原电池改进教学总结

原电池改进

对锌铜硫酸原电池实验的探究

[摘要] 首先按课本上的操作步骤向学生演示高中化学课本必修2，第40页２-4实验，然后对该实验的成败进行了深入的分析，并把该实验分成了七步来探究，同时对实验效果、优缺点作出一定的评价，最后进行了总结。

[关键词]原电池实验探究

我向学生演示高中化学课本必修2，第40页２-4实验，如图所示，观察到的实验现象是:铜片上产生很少气

泡,甚至没有气泡产生，锌片不断溶解并产生

大量气泡，电流表指针发生偏转。虽然有电

流产生，形成了原电池，但铜片上的气泡太

少，而锌片上的气泡太多。我向学生分析原电池的工作原理时，由于实验现象达不到理想的效果，缺乏实验说服力，我讲得牵强，学生听得模糊，影响了学生理解原电池原理，教学效果多多少少受到了影响，显然就不是一节满意的课。我带着疑问对该实验进行了深入的研究，同时做了一些实验尝试，下面就是我对该实验的探究过程。

一、先后分别把铜片和锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中，铜片上无任何实验现象，锌片不断溶解并产生大量气泡，电流表指针都没有偏转，说明没有形成原电池，没有电流产生。二、将锌片和铜片用导线连接，导线中间接入一个电流表，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，铜片上产生很少气泡,甚至没有气泡产生，锌片不断溶解并产

生大量气泡，电流表指针发生偏转，形成了原电池，产生了电流，但铜片上的现象不明显。三、用导线将锌片和铜片直接连接，不用电流表，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，铜片上产生较多气泡。因为没有使用电流表，电阻变小，铜片上产生气泡较明显，但学生观察时很有可能受到锌片上大量气泡的干扰。四、用导线将锌片和粗铜丝直接连接，也不用电流表，插入盛有稀硫酸的U

型管中，如图所示，铜丝上产生大量气泡。使用U

型管来做实验的优点是有利于学生观察铜上的气泡，

不受锌上气泡的干扰，再说粗铜丝上产生的气泡比铜片上的气泡集中一些，也有利于学生观察气泡的产生。五、适当降低锌铜硫酸原电池中硫酸的浓度，采用5％-10％的稀硫酸作电解质溶液，用纯度高、表面光滑的锌片作负极，发现锌片上的气泡减少了，这说明了锌片上气泡的多少跟硫酸的浓度、锌片的纯度以及其表面光滑的程度有关系，锌片越纯、越光滑、硫酸适当稀，锌片上的气泡相对就越少，铜片上的气泡就越多。六、用硫酸清洗锌片表面，再把锌片浸入硝酸汞稀溶液中，使之汞齐化，（时间不要过长），然后将汞齐化的锌片作为原电池的负极，则会观察到在负极锌片上产生的气泡很少，因为氢在汞上的超电势较大，不会释放出氢气。

七、在两个烧杯中分别放锌片和锌盐溶液、铜片和稀硫酸，将两个烧杯中的溶液用一个装满饱和电解质溶

液的盐桥连接起来，如充满饱和KCl溶液的

琼脂，再用导线将锌片和铜片联接，并在导

线中串联一个电流表（或发光二极管），如右图所示，电流表指针

发生偏转（二极管发光），锌片上没有气泡产生，锌片不断溶解，铜片上产生大量气泡。该双液原电池的优点是能够形成持续的、稳定的电流，操作简单，只要把盐桥取下，就没有电流产生，也能避免锌片跟H+接触，化学能转化为电能的效率比前面几步设计的原电池高。

我们都知道化学电池的反应本质是氧化还原反应，当氧化剂H

SO4和还原剂Zn直接接触进行反应时，化学能转化为热能。要想把2

化学能转化为电能，就必须把氧化剂和还原剂分开，避免氧化剂H2 SO4和还原剂Zn直接接触，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行，化学能转化为电能的效率就越高，同时需要在氧化剂和还原剂之间架设导线桥梁使电子从还原剂区域流向氧化剂区域，若锌作负极，正极材料应该是不活泼的金属或石墨，正极材料越不活泼，两极间的电势差就越大，就越容易形成稳定的电流。