减轻铜锌原电池实验中铜片上产生气泡的探究

一、实验原理

铜、锌两电极，一同浸入稀盐酸时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成二价锌进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片获得电子，被还原成氢原子。

氢原子结合成氢分子从铜片上放出。两极发生如下反应：

正极：2H+ +2e-=H2↑（硫酸铜溶液为电解质溶液）

负极：Zn-2e-=Zn2+

总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑

二、问题提出

根据实际情况，在酸溶液中连接铜片与锌片后，溶液中铜片会出现气泡，但锌片上也会出现气泡。锌片上出现气泡的原因是什么？如何减轻这种现象？

猜想：

①由于铜锌原电池的原理是电子转移，锌片上产生气泡是否与连接铜片与锌片的导体的电阻大小有关？

②锌片产生气泡是因为锌和溶液中的氢离子会发生反应，那么，这种现象是否与酸的浓度有关？

三、实验步骤

1、对酸的浓度的影响的探究

①用导线连接铜片、锌片后，分别同时插入到浓度分别为1mol/L，0.5mol/L，0.25mol/L的

30ml稀硫酸中，中间连接一个电流计。

表1：不同酸浓度对应的现象

2、对导体电阻影响的探究

取上一实验的最适浓度进行实验

所选最适浓度为：0.25mol/L

将不同的导体分为三组，作为连接铜片和锌片的导线

①直接相连的两根导线

②一根导线连接铜片和锌片

③未除氧化膜的铝丝

四、现象分析与数据处理

通过表一进行分析发现，有两金属片之间能检测到电流，说明二者在稀硫酸中形成了闭合的回路。酸浓度越高,导电性越强，但是对锌片的腐蚀也越强。也越难以观察到铜片上的气泡。但是从0.25mol/L的酸所对应的试验现象来看，可以较为明显地观察到铜片表面上有气泡，但是锌片上的气泡难以避免。

通过表二进行分析，选取0.25mol/L的酸作为介电质，在能够较好的观察到铜片上气泡的基础上进行进一步探究，发现当连接两电极金属片的导线电阻越小，则铜片上所观察到的气泡就越明显。如果电阻较大，铜片上的气泡就会比较难分辨出。

五、结果与讨论

由实验结果可知，影响铜片上产生气泡的多少与电解质溶液酸的浓度和连接导线的电阻均有关系。酸浓度较大时，虽然电流更大，但由于对锌片的腐蚀也会更加明显，故在锌片上产生的大量气泡会影响铜片上气泡的观察，但是稀释酸液，使酸的浓度大大降低以后，原电池依然可以发挥作用，且锌片上的气泡大大减少，便于观察，而使用电阻较小的导体作为连接导线的材料，也会很好地改善实验的观察效果。由于实验时的材料有限，可选取的导线的对照较少，在条件允许的情况下，选择纯度较高，横截面直径较大的铜丝作为导线可能有更好的效果，也更有利于课堂演示。

另外，在课堂演示时，如果学生发现锌片上有气泡并进行提问，教师在处理该问题时可以直接面对进行回答，因为原电池的原理是由于导线转移电子使氢离子在铜片表面得电子形成氢气，与锌片被酸腐蚀的反应并不相互矛盾。应告知学生观察的重点是铜片表面会产生气泡，而在未连接导线时，铜片表面是不会产生气泡的。

原电池教学中实验探究二则

原电池教学中实验探究二则发表时间：2018-05-02T15:38:07.553Z 来源：《素质教育》2018年4月总第269期作者：袁林庆 [导读] 探究实验的合理设置对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。山东省垦利一中257500 新课标教学模式下，要求化学教师从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个方面入手，着眼于提高学生的科学素养，培养学生的创新精神和实践能力。探究学习是实现这一目标的重要方式，也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。以实验为基础是化学学科的重要特征之一。因此，探究实验的合理设置对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。下面是我结合原电池知识的教学精心设计的两则探究实验：一、在学习原电池组成条件时，设计下图装置，用于实验探究实验操作步骤如下： 1.按图连好装置（电流计未画出）。 2.在粉笔上滴加无水乙醇，用电流计的两笔头分别接触两铜丝，然后再用两笔头接触铜丝和铁丝。观察电流计的指针是否偏转。 3.在粉笔上滴加0.2mol/L的盐酸，重复上述操作，观察电流计的指针是否偏转。在教学中，边探究、边观察现象，思考操作2与操作3现象有什么不同，什么原因？结合有关所学原电池的知识，通过观察现象得出了结论。在操作2中电流计的指针不偏转，说明无电流产生；在操作3中，当电流计的两笔头接触两铜丝时，指针不偏转。当接触铜丝和铁丝时，指针偏转，说明有电流产生。通过该实验探究，学生总结出组成原电池必须具备三个条件：（1）有两个活泼性不同的电极；（2）有电解质溶液；（3）形成闭和回路，产生电流。上述探究实验仪器简单，操作方便，现象明显，印象深刻，并能引起学生强烈的兴趣，非常适合教学。二、在学习原电池原理的重要应用时，设计如下探究实验 1.在培养皿内加入约10mL的稀硫酸，再加入边长约3cm的去掉氧化膜的锌片。 2.为使实验现象明显，便于全班同学观察，将培养皿放在投影仪上放大投影。 3.在锌片上滴几滴硫酸铜溶液，观察现象。实验过程中，学生认真观看投影，思考原因，结合所学知识，得出结论。操作1锌片周围出现气泡少而且慢；操作3滴上硫酸铜的锌片周围气泡明显冒出得多且快。二者反应速率不同原因是后者组成了原电池，加快了化学反应的速率。不难发现，直观生动的探究实验教学，不但能激发学生的学习兴趣，同时也培养了学生的逻辑思维能力及实验探究能力。实践证明，探究实验有助于激发学生学习化学的兴趣，理解和掌握化学知识和技能。为了学生的实验能力，我们有必要在探究实验方面有所创新，发挥探究实验在化学教学中的功能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。

