原电池电动势的测定及其应用
原电池电动势的测定及其应用 - 环境科学与工程学院
实验三原电池电动势的测定及其应用1．目的要求（1）测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电动势；（2）学会一些电极的制备和处理方法；（3）了解电位差计的基本原理和正确使用。
2．实验原理凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。
对定温定压下的可逆电池而言:ΔrGm =- n F E （1）式中ΔrGm 是电池反应的吉布斯自由能增量；n为电极反应中电子的得失数。
F 为法拉弟常数； E为电池的电动势。
从式中可知，测得电池的电动势E后，便可求得ΔrGm，进而求得其他热力学参数。
但须注意，首先要求被测电池反应本身是可你逆的，即要求电池的电极反应是可逆的且不存在不可逆的液接界。
同时要求电池必须在可逆的情况下工作，即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行，此时只允许有无限小的电流通过电池。
为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，一般均采用电位差计测量电池的电动势。
原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能分别测定出两个电极的电势，就可以计算得到由它们组成的电池电动势。
下面以锌-铜电池为例进行分析。
电池表示为： Zn∣ZnSO4(a1)‖CuSO4(a2)∣Cu符号“∣”代表固相（Zn或Cu）和液相（ZnSO4和CuSO4两相界面；“‖”代表连通两个液相的“盐桥”；m1和m2分别为ZnSO4和CuSO4的质量摩尔浓度。
当电池放电时：负极起氧化反应：Zn → Zn2+（a（Zn2+））+2e-正极起还原反应：Cu2+（a（Cu2+））+2e- →Cu电池总反应为： Zn+ Cu2+（a（Cu2+））→Zn2+（a（Zn2+））+ Cu电池反应的吉布斯自由能变化值为：2+2(Zn )()ln ()()r m r ma a Cu G G RT a Cu a Zn Θ+•∆=∆+• （2）上述式中r m G Θ∆为标准态时自由能的变化值；a 为物质的活度，纯固体物质的活度等于1，则有：在标准态时a （Zn 2+）= a （Cu 2+）=1 （3） 在标准态时，a （Zn 2+）= a （Cu 2+）=1，则有：r m r m G G nFE ΘΘ∆=∆=- （4）式中E Θ为电池的标准电动势。
原电池电动势的测定及应用实验报告
原电池电动势的测定及应用实验报告实验目的1、学会Cu、Zn电极的制备和简单处理方法。
2、测定Cu-Zn原电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势。
3、掌握电位差计(包括数字式电子电位差计)的测量原理和正确使用方法。
实验原理电池电动势E的测定必须是在热力学可逆的条件下进行。
因此在测定时，首先要求被测电池反应本身是可逆的，即要求电池的电极反应是可逆的，并且不存在不可逆的液体接界，同时要求电池在放电或充电过程都必须在平衡态或无限接近平衡态下进行，即要求通过电池的电流无限小。
当一个可逆的化学反应是在无限缓慢的情况下进行时，就可以认为该电池的反应是在接近热力学可逆的条件下进行的。
而一个电池反应的快慢是以通过该电池电流的大小反映的，当通过电池的电流无限小时，则该可逆电池的反应就是在接近热力学可逆的情况下进行的。
为了使可逆电池在接近热力学可逆条件下进行，通常采用根据补偿法或称对消法(在外电路上加一个方向相反而电动势几乎相等的电池)设计的电位差计来测量电池的电动势。
液体接界电势的存在会破坏电池的可逆性，所设计的电池要尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减小液接界电势。
电位差计(示意图如下)，是利用补偿法测量直流电动势(或电压)的精密仪器，其工作原理如图所示:工作电源E，限流电阻R p，滑线电阻R AB构成辅助回路，待测电源E x(或标准电池E n)，检流计G和R AC构成补偿回路。
按图中规定电源极性接入E、E x，双向开关K打向2，调节C点，使流过G中的电流为零。
(称达到平衡。
若E<E x或E、E x极性接反，则无法达到平衡)，则E x=V AC=I R AC 即E x被电位差I R AC所补偿。
I为流过滑线电阻R AB的电流，称辅助回路的工作电流。
若已知I和R AC就可求出E x。
实际的电位差计，滑线电阻由一系列标准电阻串联而成，工作电流总是标定为一固定数值I0，使电位差计总是在统一的I0下达到平衡，从而将待测电动势的数值直接标度在各段电阻上(即标在仪器面板上)，直接读取电压值，这称为电位差计的校准。
原电池电动势的测定及应用实验报告
原电池电动势的测定及应用实验报告实验报告：原电池电动势的测定及应用一、实验目的：1.学习如何测定原电池的电动势。
