问题,分析问题并解决问题的能力。

【情感态度与价值观】

⑴通过分组实验与讨论,体验小组合作学习的乐趣,培养团结协作的精神;

⑵通过实验探究活动,增强学生探索化学反应原理的兴趣,掌握学习和研究化学问题

的方法。

二、教材分析

本节内容以(必修2)第六章第一节“化学反应与能量变化”第一课时《化学反应与电能》为基础,进一步介绍原电池的组成和工作原理,通过对原电池中闭合电路形成过程的分析,引出半电池、盐桥等概念。同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护,常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。

新课程标准对原电池知识有新的要求,通过教学体验化学能与电能转化的探究过程,了解原电池的工作原理,能判断电极名称,根据题意写出电极反应式和电池总反应式。

三、学情分析

知识角度,高二学生在必修1、必修2和选择性必修1中已经学习过氧化还原反应、原电池的相关知识,同时物理学中电学知识也相当丰富,学习本节内容并不陌生,难度不大。

认知角度,高二学生形象思维能力已充分发展,抽象思维能力也在迅速发展中,同时具有强烈的好奇心和求知欲,对实验探究的热情高,但抽象思维能力和探究能力还不够成熟,需要老师适时的组织和引导。

经典原电池的实验改进

经典原电池的实验改进

经典原电池的实验改进

作者:付伟凭陆放孟庆柱

来源:《中学化学》2014年第11期

一、问题的提出

人教版化学1《化学能与电能》中指出:要想使氧化还原反应放出的能量直接转变为电能,要设计一种装置,使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行,并使其间的电子转移,在一定条件下形成电流。教材中设计的图1原电池是铜锌原电池,如图1所示。此装置由于氧化剂硫酸与还原剂锌直接接触,所以锌片上始终产生气体,这会给学生带来误解,同时放电时间也较短,而此时又不适合引入双液原电池。据此,将此实验改成了如图2所示方式。此模型相当于把双液原电池的盐桥放置于底部,且简化了盐桥。

二、改进的原理和装置

利用教材上铜锌原电池原理进行改进。用一个直径为2 mm的玻璃管弯成如图2所示形状。

向其中玻璃管的底部加入棉花,将玻璃管侧放,小心的加入硫酸钠溶液,然后竖起,再向另一侧加入硫酸溶液。取一长段铜丝,一端用锌丝缠绕插入硫酸钠溶液中,作负极。铜丝另一端放在硫酸溶液中,作正极。约5 min后,观察到铜丝有气泡产生。也可以在中间连接发光二极管,可以发亮。其他检测电流的方式均可。

此装置的优点是,负极锌不与硫酸钠溶液反应,故看不到气泡产生,正极的铜不与硫酸反应,但是可以清楚的看到正极有气泡产生。由于锌失去电子形成锌离子,故右侧的硫酸根向此迁移。铜极聚集了电子,氢离子向铜极迁移,在此产生气泡。加入的棉花,相当于离子交换模。此时产生的气泡可以很好的说明氧化剂和还原剂分开,它们之间的电子转移形成了电流。学生理解起来也很容易,并且适合学生小组实验。而且需要的药品量少,放电持续的时间长,还可以重复利用。

选修4 第四章 第一节《原电池》教学反思

选修4 第四章 第一节《原电池》教学反思

选修4 第四章第一节《原电池》教学反思本节课是人们教育出版社普通高中课程标准实验教科书选修4《化学反应原理》第四章第一节的内容,主要研究化学能与电能之间的一种转换装置——原电池。学习本节课知识,让体验化学能与电能相互转化的探究过程;使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件;能够写出电极反应式和电池反应方程式。通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。通过实验引导学生以问题为中心的学习方法。学会发现问题、解决问题的方法。加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。通过现实分析激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。

本节课的教学设计,在好的方面,我认为有以下四个特点:

一、目标定位,全面、合理、科学。

依据课程标准要求和原电池在化学选修4中的地位及作用,我本着全面、全员、全程的育人宗旨,力求实现通过化学教学,促使学生学会“从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个维度确定本节课教学目标,即通过本节课的教学使学生了解原电池的组成及工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式,在原有知识的基础上进一步改进原电池。

通过探究实验培养学生观察能力与分析问题的能力,并体会化学能与电能的相互转化过程,通过反应物之间电子的转移的回顾,理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用;通过探究实验活

动,培养学生自主探索创新精神和同学间的交流合作学习的协作精神,并通过实验不断体现出由实践→认识→再实践→再认识的认知过程,通过原电池的探究实验,体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感,同时激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。