铜-锌原电池及其原理 (4)

第20讲原电池化学电源班级：________ 第____组姓名：________ 组内评价：________教师评价：________ 考纲展示： 1.了解原电池和电解池的工作原理，会书写电极反应式和电池反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。学情分析：纵观近几年的高考试题发现，高考主要围绕着原电池工作原理及其应用进行命题。考查原电池工作原理往往以新型能源电池或燃料电池为载体，考查原电池正负极的判断、电极反应的书写、电子或电流的方向及溶液pH的变化等；原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等，主要以选择题、填空题形式出现。【知识梳理】一.原电池的工作原理 1．概念和反应本质原电池是把转化为的装置，其反应本质是。 2．工作原理(以铜—锌原电池为例) 3．构成条件 (1)一看反应：看是否有能自发进行的反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 (2)二看两电极：一般是不同的两电极。 (3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入溶液中。【总结提升】原电池中判断正负极的方法二.化学电源 1.一次电池：（1）碱性锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO 2 ＋2H 2 O===2MnOOH＋Zn(OH) 2 。负极材料：电极反应：正极材料：电极反应： (2)银锌纽扣电池(电解质溶液为KOH溶液) 负极材料：，电极反应：，正极材料：，电极反应：，总反应：。 2．二次电池铅蓄电池(电解质溶液为30%H 2 SO 4 溶液) 总反应：2PbSO 4 ＋2H 2 O===Pb＋PbO 2 ＋2H 2 SO 4 。 ①放电时的反应负极反应：，正极反应：，总反应：。电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②充电时的反应阴极反应：阳极反应：， 3．燃料电池 (1)氢氧燃料电池①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。 ②燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由供给。 (2)铝—空气—海水电池负极材料：铝片，正极材料：铂片，电解质溶液：海水，负极反应：，正极反应：，

铜锌原电池为什么电子要移动到铜片上呢

铜锌原电池为什么电子要移动到铜片上呢, 问题补充: 氢离子可以直接在Zn 片上与Zn反应生成氢气，为什么电子要流动到Cu片上，而氢离子也要移动到铜片上反应成氢气呢,还有电子流动到Cu片上后，是在Cu表面附着的吗, 一看就知道楼主是高中生，对所学的知识进行更加深入的研究，这种学习态度很好哦，灰常值得表扬~~但你所提出的这个问题是超出高中化学教学范围的，“为什么在铜锌原电池中，Zn电极失去的电子要通过导线富集到Cu电极的表面，而不是直接与电解液中的氢离子直接反应生成氢气。这到底是为什么呢,”这个问题高考是绝对不会也不可能涉及到的。仅需了解就行。但是，如果你深入的理解了这个问题的话，对你今后原电池原理的掌握会有非常大的帮助，你会比其他死记硬背的学生知其根本。好了言归正传，开始讲解这个问题。首先，楼主你要遇到一个新的概念“电极电位”【也可称之为电极电势】金属浸于电解质溶液中，显示出电的效应，即金属的表面与溶液间会产生电位差，这种电位差称为金属在此溶液中的电极电位。电极电位是一个相对性的值，也就是说，在确定了某个电位标准的前提下，才能谈论电极电位这个概念。也就是说，为了获得各种电极的电极电势数值，就要以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势, 而确定各种不同电极的相对电极电势E值。1953年国际纯粹化学与应用化学联合会(IUPAC)的建议，采用标准氢电极作为标准电极，并人为地规定标准氢电极的电极电势为0。而在本例中，你可以将电解质溶液的电极电位人为的规定为0. 那么是什么原因导致了金属表面与溶液间电位差【或者说电势差】的产生呢, 原因是:将Zn浸泡在电解质溶液中时,Zn原子失去电子,转化为离子进入溶液的倾向远超过Zn离子结合电子,转化成Zn原子,重新回到Zn金属上的倾向，实质就是由于Zn不断的和电解液之间进行反应，在Zn电极的表面上富集了大量的带负电

铜—锌原电池原理实验改进

铜—锌原电池原理实验改进电池在现代人们中发挥着越来越多重要的作用，人们的生活离不开电池，本文主要阐述铜—锌原电池原理实验改进。标签：铜—锌原电池原理试验改进方法在现代生活、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。

原电池的探究与实验(实验部分)

实验 1. 1用一般锌和纯锌做负极的实验比较实验装置采用市售的原电池装置容积为6 ×3 ×8cm (下同) ,硫酸浓度为20% (体积比)、溶液温度10℃,两电极间距离3 cm,外接灵敏电流计, (量程为0 -3A,内电阻为01025Ω)。纯锌电极采用分析纯锌片(纯度为99199%) ; 铜电极为分析纯铜片(纯度为99199%) ,两电极面积均为(5 ×215) cm2。见表1。表1不同纯度的锌电极实验比较从实验结果可看出,采用纯度较高的锌片做电极(负极) ,锌电极上的气泡,确实大大减少,但仍有少量气泡。反应前后测定硫酸溶液温度变化不大,说明原电池反应热效应不明显。 1. 2用不同浓度的硫酸溶液实验比较用纯铜片和纯锌片做电极,电极面积为( 5 ×215) cm2 ,两电极间距离为3 cm,硫酸溶液的温度为10℃。实验结果见表2。表2 不同浓度的硫酸实验比较从实验结果可看出,随着硫酸溶液浓度的增加,两电极上反应加剧,对外供给的电流增大。但在Zn负极上始终有气泡产生,而且也随硫酸浓度增大而增多。当硫酸浓度达60%时,由于浓硫酸的强氧化性,而使Zn表面产生致密氧化层,两极反应停止。