2.了解原电池的构造和工作原理。
3.研究原电池的应用。
二、实验仪器和材料：1.原电池（例如锌银电池、铜锌电池等）2.电流表3.电位计4.导线5.开关6.电阻箱7.连接板8.电源三、实验原理：原电池是一种将化学能转化为电能的装置，由两个不同的金属或合金及其周围的电解质溶液组成。
在原电池中，金属条与电解质之间的化学反应产生电流。
电动势是原电池提供给外部电路单位正电荷所需的能量。
电动势的实际值与原电池的化学反应和电化学平衡有关。
四、实验步骤及数据处理：1.将原电池、电流表、电位计以及电阻箱按照电路图连接好。
2.打开开关，通过调节电阻箱中的电阻，使电流表示数保持在一个恒定的值。
3.根据电位计的示数和电流表的示数，计算出原电池的电动势。
五、实验结果与分析：根据电位计的示数和电流表的示数，我们进行了多组实验，并计算出了不同条件下原电池的电动势。
在分析实验结果时，我们可以发现，原电池的电动势与电流的大小无关，主要取决于原电池中的化学反应和电化学平衡。
不同种类的原电池，其电动势可能会有所不同。
六、实验应用：1.用于供电：原电池可以直接为电器设备或电路提供稳定的直流电源。
2.计算电动势：通过测量原电池的电动势，我们可以了解原电池的性能与工作状态，判断其是否需要更换或维修。
3.进行电解实验：原电池可以为电解实验提供所需的电流。
4.进行电池组装：原电池可以通过串联或并联的方式组装成电池组，提供更大的电动势和容量。
七、实验总结：通过本次实验，我们学习了如何测定原电池的电动势，并了解了原电池的构造、工作原理和应用。
电动势是一个重要的物理概念，对于理解电路的工作原理和实际应用具有重要意义。
原电池电动势的测定和应用
原电池电动势的测定和应用一、实验目的1.掌握对消法测定可逆电池电动势的测量原理和方法。
2.学会铜电极、醌氢醌电极和盐桥的制备方法。
3.熟悉精密电位差计、标准电池、检流计等仪器的使用方法和技术。
二、实验原理1.凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池或原电池。
可逆电池应满足一下条件：①电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。
②电池中不允许存在任何不可逆的夜接界。
③电池不许在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。
因此，在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。
用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。
可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。
设正极电势为φ+，负极电势为φ—，则:E=φ+－φ—电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准(标准氢电极是氢气压力为101325Pa，溶液中为1)，其电极电势规定为零。
将标准氢电极与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。
由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。
常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。
2.铜电极的标准电极电势对铜电极可设计电池如下：Hg(l)-Hg2Cl2(S)｜KCl(饱和)‖CuSO4(0.1000mol·kg-1)｜Cu(S)铜电极的反应为: Cu2+ + 2e → Cu甘汞电极的反应为: 2Hg+2Cl-→Hg2Cl2+2e电池电动势:(饱和甘汞)所以(饱和甘汞) (8)已知(饱和甘汞)，测得电动势E，即可求得。
3.测定溶液的pH值利用各种氢离子指示电极与参比电极组成电池，即可从电池电动势算出溶液的pH值，常用指示电极有:氢电极、醌氢醌电极和玻璃电极。
今讨论醌氢醌(Q·QH2)电极。
原电池电动势的测定与应用实验报告
原电池电动势的测定与应用一、实验目的1.掌握电位差计的测定原理和原电池电动势的测定方法。
2.加深对可逆电极、可逆电池、盐桥等概念的理解。
3.测定以下电池（I ）及电池（II ）的电动势。
4.了解可逆电池电动势测定的应用二、实验原理电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。
负极进行氧化反应，正极进行还原反应。
如果电池反应是自发的，则电池电动势为正。
符号“∣”表示两相界面，“‖”表示盐桥。
在电池中，电极都具有一定的电极电势。
当电池处于平衡态时，两个电极的电极电势之差就等于该可逆电池的电动势。