微型原电池的设计改进实验

微型原电池的设计改进实验

饱和ZnSO.溶液、饱和CuSO.溶液 三、实验仪器装置圈 第一套装置如下图所示:在Y形三通管管u处塞紧浸泡过饱和Kcl溶液的棉花,作为
简易盐桥。用橡胶塞作底座,把Y形三通管的下部插^橡胶塞孔内,使装置竖立,井保持稳 定。向Y形三通管其余两端注入相应物质井插入电极。然后将两电极用导线连接,并在中间 串联个电流表。
15分钟

仍为无色,加入NaOH溶液后无明显变化。
Байду номын сангаас
30分钟

仍为无色,加入NaOH溶液后无明显变化。
实验结论:浸有饱和KCl溶液的棉花短时间内充当盐桥是可行的,完全可以满足课堂演 示实验和学生探究实验的实验要求。
2、分别在第一套装置和第三套装置中使用相同电极、相同电解质溶液进行原电池实验, 测定电流。
附:背景实验
1、浸有饱和KCl溶液的棉花作为盐桥的可行性实验
①保证浸有饱和KCl溶液的棉花盐桥等高的情况下,Y形三通管一侧注满溶液,一侧不
注入溶液,观察注入溶液一侧的液面高度变化。
所注溶液
稀硫酸
饱和硫酸锌溶液
饱和硫酸铜溶液
5分钟时液面落差/m



15分钟时液面落差/rm



30分钟时液面落差/m
1:现象明显t易于观察,成功率可选100%。在室温的条件下进行这样的1组实验. 小试管中的水完全结冰大约只需lmin的时间。还可在反应物中插入一支温度计,观察温度 下降。

原电池质量变化

原电池质量变化

原电池质量变化

原电池质量逐渐变差,使用时间变短。

电池表面出现腐蚀迹象,影响外观美观。

充电速度变慢,充不满电。

电池温度升高,存在安全隐患。

新电池的购买成本增加,经济上不划算。

使用过程中频繁出现断电现象,影响正常使用。

环境保护意识增强,对电池质量要求更高。

采取措施延长电池寿命,如及时充电、避免过度放电。

原电池《盐桥原电池及改进创新》课件-高二化学人教版(2019)选择性必修1

原电池《盐桥原电池及改进创新》课件-高二化学人教版(2019)选择性必修1

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
A A
Zn
Cu
Zn
Cu 改进
稀硫酸
? ZnSO4溶液 稀H2SO4
【思考】怎样才能构成溶液内部的闭合回路?
“中国好教育环”节荆三楚:联反盟思“同创课新异,构探”究大方赛案
A
Zn
Cu
盐桥
ZnSO4溶液 稀H2SO4
盐桥:装有饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻; 琼脂的作用:防止管中溶液流出;
H2SO4
(1)两极: 有两活泼性不同的电极(可以是金属与金属或金属与非金属)
(2)一液: 有电解质溶液ห้องสมุดไป่ตู้两电极要同时插入电解质溶液中
(3)一回路:形成闭合回路
本质
(4)一反应: 能自发进行的氧化还原反应
“中国3好、教原育电”池荆的工楚作联原盟理“同课异构”大赛
外电路
Zn
+
2H+
=
Zn2+
+
H2

“中国好教环育节”荆七楚:联小盟组“实同验课,异合构作”大探赛究
1 现象:
锌片:不断溶解表面无气泡; 铜片:表面产生大量气泡; 电流:远远大于u形管盐桥原电池的电流。
2 原因分析:
将u形管盐桥换成琼脂块盐桥后, 增大了盐桥与溶液的接触面积, 同时缩短了盐桥的距离,大大降低 盐桥内阻

物理化学实验改进:原电池电动势与液接电势的测定

物理化学实验改进:原电池电动势与液接电势的测定

大 学 化 学

Univ. Chem. 2024, 39 (1), 248

收稿:2023-07-20;录用:2023-09-01;网络发表:2023-09-05

*通讯作者,Email:*******************

基金资助:湖南师范大学校级教学改革项目(校行发教务字[2015] 90号)

•化学实验• doi: 10.3866/PKU.DXHX202307059 物理化学实验改进:原电池电动势与液接电势的测定

徐开颜1,高梅霞1,方正法1,杨素芳1,2,*

1湖南师范大学化学化工学院,长沙

410081 2湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心,长沙 410081

摘要:本文针对原电池电动势测定实验中被忽略的液接电势,设计了一套测定原电池总电动势的实验装置,将其纳入实验内容,并引入液接电势、可逆电池电动势与原电池总电动势的关系的探究。改进装置简单、成本低,所测液接电势具有较好的稳定性、重现性。改进后的实验更完整、真实地体现了原电池总电动势的组成,而并非仅局限于可逆电池电动势的测定,有助于学生建立完整、正确的原电池认知和电化学知识体系。此外,测出的浓差液接电势可应用于离子迁移数的计算,将电动势法测离子迁移数融入教学,实现课程融合,提升学生对知识的综合运用能力。