1. 3电极面积对实验的影响用纯铜片和纯锌片做电极,两电极间距离3 cm,硫酸溶液浓度为20% ,温度10℃,改变两电极面积做实验。实验结果见表3。表3 不同电极面积实验比较从实验结果看出,随着电极面积的减小,原电池对外供电能力减弱。 1. 4电极间距离对实验的影响用纯铜片和纯锌片做电极,电极面积(5 ×215)cm,硫酸溶液浓度20%,温度10℃,改变两电极间距离实验。实验结果见表4。表4 不同电极间距离实验比较

铜-锌原电池及其原理

《化学能与电能》第一课时学案在巴格达一博物馆中，陈列着一只具有两千多年历史的的小陶罐，罐内装着铁棒，铁棒悬在铜质圆柱体内，外层覆盖着沥青。科学家经过实验发现：只要往其中倒入酸、碱性水或葡萄汁，在铁棒、铜柱体之间接上电流表，指针便会发生偏转。科学家推测，古人用这些小陶罐来冶金或者给贵重物品进行镀金，甚至用于医用麻醉等。1800年物理学家在这些小陶罐的基础上发明了伏打电池。思考：小陶罐主要由什么构成的？它是如何工作的？学习任务1:学习理解原电池的工作原理序号实验思考讨论 1 现象：离子方程式：(若是氧化还原反应，请用双线桥标出电子的转移和反应类型) 2 Cu片：现象：方程式：（反应）Zn片：现象：方程式：（反应） 3 原电池 1、定义: 将转化为的装置。 2、原理电子方向：电流方向：离子移动方向：学习理解：归纳原电池的工作原理

学习任务2：实验探究原电池的形成条件请你运用以下实验用品，自主设计并动手实验，探究原电池的形成条件。并完成下面表格。实验用品：A 组：2片Al 、1片Cu 、酒精、稀硫酸、导线、电流表、砂纸、盒子（思考：使用Al 片时，必须先用砂纸磨一磨，为什么？） B 组：2片Zn 、石墨棒、酒精、稀硫酸、导线、电流表、盒子序号液体电极电流表指针是否构成原电池装置结论 1 2 3 4 实验结论：思考：下列装置是否构成了原电池？ 3、原电池的形成条件： ① ② ③ ④ 学习拓展你能否从生活中选择常见的材料，设计一个简易电池，并分析其工作原理。 ② ① 稀H 2SO 4 稀H 2SO 4 稀H 2SO 4

原电池化学实验报告

总实验目的：研究原电池中各种因素对电池产生的电压、电流大小的影响总实验用品：碳棒、铜棒、万用表（自备）、烧杯、导线（带夹子）稀硫酸2mol/L、5mol/L、10 mol/L（递增即可，或者现配，则需配溶液用具），钠块、镁片（一卷，放心，用不完）、铜片、铝片、锌片、铁片实验一实验目的：探究负极金属活泼性对电压、电流的影响。实验器材：碳棒、万用表（自备）、烧杯、导线（带夹子）实验药品：稀硫酸2mol/L，钠块、镁片、铝片、锌片、铁片实验二实验目的：探究正极活泼性对电压、电流的影响实验器材：碳棒、万用表（自备）、烧杯、导线（带夹子）实验药品：稀硫酸2mol/L，碳棒、镁片、铜片、铜棒、铁片、锌片实验三实验目的：探究负极金属表面积大小对电压、电流的影响实验器材：碳棒、万用表（自备）、烧杯、导线（带夹子）实验药品：稀硫酸2mol/L，镁片（多个）实验四（合在实验一中）实验目的：研究钠作负极的原电池实验用品：碳棒、导线（带夹子）、稀硫酸2mol/L、钠块、锡纸（被乌鸡白凤丸的药丸壳所替代）、万用表（自备）、烧杯

附加实验以苹果为电解液的原电池实验总结： 1、当负极一样时，正极是铜要比正极是碳产生的电压和电流要大。 2、当正极一定时，负极越活泼，产生的电压和电流整体上呈增大趋势。（不排除例外） 3、正负极都一定时，负极表面积越大，产生的电压和电流在整体上是呈增大趋势的。（怀疑最后一组全加起来有问题） 4、当两极都是氢前金属时，较活泼的一极是负极。电压稳定，电流从大到小突变较大，最终保持在较小数值。 5、当两极都是氢后金属时，上述现象更加明显。突变时较大，之后电压电流都很低。 6、苹果也能形成原电池。之前的结论依然成立。可怜的苹果……小组成员：崇煜明张捷然韩涧镇朱千袤傅小勇赵英灼李城鋆李越