规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差，即： 原电池电动势的测定负极反应：()e Cl Hg Cl Hg 221-+→+饱和 正极反应：Ag e Ag →++总反应： ()Ag Cl Hg Ag Cl Hg 2221-+→+++饱和银电极的电极电势：+++-=Ag oAg/Ag Ag/Ag a 1ln F RT ϕϕ ()25t 00097.0799.0oAg/Ag --=+ϕ []0.02Ag a Ag =≈++饱和甘汞电极的电极电势：--=Cl oa 1ln F RT 饱和甘汞饱和甘汞ϕϕ ()25t 00065.02415.0--=饱和甘汞ϕ从上述电池的两个电极电位可算出电池的理论电动势,将测定值与之比较。
电池（II ）：()()Pt |Q Q NaAc L 0.2mol HAc L 0.2mol H ||饱和KCl |Cl Hg |Hg 2H -1-122⋅⋅+⋅+正极反应：()()()氢醌OH H C 2e 2H 醌O H C 246246→+++醌氢醌电极电极电势：pH F2.303RT a 1ln F RT o醌氢醌H o醌氢醌醌氢醌-=-=+ϕϕϕ 电池（I ）：()()Ag|L mol 0.02AgNO ||KCl |Cl Hg |Hg -1322⋅饱和()25t 0.000740.6994o醌氢醌--=ϕ原电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计接通后有电流通过， 在电池两极上会发生极化现象，使电极偏离平衡状态。
实验六十七 原电池电动势的测定及其应用
四、实验步骤
3、电动势测定
1）根据Nernst公式计算实验温度下电池1、2、3、4、5、 6的电动势理论值。 2）正确接好测量电池1的线路。用SDC数字电位差计测 量电池1的电动势。每隔2分钟测一次，共测三次。 3）同法，用SDC数字电位差计测量电池2、3、4、5、6 的电动势，要测至平衡时为止。 4）测量完毕后，倒去小烧杯的溶液，洗净烧杯。饱和甘 汞电极淋洗后，浸入饱和氯化钾溶液中保存。
五、注意事项
1、为使极化影响降到最小，测量前可初步估算被测 电池的电动势大小，以便在测量时能迅速找到平衡点。 2、测量电池电动势时，在对消点前，测量回路有电 流通过，在测量过程中不能使测量回路一直连通，应接 通一下调一下，直至平衡。 3、为判断所测量的电动势是否为平衡电势，可在约 15 min内等间隔地测量7～8个数据。若这些数据是在平 均值附近摆动，偏差小于±0.5 mV，则可认为已达平衡， 并取最后三个数据的平均值作为该电池的电动势。 4、盐桥不能完全消除液接电势，一般仍剩余1~2mV， 所以测得结果只能准至mV。
能否用伏特计来测量E ？
EX U IR内
I 0,U EX
电池与伏特计接通后有电流通过，在电池两极上会发生极 化现象，使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，伏特 计所量得的仅是不可逆电池的端电压。 因此电池电动势不能直 接用伏特表来测定。 利用电位差计可在电池无电流（或极小电流）通过时测得 其两极间的电势差，即为该电池的平衡电动势。
2、电池组合
四、实验步骤
将饱和KCl溶液注入50mL小烧杯中作为盐桥，得 电池1： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L L 电池2： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||KCl(饱和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) L 电池3： Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L 电池4： Cu | Cu 2+(0.0100mol· -1)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L L 电池5： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||KCl(饱和)|AgCl(s)|Ag L 电池6： Ag|AgCl(s)|KCl(饱和)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L
原电池电动势测定及应用
原电池电动势测定及应用原电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
常见的原电池有干电池、铅酸蓄电池、镉镍蓄电池等。
原电池的电动势是指，在电池内部两个不同电极材料之间，由于电化学反应而产生的电压差。
电动势越大，电池的输出电流和电能就越大，电池的性能也就越好。
本文将介绍原电池电动势的测定方法和其应用。
1. 理论计算法原电池电动势可通过化学反应式计算。