关键词:液接电势;可逆电池电动势;半透膜

中图分类号:O64;G64

Improvement of Physical Chemistry Experiment: Measurement of Electromotive Force and Liquid Junction Potential of Primary Batteries

原电池的发明史

原电池的发明史

原电池的发明史

电池的发明可以追溯到18世纪,当时的科学家们通过对化学反

应进行实验,发现可以将化学能量转化为电能。在这个过程中,原电

池的发明历史是非常重要的。

1. 发明起源

原电池是由意大利化学家亚历山大·沃尔塔(Alessandro Volta)于1800年发明的。他在实验中使用了由银和锌片组成的电极,并将它

们交替排列,以此制造了一种能够产生电力的装置。这是世界上第一

次制造出能够产生电流的电池。

2. 原电池的基本原理

原电池的工作原理是靠两种不同金属之间的化学反应来产生电流。当放置在两个金属之间的电解质,如酸或碱性液体时,它们将开始进

行化学反应,并在金属之间产生电子流。被产生的电能可以在电路中

使用。

3. 原电池的发展历程

原电池的发明标志着电学研究的一个新时代的开始。进行了大量

的研究,许多科学家对原电池进行了改进。早期电池存在一些缺陷,

如电池的寿命短,能量输出不稳定等。这些问题都得到了改进。

1836年,英国化学家约翰·弗雷明(John Frederick Daniell)发明了一种基于原电池的新电池,称为丹尼尔电池(Daniell Cell),实现了稳定的能量输出。后来,法国化学家让-巴蒂斯特·德拉姆(Jean-Baptiste Donastien de Visme)在丹尼尔电池的基础上,又

发明出了一种新的电池,称为德拉姆电池(Grove Cell),能够输出

更大的电能。

4. 原电池对未来的影响

通过对原电池的改进,科学家们不断地发明出新的电池类型,这

些新的电池类型极大地改变了人们的生活和工作方式。电池被广泛应

《原电池》名师教学设计

《原电池》名师教学设计

第一节原电池

核心素养

通过对原电池和工作原理的深入学习,通过自主探究、自主求解的学习方式,培养学生科学探究和创新意识的化学素养。

简单说课

本节内容为高中化学新课程人教版选修4的第四章电化学的重要内容之一。该内容学生在必修2已有一定的了解,本节是该内容的加深,主要是增加了一个盐桥内容。本节课试图以“教师实验引导,学生自主探究,自主分析设计”的学习方式学习。本节课大致分为:回顾原电池,设计原电池,改良原电池等几个基本环节,完成了复习基本概念,总结单池原电池的设计思路,过度盐桥原电池的设计思路,还探讨了盐桥的作用。在课程实施过程中,学生亲手实验,观察现象,提出疑问,自主解答,自主设计,自主评价。在自主提问的过程中推动课的前进,旨在培养学生的动手能力、问题意识,学会实验,学会提问、学会探究、学会设计、学会评价。

教学目标

知识与技能:

1.掌握原电池的概念和盐桥电池的工作原理;

2.学会设计原电池;

3.体会盐桥电池的优点和应用

技能与方法:

1.通过实验探究原电池原理,学会观察、学会提问、学会思考;

2.通过对单池原电池与盐桥原电池的设计对比,学会比较,评价设计方案;

情感与价值观:

1.通过自主探究根据现象设疑,根据疑问求解的模式,进行自主学习,激发学生的学习兴趣,培养科学探究态度和科学创新精神:

2.在小组合作的过程中,培养团结合作的探究学习观念,强化合作意识;

教学重点

设计锌铜原电池,由一锌三用到一锌一用建构过程

教学难点

原电池中盐桥的作用分析

教学方案

教师引导实验探究与学生自主提问推进相结合

教学用品

多媒体设备:多媒体电脑及显示屏

原电池演示实验改进

原电池演示实验改进

原电池演示实验改进

前言:在化学教学中,演示实验占有极重要的地位,它可以及时提供必要的化学事实,使决问题的能力;也使学生学到化学实验的技能技巧。原电池的演示实验在高中化学必修二中有重要的地位。为了能引起学生的学习兴趣,用更生动有趣的现象来检验电流,因此本实验将原电池的演示实验进行改进,就是用发光或发声的方法来检验电流。

实验原理:原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应,正极发生还原反应。在锌铜原电池中,铜片为正极,锌片为负极。负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+正极(Cu):由于Zn失去的电子经导线转移到Cu片上,故导线上有电流通过,因此电2H++2e-=H