铜锌原电池及其原理

铜锌原电池及其原理一．教学目标 1. 知识与技能理解原电池的构成及生电原理。 2．过程与方法（1）根据实验现象经历探究铜锌原电池生电的原理。（2）通过自主构建原电池，经历探究电池的构成条件。（3）通过实验研究过程，认识控制变量的化学研究方法。 3．情感态度与价值观 (1)感悟科学方法在化学研究中的重要性，增强科学探究意识。 (2)通过分组实验培养学生的自主合作精神. 二．教学重点和难点 1.重点原电池的构成条件及电流产生的原理。 2.难点原电池中电流产生的原理。三．教学用品锌片、铜片、碳棒、稀硫酸（1mol/L）、饱和氯化钠溶液、无水酒精（99%）、导线、电流表、培养皿、洗瓶、烧杯。PPT课件、实物投影仪四、设计思路指导思想：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过一组实验，引入课题。在实验——观察——讨论——推测——验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。在此基础上，通过实验探索和讨论组成原电池的条件。最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。五、教学过程【引入】〔录象〕日常生活中接触到的电池〔设疑〕我们知道，电池是能够提供电流的装置，那么，电池中的电流是怎样产生的呢？〔激疑〕大家请看，这是什么？柠檬

〔投影、设问〕向其中插入铜条和锌条，串联上音乐贺卡，会出现什么现象？（重复两次）这种现象说明什么？〔引导、设问〕实际上这就是一个水果电池，只不过电流太小，这种电流因此而没有什么实用价值，但它给我们一个启发：电池里的电流是如何产生的?要构成电路中的电流，电池应具有什么条件呢？以稀硫酸代替柠檬探究其中的原理. 〔板书〕一、原电池【探究实验一】交流讨论：铜是不活泼金属，不能置换酸中的氢。但当铜丝和铁丝连接后，铜丝上有气泡产生，从溶液中的成分分析，产生的气体可能是氢气。表明在铜丝上有反应2H+ + 2e- →→H2↑发生，则一定有电子转移到铜丝上。而产生电子的物质最可能是锌丝。Zn - 2e-→ Zn2+ 锌是活泼金属，失去电子。电子通过导线转移到铜丝上，H+从铜丝上得到电子生成H2，故在铜丝上产生。如果上述推断成立，则应该有电子做定向移动，即有电流产生。【追问】如何证明电路中有电子通过？【学生回答】用电流表检验！将锌片和铜片用导线连接起来，在导线之间接入电流表。平行插入稀硫酸溶液中观察实验现象。【教师】电流表偏转啦！电流产生啦！从能量变化的角度分析，这是什么装置? 【生】化学能直接转化为电能的装置。【板书】原电池定义：通过氧化还原反应，把化学能直接转化为电能的装置。【小组讨论】 1．在锌片和铜片表面分别发生了哪些变化？ 2．电子从哪里来，到哪里去？ 3.电池的正极和负极分别是什么？判断依据是什么？ 4.溶液中有哪些看不见的动作？【交流】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，铜片为正极，锌片为负极。负极(Zn)：Zn-2e-→Zn2+ 正极（Cu）：2H+＋2e-→H2 【引导总结】3、原电池正负极的判断方法：（1）由电极的活泼性判断：活泼金属作负极。（2）由电子的流向判断：电子流出的一极为负极。

对铜锌原电池实验中锌片表面产生气泡的原因探究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/8218290458.html, 对铜锌原电池实验中锌片表面产生气泡的原因探究作者：夏立先等来源：《中学化学》2015年第09期中学化学各版本高中教材都有铜锌原电池实验，即将铜片与锌片用导线连接后，同时插入稀硫酸中，观察实验现象。实验的预期现象是：铜片上有气泡，锌片没有气泡。但实际情况是不仅铜片上有气泡，而且锌片也有气泡。教师们想了各种办法，如降低硫酸的浓度、更换不同的锌片、减小锌片面积或增大铜片面积等，结果都无济于事，锌片上依旧有气泡。对于锌片上产生气泡的原因，目前比较流行的解释是：锌片不纯净，内部有杂质，自身形成了很多微小的原电池，从而锌片上有气泡。事实真的如此吗？为此，笔者对该实验进行了实验探究。一、实验准备 1.取一块较大的白铁皮（铁表面镀锌），用剪刀剪成长 5 cm、宽2 cm的镀锌铁片若干片及长2.5 cm、宽2 cm的镀锌铁片若干片，用砂纸轻轻打磨锌片表面。将剪好的镀锌铁片的四周边缘，用毛笔蘸取清漆涂抹均匀（目的是封闭裸露的铁），晾干，备用。另截取长5 cm、宽2 cm的铜片若干片及长2.5 cm、宽2 cm的铜片若干片，用砂纸打磨光亮，备用。 2.配制2 mol/L硫酸、1 mol/L硫酸、0.5 mol/L硫酸、0.2 mol/L硫酸、0.1 mol/L硫酸、0.05 mol/L硫酸。二、研究过程 1.探究锌片上的气泡与连接锌片和铜片之间的导体的电阻大小是否有关？实验1 将长5 cm、宽2 cm铜片与长5 cm、宽2 cm镀锌铁片用10 cm长铜导线连接（用焊锡连接）后，同时插入0.2 mol/L稀硫酸中（如图1所示），铜片锌片各插入溶液一半（2.5 cm处），观察实验现象。实验的现象是：铜片上有大量气泡，锌片有比较多气泡。实验2 将长5 cm、宽2 cm的铜片从长约1 cm 处折叠成直角，将长5 cm、宽2 cm的镀锌铁片长约1 cm处折叠成直角，用焊锡将铜片与镀锌铁片焊接在一起，同时插入0.2 mol/L稀硫酸中（如图2所示），铜片锌片各插入溶液一半（2.5 cm处），观察实验现象。