例如，在铅酸蓄电池中，反应式为Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O，化学反应式中所涉及的各元素的标准电极电势都是可以测定的。
因此，可以通过这些标准电极电势，计算出铅酸蓄电池的电动势。
2. 电位差法电位差法是通过将原电池与标准电池相比较，从而测定原电池电动势的一种方法。
假设现在要测量一个铅酸蓄电池的电动势，可以将该电池的电极接到标准氢电极上，并将另一电极与标准铜电极相连。
然后通过电桥法或伏安法测出两电极之间的电位差，从而计算出原电池的电动势。
3. 外施电势法外施电势法是一种直接测量原电池电动势的方法。
首先将原电池的电极接到电阻上，然后将其另一端连接到外部电源的正极上，使得原电池与外部电源并联。
通过调节外部电源的电势差，使得原电池电路中的电流为0，此时外部电源的电势差即为原电池的电动势。
原电池电动势的测定方法可以应用于电池的性能评估、研究和开发。
在电池的生产过程中，需要对电池电动势进行测定，以保证电池的性能能够满足设计要求。
在电池的研究和开发中，电动势的测定可以帮助研究人员评估不同电化学反应条件下的原电池电动势，从而优化电池的性能，提高其效率和能量密度。
在实际应用中，原电池的电动势可以用于驱动电子元件和机械设备等。
例如，在闪光灯中，闪光灯电路中的闪光灯管需要较高的电压来激发气体放电，电动势较高的铅酸蓄电池可以满足这个要求。
在无线传感器网络中，原电池电动势可以用来提供稳定的电源，使得传感器节点能够长时间工作。
总之，原电池电动势的测定和应用可以帮助我们更好地认识和应用电池，从而更好地满足我们的日常和工业生产需求。
原电池电动势的测定及其应用
一、实验目的和要求1. 掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法；2. 掌握电位差计、检流计和标准电池的使用方法；3. 学会电极和盐桥的制备方法；4. 掌握通过测量原电池电动势计算热力学函数变化值的原理、方法及其他应用。
二、实验内容和原理1．补偿法测电动势的原理电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计联接后有电流通过，就会在电极上发生电极极化，结果使电极偏离平衡状态。
另外，电池本身有内阻，所以伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。
测量电池电动势只能在无电流通过电池的情况下进行，因此需用对消法(又叫补偿法)来测定电动势。
对消法的原理是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。
对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其简单原理如图1所示。
电位差计由三个回路组成：工作电流回路、标准回路和测量回路。
图1 补偿法原理线路图(1)工作电流回路工作电流由工作电池E的正极流出，经可变电阻R、滑线电阻返回E的负极，构成一个通路，调节可变电阻R，使流过回路的电流成为某一定值。
这样AB上有一定的电位降低产生，工作电源E可用蓄电池或稳压电源，其输出电压必须大于待测电池的电动势。
（2）标准回路Es为电动势精确已知的标准电池，C是可在AB上移动的接触点，K是双向开关，KC间有一灵敏度很高的检流计G，当K扳向S一方时，AC1GS回路的作用时校准工作回路的以确定AB上的电位降。
如标准电池S的电动势为1.01865伏，则先将C点移动到AB上标记1.01865伏的C1处，迅速调节R直至G中无电流通过。
这时S的电动势与AC1之间的电位降与AC1间的电位降大小相等、方向相反而对消。
（3）测量回路当双向开关K换向Ex的一方时，用AC2GX回路根据校正好的AB上的电位降来测量未知电池的电动势。
在保证校准工作电流不变的情况下，在AB上迅速移动到C2点，使G中无电流通过，这时X的电动势与AC1间的电位的电位降大小相等，方向相反而对消，于是C2点所标记的电位降为X的电动势。
原电池电动势的测定和应用
原电池电动势的测定和应用原电池电动势的测定和应用引言：原电池电动势是指在没有电流通过时，电池两个极之间的电压差。
它是电池内部的化学反应产生的电势差，也是电池提供电能的基础。
准确测定和充分利用原电池电动势，对于电池的设计和应用具有重要意义。
本文将介绍原电池电动势的测定方法和其在实际应用中的一些典型案例。
一、原电池电动势的测定方法1. 电池伏特计法电池伏特计法是最常用的测定原电池电动势的方法。
具体操作步骤如下：（1）将待测电池与标准电池连接成串联电路；（2）用电压表测量串联电路的总电压；（3）通过改变待测电池与标准电池的连接方式（正负极对换），多次测量总电压；（4）通过计算得到待测电池的电动势。
2. 静态电位法静态电位法是一种利用电位差计测量电动势的方法。
具体操作步骤如下：（1）将待测电池的两个极分别连接到两个电位计的电极上；（2）通过调整电位计的电位差，使得两个电位计的读数相等；（3）记录下电位计的电位差，即为待测电池的电动势。