2,

流计指针发生偏转。电子由锌片流向铜片,根据物理学知识,电子移动方向与电流方向相反,电流由铜片流向锌片,。Zn失去电子成Zn2+进入溶液,溶液中的阴离子移向负极Zn,阳离子移向正极Cu。

本实验将原电池的演示实验进行改进,为了更直观地表现出原电池有电流产生,我们把电流计换成了1.5v小灯泡,如果有电流产生,且电流足够大时,灯泡就会亮。

此外,为了增加实验的趣味性,把化学知识与现实生活相联系,我们还将原电池实验改装成柠檬音乐卡电池。柠檬的主要成分是柠檬酸,可做电解质,铜片为正极,锌片为负极,构成了原电池。

实验仪器:打磨过的铜片、锌片(6cm×3.3cm),导线,金属夹,1:5体积的稀硫酸,新鲜的柠檬,音乐贺卡,1.5v小电灯泡,开关

实验装置图

图一柠檬音乐贺

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Cu
内 电 路
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
A
Zn
Zn Cu
A
盐桥
Cu
CuSO4
【思考】改进后的原电池装置有什么优点?
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
【结论1】改进后的原电池装置,工作时具有 更高的能量转换率,电流更稳定
A
Zn Zn Cu 改进
CuSO4
A
盐桥
Cu
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
【结论2】改进后的原电池装置断路时,化学能不 【思考】改进后的原电池装置还有什么优点? 会自动释放
依据氧化还原反应: 2Ag+(aq)+Cu(s) = Cu2+(aq)+2Ag(s) 电流计 设计的原电池如图所示。 A
请回答下列问题: (1)电极X的材料是 Cu ; 电解质溶液Y是 AgNO3 ; CuSO4 Y 正 (2)银电极为电池的 极, 溶液 ++e- =Ag Ag 发生的电极反应为 ; -=Cu2+ Cu-2e X电极上发生的电极反应为 ; (3)外电路中的电子是从Cu电极流向 Ag电极
Cu2++2e-=Cu
Zn2+
Zn
Cu2+
Cu2+
负极
Cu -
Cu
CuSO4溶液
正极
解决问题
怎样改进才能避免锌电极上产生铜?
A
Zn
电解质溶液 A
Cu
改进 Zn Cu
CuSO4
ZnSO4溶液 CuSO4溶液

实验验证
【温馨提示】
1.观察锌片、铜片、电流表的变化并如实记录;
2.相比之前的原电池,问题有没有解决? 改进前现象 改进后现象 表面无铜析出
盐桥的作用: (1)传递离子,使整个装置构成通路。 (2)平衡电荷,保持溶液保持电中性。
改进后的优点:
(1)在不改变反应原理的情况下,具有更高 的能量转换率,电流比较稳定 (2)原电池装置断路时,化学能不会自动释放
总结
实际应用
浆 层 纸
绝缘环,用塑料制成。能防止电池的正 负极之间因为有灰尘进入或意外短路而 漏电,能延长电池的使用时间
改进原电池
想一想 下列哪些装置能形成原电池? C
组卷网组卷网
ABaidu Nhomakorabea
A
Zn
Zn
Zn
Cu
Zn
Cu
硫酸铜
A
Zn
酒精
硫酸铜溶液
B
Cu
C
CuSO4
E
A
Zn Cu
实验验证
【温馨提示】
1.观察锌片、铜片、电流表的变化 并如实记录; 2.实验结束后请及时将电极从电解 质溶液中取出。
硫酸铜
【思考实验】你预计有哪些现象?
锌片表面析出铜 电流表偏转
电流表偏转更大
外电路
Zn 2+ Zn -
e- e
- Cl - K - Cl- K Cl K + +Cl K + +K +- K Cl - Cl + - - ClK ClK + + - + K KCl Cl - + K - Cl Cl K - + +
SO42-
SO4
Cu2+ 2-
X
盐桥
Ag
某原电池装置如右图所示。下列有关叙述正 确的是 A.Fe作正极,发生氧化反应 B.负极反应: 2H+ + 2e-=H2↑ C.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大 D.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不 变
作业
• 课后练习P73. 3,6
预期现象 锌片溶解 铜片上有铜析出 电流表指针偏转 实验现象 锌片上也有铜析出 铜片上有铜析出 电流表指针偏转
发现 问题
Zn片上有铜产生
1.能量转换率低
Zn含杂质,自身与硫酸铜构成原电 池,Cu2+在Zn表面得到部分电子 铜不断覆盖了锌片 2.电流衰减
断路情况下
3.负极损耗
锌与硫酸铜直接接触
Zn-2e-=Zn2+
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