铜锌原电池电动势的测定及应用

铜锌原电池电动势的测定及应用实验目的 1. 掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法。 2. 通过电池电动势的测量，加深理解可逆电池、盐桥等基本概念。 3. 学会金属电极的制备和处理方法。 4. 通过原电池电动势的测定掌握有关热力学函数的计算。实验原理铜锌原电池是由两个“半电池”所组成，而每一个半电池中有一个电极和相应的电解质溶液。在铜锌原电池放电反应中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池反应是两个电极反应的总和，其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电势的代数和。在恒温恒压、可逆条件下，各热力学函数与电池电动势有如下关系：（1） (2) (3) 式中：F是法拉第常数（96485.34C），z是电池输出元电荷的物质的量，E是可逆电池的电动势。故只要在恒温恒压下测出铜锌电池的电动势E和电动势的温度系数，便可求出各热力学函数。书写电池的电动势和电极电势的表达式：根据能斯特方程，可得电池的电动势与活度的关系式：

(4) 由于Cu 、Zn 为纯固体，它们的活度为1，则式（4）可书写为： (5) 式中为溶液中锌离子的活度和铜离子的活度均等于1时的电池的电动势（即原电池的标准电动势）。的数值可由下法得到。 =E 0+-E 0- （6） E 0以标准氢电极作为标准(标准氢电极是氢气压力为100kPa ，溶液中为1，其电极电势规定为零)测得。将标准氢电极作为负极铜电极作为正极组成电池测定E(Zn|Zn2+)，标准氢电极作为负极锌电极作为正极组成电池测定E(Cu|Cu2+)。 E(Zn|Zn2+)= E 0(Zn|Zn2+)- 2RT F ()ln (2+a Zn a Zn ）（7） E(Cu|Cu2+)= E 0(Cu|Cu2+)- 2RT F ()ln (2+a Cu a Cu ）（8）得出E 0(Zn|Zn2+)，E 0(Cu|Cu2+)。由（6）得。由E 0 还可以计算出ΔrGm θ，可由下式求出： Δ rGm θ=-zFE 0 （9）计算原电池反应电动势的温度系数（E T ??）P 。测定不同温度下铜锌原电池的电动势，作E-T 图求斜率，斜率即为（E T ??）P 。实验仪器及试剂

公开课原电池教学设计

原电池教学设计天津市大港第一中学卜占军原电池教学设计一、三维目标 1知识与技能：⑴通过解剖原电池使学生了解原电池组成，正确判断原电池的两极。 ⑵形成原电池概念，探究构成原电池的条件，理解原电池的原理。 2过程与方法：⑴经历原电池设计和原理探究过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。 ⑵能对自己探究原电池概念和形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。 3情感目标：⑴发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。 ⑵通过对分组实验及对现象的分析和讨论，培养学生的团队协作精神。培养学生关注自然、社会和生活现象的热情。二、教学重、难点重点：原电池的构成条件原电池原理难点：原电池原理及电极反应式的书写三、教学过程引言：同学们你们听说过一位叫伏打的科学家吗？是他发明了人类历史上第一个电池——伏打电池，就连叱咤风云的拿破伦都曾三次聆听他的演讲。这一发明引起了物理学和化学领域的一场深刻的革命，这一节就让我们沿着伟人的足迹探寻原电池的奥秘吧！板书：第二节原电池大家看一个演示实验：用电流计测电池的电流（电池的正极接电流计的正极）请同学们观察电源的正负极和电流指针偏转方向的关系，简单的电路图如图所示------此时教师在黑板的右上角画出电路图。教师引导：指针偏转---电流产生---产生电能------化学能转化为电能----原电池 1．概念：将化学能转变为电能的装置叫原电池。干电池是利用原电池原理制成的最常用的电池，它的组成如何？我们从组成入手进行探究。探究一解剖干电池（学生活动三分钟左右，教师巡视）解剖完后请你说出干电池的组成（进一步提示黑色物质是二氧化锰和碳的混合物）播放原电池的组成：碳棒（正极），锌筒（负极），二氧化锰，氯化铵（浓缩的电解质溶液）。问：电解质溶液能导电吗？非电解质呢？请根据干电池的组成并模拟科学家的发明过程，利用桌面的仪器和药品设计组装原电池并探究形成条件。探究二利用桌面的仪器和药品设计组装原电池看哪组最认真组装的最多，设计完分组进行汇报。（也许有些同学会说这很难，是的，科学的探索过程就这么艰辛。）要求：注意观察电流计指针的偏转方向和偏转的幅度，以及电极的表面的变化，特别注意铜表面的现象。

原电池实验报告

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

探究原电池的工作原理及原电池的设计【实验目的】理解原电池原理，掌握原电池的构成条件，会进行简单的原电池设计。【实验原理】原电池是将化学能直接转化为电能的装置，自发的氧化还原反应可设计成原电池【实验用品】铅笔芯、Cu片、铁钉、Zn片、电流计、导线、稀H2SO4、酒精、CuSO4溶液、西红柿2个、【实验过程】一、探究原电池的工作原理实验操作实验现象解释或方程式 Zn片： Cu片： Cu片：电流计：失去电子变为离子进入溶液，在Cu片上得到电子变为单质析出电子由流经到达为负极，为正极。实验结论：化学反应中的电子发生了移动，形成了电流。

二、探究原电池的构成条件: 对比实验1：实验装置实验现象解释或电极反应式电流计指针电流计指针实验结论：形成原电池，必须发生反应。对比实验2：实验装置实验现象解释或电极反应式电流计指针电流计指针实验结论：形成原电池，两电极必须插入溶液中。