二、原电池电动势的应用1. 电池选型在进行电池选型时，原电池电动势是一个重要的考虑因素。
不同应用场景对电池的电动势要求不同，如需要提供大电流的应用通常需要较高的电动势，而对于低功耗设备，则可以选择电动势较低的电池。
因此，准确测定原电池电动势可以帮助工程师选择适合的电池。
2. 电池的寿命预测电池的寿命与其电动势密切相关。
通过测量电池的电动势变化，可以预测电池寿命的变化趋势。
当电动势降低到一定程度时，就意味着电池即将达到寿命极限，需要进行更换或充电。
3. 电池状态监测电池状态监测是指实时监测电池的电动势变化，以判断电池的工作状态。
通过测量电动势的变化，可以判断电池是否正常工作，是否需要维护或更换。
这对于一些关键设备的运行非常重要，如医疗设备、航天器等。
4. 电池的充放电控制电池的充放电控制是指根据电池的电动势变化来控制充放电过程。
通过测量电动势的变化，可以判断电池的电量情况，从而控制充放电的时机和速度，以保证电池的安全和有效使用。
原电池电动势的测定及应用实验报告
原电池电动势的测定及应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过测定原电池的电动势，探究原电池内部化学反应的特性，以及原电池在实际应用中的表现。
通过本实验，能够深入了解电化学领域的知识，为日后的学习和科研打下坚实的基础。
二、实验原理1. 原电池的电动势在实验中，我们将使用铜离子和锌离子构成的原电池作为研究对象。
铜离子在还原反应中接受电子，锌离子在氧化反应中释放电子，从而构成了原电池的电化学反应。
根据纳塔尔方程，可以得到原电池的标准电动势公式如下：E°cell = E°cathode - E°anode其中E°cell表示原电池的标准电动势，E°cathode表示还原反应的标准电势，E°anode表示氧化反应的标准电势。
通过测定原电池的电动势，可以推断出原电池内部化学反应的趋势和特性。
2. 库仑定律根据库仑定律，原电池电动势与反应物浓度的关系可以表示为：Ecell = E°cell - (RT/nF) * lnQ其中Ecell表示原电池的电动势，E°cell表示标准电动势，R表示气体常数，T表示温度，n表示电子转移数，F表示法拉第常数，Q表示反应物的活度积。
通过测定不同反应物浓度下的电动势变化，可以验证库仑定律的成立。
三、实验材料和设备1. 铜离子和锌离子构成的原电池2. 电位计3. 导线4. 盐桥5. 反应物浓度变化实验所需的试剂四、实验步骤1. 将原电池连接至电位计，并记录下初始电动势。
2. 分别测定不同反应物浓度下的电动势，记录实验数据。
3. 根据实验数据，绘制原电池电动势与反应物浓度的关系图。
4. 分析实验结果，总结实验结论。
五、实验结果与分析我们在实验中测定了铜离子和锌离子构成的原电池在不同反应物浓度下的电动势变化情况。
通过实验数据的分析，我们得出了如下结论：1. 随着反应物浓度的变化，原电池的电动势呈现出明显的变化趋势，符合库仑定律的规律。
实验二原电池电动势的测定及应用
在实验过程中，每隔一段时间 记录一次电压表和电流表的读
数，以便后续数据处理。
数据记录与处理
01
02
03
数据整理
将实验过程中记录的电压 表和电流表的读数整理成 表格，以便进行后续分析。
数据处理
根据实验数据，计算原电 池的电动势和内阻等参数， 并分析其变化趋势。
结果分析
根据数据处理结果，分析 不同类型原电池的电动势 和内阻差异，以及影响因 素。
测量仪器
电压表、电流表等用于测量原 电池的电动势和电流。
原电池
不同种类和组成的原电池，以 便进行对比实验。
实验操作
准备实验设备
确保电源、导线、测量仪器和 原电池都已准备好，并检查其
正常工作状态。
连接电路
按照实验要求，使用导线将电 源、原电池和测量仪器正确连 接起来，形成完整的电路。
启动实验
打开电源，观察原电池的工作 状态，并记录电压表和电流表 的读数。
实验结果较为准确，误差在可接受范围内，实验操作和数据处理方法有待进一步优 化。
实验中存在的问题与改进建议
1
实验操作过程中存在一定的人为误差，如电极放 置不准确、溶液搅拌不均匀等。建议加强实别数据存在异常值。建议在 实验过程中增加数据采集的频次，以获取更准确 的数据。
03 原电池电动势测定的应用
原电池电动势与氧化还原反应的关系
总结词
原电池电动势与氧化还原反应密切相关，电动势的大小可以反映氧化还原反应进行的程度和方向。
详细描述
原电池电动势的产生是由于氧化和还原反应分别在两个电极上发生，从而产生电位差。电动势的大小 与氧化还原反应的平衡常数、反应物浓度和温度等因素有关，可以用来判断反应进行的程度和方向。
物理化学实验报告讲义原电池电动势的测定及应用
物理化学实验报告讲义原电池电动势的测定及应用实验目的：1.了解原电池的构造和工作原理；2.测定不同原电池的电动势；3.学习应用原电池测定其它电池的电动势。
实验仪器与材料：1.利敏电流计；2.电导仪；3.毛细电压计；4.盐桥；5.铜、锌、铁电极；6.高纯氯化亚锡晶体；7.高纯亚硫酸铜晶体。