对比实验3：实验装置实验现象解释及电极反应式电流计指针电流计指针实验结论：形成原电池，必须有两个的电极。对比实验4：实验装置实验现象解释电流计指针电流计指针实验结论：形成原电池，必须形成。

【思考讨论】形成原电池必须具备哪些条件？三、探究原电池的设计 1、利用所给的材料，请同学们尝试设计自己的原电池。方式：最好先独立设计，并动手试验，边做边改进，也可与邻座同学相互讨论和观摩，或请老师指导。正极负极电解质溶液四、如何让没有电的卡片再次响起美妙的音乐？提示：1.注意观察音乐卡正负极的位置，并与原电池的正负极对应连接； 2.可直接用导线一端的夹子夹住或接触音乐卡正负极； 3.因电流太弱，需把2个原电池进行串联。

对化学实验锌铜硫酸原电池的影响因素探究

对化学实验锌铜硫酸原电池的影响因素探究摘要：在化学实验中，在得到铜锌硫酸原电池实验结果后，发现其与理论有较大差别，其实验效果与Zn片和Cu片的纯度、硫酸溶液浓度、电极面积、电极间距离、外电路中的电阻以及电极的表面状态有关。别外，实验温度、接触面积和接触的良好程度对实验也有影响。关键词：锌铜原电池影响因素 Abstract: in the chemical experiment, get in copper zinc sulfuric acid battery after the experimental results show that the theory and have bigger difference, the experimental effect and Zn piece of Cu and the purity of sulfuric acid solution concentration, and electrode area, the distance between the electrode, the resistance of the electrodes and de oxidization device on the surface. Don’t outside, the temperature, the contact area and the degree of good contact experiment may also be affected. Keywords: zinc copper battery influencing factors 前言把稀H2SO4溶液作电解质，铜和锌作两极，并用若干导线连接铜片和锌片，在导线中间接入一个电流表。锌片会逐渐溶解，铜片上有气泡产生，电流表指针发生偏转。本文对其影响因素进行探讨。实验原理原电池是化学能转化为电能的装置，把锌板和铜板水平放入盛有稀硫酸的烧杯里，用选有电流计的导线连接两极时，可以观察到三个重要的现象：锌片溶解，铜片上有气泡逸出，导线中有电流通过。锌电极发生的电极反应是：锌片Zn—2e=Zn2+ （氧化反应）锌丢失的电子沿导线经电流计流入铜片，溶液里的在铜电极上得到电子变为氢原子，进而结合为氢分子，铜电极发生的电极反应式是：铜片2H++2e=H2（还原反应）由于在锌、铜两个电极上不断发生的氧化还原反应，使化学能转变为电能。锌片是给出电子的一极，是电池的负极。铜片是电子流入的一极，是电池的正极。电流的方向同电子流的方向相反，从正极铜流向负极锌。因此电路中有电

(人教版)高中化学必修2第二章第二节《原电池》说课讲稿

人教版高中化学必修2第四章第四节《原电池》说课稿原电池的原理及应用"为高中化学（必修）第二册第二章《化学反应与能量》第二节，本节课共两课时，我说课的内容为第二课时《原电池》。准备从如下四大方面展开说课. 一、说教材（一）、在教材中的地位和作用教材地位该节内容为高中电化学的开始,在此之前学生学习过的氧化还原反应，能量之间转换，电解质溶液，金属活泼性等化学知识及物理电学的相关知识，已为本节课的学习做好了一定知识储备；同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护，其它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。它是电化学学习的基础内容也是核心内容. 作用：本节内容对发展学生逻辑推理能力，提高学生科学素养，培养科学探究能力,将理论应用于实践,实践再回归理论以及知识系统化及结构化的形成都起着重要作用。（二）、教学目标：

依据：根据教学大纲的要求和编写教材的意图，结合本课的特点及本着在学习过程中发挥学生的主体性和能动性，使学生学会学习，获得有效学习的新课程理念为出发点将教学目标设定如下: 1.知识与技能（1）了解原电池的工作原理及构成条件（2）能正确书写电极反应式和电池总反应方程式（3）通过实验培养学生化学实验的观察操作及设计能力;综合运用有关的知识技能和方法，分析解决一些化学问题的高级技能 2.过程与方法（1）让全体学生经历探究的过程，学习科学探究方法，提高科学探究的能力（2）培养学生科学的思维方式和问题意识。 3.情感态度与价值观（1）体验科学探究的艰辛和喜悦，（2）培养学生勇于创新，积极实践等科学精神和科学态度（3）学会与他人合作，主动交流. （三）、教学重点：了解原电池的反应原理及构成原电池的一般条件。

减轻铜锌原电池实验中铜片上产生气泡的探究

减轻铜锌原电池实验中铜片上产生气泡的探究一、实验原理铜、锌两电极，一同浸入稀盐酸时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成二价锌进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片获得电子，被还原成氢原子。氢原子结合成氢分子从铜片上放出。两极发生如下反应：正极：2H+ +2e-=H2↑（硫酸铜溶液为电解质溶液）负极：Zn-2e-=Zn2+ 总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 二、问题提出根据实际情况，在酸溶液中连接铜片与锌片后，溶液中铜片会出现气泡，但锌片上也会出现气泡。锌片上出现气泡的原因是什么？如何减轻这种现象？猜想： ①由于铜锌原电池的原理是电子转移，锌片上产生气泡是否与连接铜片与锌片的导体的电阻大小有关？ ②锌片产生气泡是因为锌和溶液中的氢离子会发生反应，那么，这种现象是否与酸的浓度有关？三、实验步骤 1、对酸的浓度的影响的探究 ①用导线连接铜片、锌片后，分别同时插入到浓度分别为1mol/L，0.5mol/L，0.25mol/L的 30ml稀硫酸中，中间连接一个电流计。

表1：不同酸浓度对应的现象 2、对导体电阻影响的探究取上一实验的最适浓度进行实验所选最适浓度为：0.25mol/L 将不同的导体分为三组，作为连接铜片和锌片的导线 ①直接相连的两根导线 ②一根导线连接铜片和锌片 ③未除氧化膜的铝丝四、现象分析与数据处理通过表一进行分析发现，有两金属片之间能检测到电流，说明二者在稀硫酸中形成了闭合的回路。酸浓度越高,导电性越强，但是对锌片的腐蚀也越强。也越难以观察到铜片上的气泡。但是从0.25mol/L的酸所对应的试验现象来看，可以较为明显地观察到铜片表面上有气泡，但是锌片上的气泡难以避免。通过表二进行分析，选取0.25mol/L的酸作为介电质，在能够较好的观察到铜片上气泡的基础上进行进一步探究，发现当连接两电极金属片的导线电阻越小，则铜片上所观察到的气泡就越明显。如果电阻较大，铜片上的气泡就会比较难分辨出。

原电池性质的系列实验探究.

原电池性质的系列实验探究郑理贺济琼潘震赵可嘉北京十二中高一（2）班指导教师：郑晓红首都师范大学附属丽泽中学摘要：利用数据采集器和传感器等仪器，测试了原电池中温度的变化、电压大小的变化，以及不同电池的使用寿命等，并对实验数据进行了分析和讨论。关键词：原电池传感器实验探究 1 问题的提出原电池是将化学能转化成电能的装置。根据我们近来所学原电池的相关内容，对原电池的相关性能进行了探究。当化学能转化为电能的过程中，温度的变化是否明显？化学能主要转化为电能还是热能？什么因素与原电池电压的大小有关？通过试验能定性总结出什么相关的规律？普通锌锰电池与碱性锌锰电池哪一种更耐用？购买时选择那种电池更实惠？……为了弄清这些问题，我们利用数据采集器和传感器等仪器，通过以下几个实验进行了探究。 2 材料与仪器 2.1 药品、材料： 1 mol / L CuSO4溶液，1 mol / L ZnSO4溶液，1 mol / L MgCl2溶液，1 mol / L FeCl3溶液，1 mol / L AgNO3溶液，饱和KNO3溶液，Cu片，Zn 片，Mg粉，Mg条，Fe片，镀Ag铁片，1.5V、5号普通锌锰电池和碱性锌锰电池（三圈牌，福建厦门产）。 2.2 仪器：计算机，威尼尔牌（Vernier，美国）数据采集器以及电流、电压、

温度传感器；磁力搅拌器等。 3 实验方法与结果分析 3.1 化学反应、原电池反应中能量变化的测定 3.1.1 实验方法化学反应中温度变化的测定：用“温度—时间”方式采集数据。在100mL烧杯中加入60 mL的1 mol / L CuSO4溶液，用温度传感器测温，用磁力搅拌器加以搅拌，待温度显示恒定后加入1g Mg粉。采集化学反应过程中温度的变化情况。原电池反应中能量变化的测定：用“温度—时间”、“电流—时间”两种方式同步采集数据。在100mL烧杯中加入60 mL的1 mol / L CuSO4 图1 化学反应中温度变化实验测定

原电池知识点归纳

原电池知识一：铜锌原电池自发氧化还原反应： Zn+Cu — Zn + Cu （得失电子，Zn 发生被氧化，Cu 发生被还原）把氧化反应和还原反应分隔开（如右图）即是一个原电池。 1现象：有盐桥存在时，电流表指针发生偏转，有电流通过电路。加。 2、原理：活泼金属锌失电子，铜离子得到电子在硫酸锌溶液中，锌片逐渐被溶解，即锌原子失去电子，成Zn 2+进入溶液 Zn — 2e - = Zn 2 + （氧化反应）从锌片上释放出的电子，经过导线流向铜片，硫酸铜溶液中的沉积在铜片上。 2+ . , Cu +2e = Cu （还原反应） 3、盐桥盐桥：盐桥中装有饱和的 KCI 溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。盐桥的作用：可使由它连接的两溶液保持电中性。锌盐溶液会由于锌溶解成为 Zn 2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了 Cu 2+W 带上了负电，此时盐桥中的CI -会移向溶液中的硫酸锌溶液，瓦移向硫酸铜溶液，使硫酸锌和硫酸盐溶液保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断地产生电源。没有盐桥的情况下，则会停止反应。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。知识点二：原电池 1原电池概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。实质：将自发的氧化还原反应的不规则电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。（原电池反应速率比化学反应速率快） 2、原电池的构成条件（1）自发的氧化还原反应（本质条件）（2）活泼性不同的两电极（其中能与电解质溶液自发反应的为负极）（3）电解质溶液（能与电极反应）（4）形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液） 3、电极材料的选择（了解知道）必须导电。电池的负极必须能与电解质溶液反应，且正负电极用不同材料。一般情况下，两个电极的构成可分为四种： 1）活泼性不同的两种金属。例，锌铜原电池中，锌为负极，铜为正极锌片溶解，质量减少，铜片质量增 Cu 2从铜片上得到电子，还原成为金属铜并 Zn 被还原，形 ZnSOz] CUSO4