实验原理：原电池是由两种松散结合的半电池组成的，其中一个半电池是按标准氢电极（SHE）构造的。
用实验方法测定原电池中两个半电池的电势差，即可得到原电池的电动势。
实验步骤：1.准备两个半电池：一个是标准氢电极，另一个是待测半电池。
其中标准氢电极的电势定义为0V。
2.将待测半电池与标准氢电极分别连接到利敏电流计，记录两个半电池的电势差。
3.测定待测半电池的电动势时，需要在盐溶液中浸泡待测电极，此时需要使用一个盐桥将电极的盐溶液与饱和KCl溶液隔离开。
4. 将待测半电池的电极插入Moody毛细电压计中，通过观察毛细管液面的升降，确定电压计上的读数。
5.根据测得的电势差以及标准氢电极的电势（0V），计算出待测半电池的电动势。
实验结果与分析：测得不同原电池的电动势如下（以V表示）：原电池材料，电动势--------，------Cu/Zn，1.10Fe/Zn，0.87通过实验测定，我们可以得到不同原电池的电动势。
从实验结果可以看出，Cu/Zn原电池的电动势较大，而Fe/Zn原电池的电动势较小。
实验应用：根据电动势的测定结果，我们可以利用原电池电动势的差异来测定其它电池的电动势。
例如，如果要测定一个未知电池的电动势，我们可以将其与一个已知电池连接成原电池，然后测量两者的电势差，通过计算即可得知未知电池的电动势。
实验注意事项：1.在测定待测半电池的电动势时，要确保盐桥的稳定性，避免盐桥中的溶液与待测电极溶液发生混合。
2.测定电动势时，要注意利敏电流计和电导仪的使用方法，避免操作不当产生误差。
3.实验结束后，要妥善清洗和保存使用过的电极，以及盐桥和其它实验仪器。
原电池电动势的测定及其应用
原电池电动势的测定及其应用原电池电动势的测定是通过实验方法来确定的，常见的测定方法有以下几种：1. 伏特法：利用伏特计测量电池的电动势。
伏特计的原理是基于法拉第电磁感应定律，通过测量在电池两端产生的电压差来确定电动势的大小。
2. 哈特曼法：利用哈特曼振荡器等仪器测量电池的电动势。
这种方法是通过在电池两端施加不同的负载电阻，在不同的电阻上测得电池的电流和电压差，然后绘制电流与电压差之间的关系曲线，通过曲线的斜率来确定电动势。
3. 可逆电池法：利用可逆电池与待测电池进行比较来确定电动势。
可逆电池是一种在反应进行过程中电动势保持不变的电池，通过将待测电池与可逆电池相连，使它们共享电解质容器，然后测量它们之间的电压差，即可得到待测电池的电动势。
原电池电动势的测定在很多领域都有重要的应用，例如：1. 电化学研究：电池电动势的测定可以用于研究电化学反应的动力学和热力学特性，从而帮助人们了解电化学系统的性质和行为。
2. 电力工程：电池电动势的测定可以用于评估电池的性能和寿命，以及电池组的组合方式。
这对于设计和优化电池系统以及选择合适的电池应用场景都具有重要意义。
3. 化学分析：电池电动势的测定可以用于确定溶液中金属离子的浓度，从而实现化学分析和定量分析。
4. 理论研究：电池电动势的测定可以用于验证电化学理论，比如纳斯特方程和法拉第定律的适用性，对电化学领域的理论研究具有重要意义。
总的来说，原电池电动势的测定与应用涉及到电化学、能源和材料科学等多个领域，对于电池和电化学系统的研究和应用都具有重要意义。
原电池电动势的测定及应用实验报告
原电池电动势的测定及应用实验报告【知识文章】浅谈原电池电动势的测定及应用1. 引言原电池电动势作为控制与推动电子流动的重要物理量，在科学研究和工程应用中发挥着重要的作用。
本文将通过对原电池电动势的测定及应用实验的探讨，为读者深入了解和掌握原电池电动势的概念和实际应用提供指导。
2. 原电池电动势的概念与测定方法2.1 原电池电动势的概念原电池电动势指的是不经外力推动时，在电池两端的电压差。
它通常用电压单位伏特（V）来表示。
原电池电动势源自于化学反应，并通过离子流动来提供电子流动的动力。
2.2 原电池电动势的测定方法（1）开路电压法：即电池处于断路状态，利用电压计直接测量电池的开路电压，即可得到原电池电动势。
（2）闭路电压法：即电池处于闭路状态，利用电压计测量电池两端的电压差，即可得到原电池电动势。
3. 原电池电动势的应用实验报告3.1 实验目的通过实验测定各种原电池的电动势，了解不同原电池的性能差异，并探究其应用领域。
3.2 实验仪器（1）电压计：用于测量电池的电压差。
（2）原电池：可选择锌铜电池、铅酸电池等不同类型的电池。
3.3 实验步骤（1）准备实验所需仪器和电池。
（2）将电压计的两个电极分别连接到原电池的两端。
（3）记录电压计示数，即可得到原电池的电动势。
3.4 实验结果与分析通过进行实验测定，我们得到不同类型原电池的电动势数据，并对比分析不同原电池的性能差异。
锌铜电池的电动势相对较低，适用于低功率电子设备；而铅酸电池的电动势相对较高，适用于高功率应用，如汽车起动。
4. 原电池电动势的应用领域原电池电动势作为推动电子流动的动力，广泛应用于各个领域。
以下是几个常见的应用领域：4.1 电子设备领域：原电池电动势可用于供电电路，如手机、手提电脑等电子设备。
4.2 交通运输领域：原电池电动势可用于汽车、电动车、轮船等交通工具的动力来源。
4.3 能源存储领域：原电池电动势可用于储能系统，如太阳能储能、风能储能等。
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原电池电动势的测定及其应用1. 简述对消法测原电池电动势的测量原理。
答：电位差计是根据补偿法(或称对消法)测量原理设计的一种平衡式电压测量仪器。
其工作原理是在待测电池上并联一个大小相等，方向相反的外加电势，这样待测电池中就没有电流通过，外加电势差的大小就等于待测电池的电动势。
如图所示，电位差计有工作、标准、测量三条回路。
1）校准工作电流I W开关K 打向1，预先调好标准回路中的标准电阻Rn ，调节工作回路的电阻r 至检流计无电流通过，工作电流I W 就已被确定。
2）测量未知电池电动势E W开关K 打向2，调节测量回路的电阻R X 至检流计无电流通过，此时I R X与被测电池电动势对消。
2. 简述铜电极电位测定的基本原理。
答：实验只能测得两个电极构成的电池的电动势E ，而无法测得单个电极的电极电势φ。
若选定一个电极作为标准，使其与任意其它电极组成电池，测其电动势，就可得出各电极的相对电极电势φ 。
通常将氢电极在氢气压力为100KPa ，溶液中氢离子活度为1时的电极电势规定为零伏，称为标准氢电极，然后与其它被测电极进行比较。
以标准氢电极作阳极即负极；而将待测电极作阴极即正极，组成原电池，然后用电位差计测量该电池的电动势，这个数值nnW R E I =X W X R I E =NX N X R R E E =和符号就是待测电极的氢标还原电极电势的数值和符号。
由于使用标准氢电极不方便，在实际测定时往往采用第二级的标准电极，甘汞电极是其中最常用的一种。
这些电极与标准氢电极比较而得到的电势已精确测出。
3. 在原电池电动势的测定过程中应尽可能的做到在可逆条件下进行，为此在实验过程中应注意什么？答：电动势的测量方法属于平衡测量，在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。
为此应注意以下几点：（1）测量前可根据电化学基本知识，初步估算一下被测电池的电动势大小，以便在测量时能迅速找到平衡点，这样可避免电极极化。
（2）要选择最佳实验条件使电极处于平衡状态。
制备锌电极要锌汞齐化，成为Zn(Hg)，而不直接用锌棒。
因为锌棒中不可避免地会含有其它金属杂质，在溶液中本身会成为微电池，锌电极电势较低(-0.7627V)，在溶液中，氢离子会在锌的杂质(金属)上放电，锌是较活泼的金属，易被氧化。
如果直接用锌棒做电极，将严重影响测量结果的准确度。
锌汞齐化，能使锌溶解于汞中，或者说锌原子扩散在惰性金属汞中，处于饱和的平衡状态，此时锌的活度仍等于1，氢在汞上的超电势较大，在该实验条件下，不会释放出氢气。
所以汞齐化后，锌电极易建立平衡。
制备铜电极也应注意：电镀前，铜电极基材表面要求平整清洁，电镀时，电流密度不宜过大，一般控制在20mA·cm-2左右，以保证镀层紧密。
电镀后，电极不宜在空气中暴露时间过长，否则会使镀层氧化，应尽快洗净，置于电极管中，用溶液浸没，并超出1cm左右，同时应尽快进行测量。
（3）为判断所测量的电动势是否为平衡电势，一般应在15min 左右时间内，等间隔地测量7-8个数据。
若这些数据是在平均值附近摆动，偏差小于±0.5mV，则可认为已达平衡，可取其平均值作为该电池的电动势。
（4）前面已讲到必须要求电池反应可逆，而且要求电池在可逆情况下工作。
但严格说来，本实验测定的并不是可逆电池。
因为当电池工作时，除了在负极进行Zn的氧化和在正极上进行Cu2+的还原反应以外，在ZnSO4和CuSO4溶液交界处还要发生Zn2+向CuSO4溶液中扩散过程。
而且当有外电流反向流入电池中时，电极反应虽然可以逆向进行，但是在两溶液交界处离子的扩散与原来不同，是Cu2+向ZnSO4溶液中迁移。
因此整个电池的反应实际上是不可逆的。
但是由于我们在组装电池时，在两溶液之间插入了“盐桥”，则可近似地当作可逆电池来处理。
4. 电镀铜的时候，出现镀层不紧密的原因是什么？答：电流密度过大，导致在电镀的时候也电解了水产生气体，从而使电极表面的的镀层过于疏松。
5. 在用电位差计测量原电池电动势过程中，若检流计的光点（或读数）总是向一个方向偏转，始终无法回零，可能是什么原因?答：根据电位差计测量电动势的工作原理图可知检流计的光点（或读数）总是向一个方向偏转，即电流读数无法回零，可能有以下几个原因：工作电池的电压过低；线路接触不良或导线有断路；被测电池、工作电池或标准电池极性接反；被测电动势高于电位差计的限量。