铜-锌原电池及其原理

4.12 4.2铜-锌原电池及其原理学习目标 1.理解原电池的本质，掌握原电池的工作原理和构成条件； 2.会判断原电池的正负极，正确书写电极反应式； 3.获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。学习重点初步认识原电池的概念、反应原理、构成及应用。【课前预习】【实验探究】实验操作现象解释 1.将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中 2.将铜片放入盛有稀硫酸的烧杯中 3.将锌片与铜片用导线相连，放入盛有稀硫酸的烧杯中 4.在上述装置中串联一个电流表【知识点梳理】以锌铜原电池为例一、原电池 1.定义：将________直接转化为________的装置。 2.本质：___________反应的________转移变为________的定向移动。 3.电极：负极——________________________________________ 正极——_________________________________________ 4.原理：（1）电极反应式（）负极：____________________________________ （）正极：____________________________________ 总式：____________________________________ （2）电子流向：电流方向：阴离子运动方向：阳离子运动方向：5.构成原电池的条件【实验探究】控制变量法实验目的：探究构成原电池的条件实验用品：锌片、铁片、铜片、石墨、木条、稀硫酸、硫酸铜、乙醇、烧杯、导线、电流表实验设计负极正极电解质是否有电流变量 1 Zn Cu 稀H2SO4是—— 2 Zn C 稀H2SO4正极 3 4 5 6 7 8 9 实验结论：双液电池

探索铜锌原电池实验中硫酸的最佳浓度及不同酸导电能力的比较

探索铜锌原电池实验中硫酸的最佳浓度及不同酸导电能力的比较许迦南 06化三学号：20062401103 （合作者：刘云）一、实验目的： 1. 探索铜锌原电池反应原理实验中硫酸的最佳浓度； 2. 探索比较相同氢离子浓度下HNO3、HCl、HAc、H2SO4 的导电能力； 3. 熟悉原电池的操作，掌握其中的实验技巧。二、实验原理：原电池是化学能转化为电能的装置。把锌板和铜板平行放入盛有稀硫酸的烧杯里，用连有电流计的导线连接两极时，可以观察到三个重要的现象：锌片溶解，铜片上有气体逸出，导线中有电流通过。透锌电极发生的电极反应式是：锌片 Zn－2e-＝Zn2＋（氧化反应）锌失去的电子沿导线经电流计流入铜片，溶液里的在铜电极上得到电子变为氢原子，进而结合为氢分子，铜电极发生的电极反应式是：铜片 2H＋＋2e-=H2↑ （还原反应）由于在锌、铜两个电极上不断发生的氧化还原反应，使化学能转变为电能。锌片是给出电子的一极，是电池的负极，铜片是电子流入的一极，是电池的正极。电流的方向同电子流的方向相反，从正极铜流向负极锌。因此电路中有电流产生，我们用电流计测量碘量中电流的大小从而得到最佳的硫酸的浓度。电流最大者，硫酸浓度最佳。同理，通过测量不同酸中的电流也可以比较出相同氢离子浓度下HNO3、HCl、HAc、H2SO4 的导电能力的大小，电流越大，导电能力越强。

图1 Cu—Zn原电池的原理分析图２Cu—Zn原电池的微观原理分析三、实验用品：【仪器与材料】烧杯（250ml、100ml）各1个量筒（100ml） 1个滴管 1支玻璃棒 1支滤纸若干铜导线若干铜片（2cm*5cm） 2片锌片（2cm*5cm） 2片电流表 1个【药品】浓硫酸、稀硝酸（6mol/L）、盐酸（6mol/L）、醋酸（6mol/L）

原电池实验报告

实验探究10 原电池工作原理探究

实验探究10 原电池工作原理探究 [教材实验原型] 原电池工作原理(人教版化学选修4 P71实验4-1) 锌铜原电池装置 [教材实验原理] 1．装置特点 (1)由左右两个容器组成，中间用盐桥连接。 (2)Zn与含Zn2＋的电解质溶液在同一容器中，Cu与含Cu2＋的电解质溶液在同一容器中；避免Zn与Cu2＋接触而发生反应，防止化学能转化为热能。 2．实验现象原电池工作时，锌棒不断溶解，铜棒不断变粗；电流表指针发生偏转；右池溶液颜色不断变浅。 3．电极反应和电池反应方程式正极：Cu2＋＋2e－===Cu 负极：Zn－2e－===Zn2＋电池反应方程式：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 4．盐桥的组成和作用 (1)组成：盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 (2)作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。 [命题角度探究] 1．原电池外电路中电流和电子流向路径是怎样的？提示：原电池外电路中电流从正极流向负极；电子从负极流向正极。 2．原电池工作时，盐桥中的离子如何移动？能否用金属导线代替盐桥？提示：盐桥中阳离子移向正极区，阴离子移向负极区；不能用金属导线代替盐桥。 3．用稀H2SO4代替CuSO4溶液时，电极发生哪些反应？提示：负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑。 4．铜锌原电池工作过程中，若有0.2 mol e－转移，两极的质量相差多少？(假设开始时，两极质量相等) 提示：负极反应：Zn－2e－===Zn2＋，正极反应：Cu2＋＋2e－===Cu。当有0.2 mol e－转移时，负极减少6.5 g，正极增加6.4 g，故两极质量差为12.9 g。 [典题真题体验] 1．(2015·高考安徽卷节选)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。图1 图2