6、参比电极应具备什么条件？有何作用？答：参比电极应具备的条件是：（1）必须是可逆电极，它的电极电势也是可逆电势；（2）必须具有良好的稳定性和重现性，即电极电势稳定，不易在空气中发生反应，与放置时间影响不大，各次制作的同样的参比电极，其电极电势也基本相同；（3）由金属和金属难溶盐或金属难溶氧化物组成的参比电极属于第二类电极，如银-氯化银电极、汞-氯化汞电极、汞-氧化汞电极，要求这类金属的盐或氧化物在溶液中的溶解度很小。
参比电极作用：与被测电极组成电池，通过测量电池电动势，然后根据参比电极的电势求得被测电极的电极电势。
7. 在原电池电动势的测定实验中，铜电极制备时为何要电镀铜？答：要选择最佳实验条件使铜电极处于平衡状态。
8. 在原电池电动势的测定实验中，原电池的电极接反了会有什么结果？答：检流计的光点总是向一个方向偏转，即检流指示调不到零。
9. 在原电池电动势的测定实验中， E x、E n、E w中任一不通（断路）有什么结果？答：检流计的光点总是向一个方向偏转，即检流指示调不到零。
10. 用Zn（Hg）与Cu组成电池时，有人认为锌表面有汞，因而铜应为负极，汞为正极。
请分析此结论是否正确。
答：不正确。
锌汞齐化，能使锌溶解于汞中，或者说锌原子扩散在惰性金属汞中，处于饱和的平衡状态，此时锌的活度仍等于1，因此仍然是锌为负极。
11. 在原电池电动势的测定实验中，锌电极制备时为什么要使锌汞齐化？答：要选择最佳实验条件使锌电极处于平衡状态。
制备锌电极要锌汞齐化，成为Zn(Hg)，而不直接用锌棒。
因为锌棒中不可避免地会含有其它金属杂质，在溶液中本身会成为微电池，锌电极电势较低(-0.7627V)，在溶液中，氢离子会在锌的杂质(金属)上放电，锌是较活泼的金属，易被氧化。
如果直接用锌棒做电极，将严重影响测量结果的准确度。
锌汞齐化，能使锌溶解于汞中，或者说锌原子扩散在惰性金属汞中，处于饱和的平衡状态，此时锌的活度仍等于1，氢在汞上的超电势较大，在该实验条件下，不会释放出氢气。
所以汞齐化后，锌电极易建立平衡。
12. 在原电池电动势的测定实验中，制备电极时为什么电极的虹吸管内（包括管口）不能有气泡？答：制备电极时，电极的虹吸管内（包括管口）若有气泡，空气不导电，相当于断路或接触不良，会使电流读数为零或电流读数不稳定。
13. 什么是原电池的电动势？能否用伏特计测定原电池的电动势？为什么？答：电池电动势是通过原电池电流为零(电池反应达平衡)时的电池电势，用E 表示，单位为伏特。
由于电动势的存在，当外接负载时，原电池就可对外输出电功。
不能用伏特计测定原电池的电动势。
电池与伏特计接通后有电流通过，在电池两极上会发生极化现象，使电极偏离平衡状态。
另外，电池本身有内阻，伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。
因此电池电动势不能直接用伏特计来测定。
14. 盐桥的作用是什么？选择盐桥液应注意什么问题？XX E U I IR U E →→+=,0内答：盐桥的作用是降低液接电势，但不能完全消除。
选择盐桥液应注意以下几个问题：①用作盐桥的电解质正负离子的摩尔电导率尽可能接近；②用作盐桥的电解质不能与电池中的电解质发生反应；③盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。
因此常用饱和KCl 溶液作为盐桥，因为K+与Cl-的迁移数相近，当有Ag+时，用KNO3或NH4NO3饱和溶液。
15. 在原电池电动势的测定实验中，如何判断所测量的电动势为平衡电势？答：为判断所测量的电动势是否为平衡电势，一般应在15min左右时间内，等间隔地测量7-8个数据。
若这些数据是在平均值附近摆动，偏差小于±0.5mV，则可认为已达平衡，可取其平均值作为该电池的电动势。
16. 什么是原电池的电动势？答：电池在电流无限小（即电池处于平衡状态）时的电势。
17. 如何维护和使用标准电池以及检流计？答：标准电池的使用：切勿将电池倒转、倾斜或者摇动；正负极不能接错；校正电位计用，不作电源，不允许有10-4A以上的电流通过，故绝不可用伏特计测其电压或用万用表试其是否为通路。
检流计的使用：检流计两端的电压不能过大，否则会造成电流超过检流计的最大量程值，损坏检流计；在使用之前要检查指针是否指零，如果不指零就要手动调节，否则会测出错误的值；最后，和检流计相串联的滑动变阻器要足够大，在减少滑动变阻器的时候尽量缓慢，不可忽变！18. 试举出原电池电动势的测量的应用的两个实例答：原电池电动势的测量的应用：(1)计算化学反应热力学函数值的变化；(1)测量溶液的pH值；(3)计算化学平衡常数，判断氧化还原反应方向；(4)计算难溶盐的溶度积和络合离子稳定（不稳定）常数；(5)求标准电极电势，计算离子活度系数；(6)电位滴定，确定某些容量分析过程中的滴定终点；(7)在离子选择电极，电位—PH 图等方面有重要作用。
19. 在原电池电动势的测定实验中，影响实验测量准确度的因素有哪些？答：电极制备的好坏，溶液的浓度变化，电位差计的准确度，盐桥对液接电势的消除程度等。
20. 标准电池的电动势与哪些因素有关？答：标准电池电动势与实验室温度有关，它的大小是一个和温度有关的数学达式。