科学创意设计方案表

化学实验创意设计方案表

铝空气电池的设计、制作与探究

一、实验名称铝空气电池的设计、制作与探究

二、实验目的通过多种简单装置实现对铝空气电池的模拟，并通过简单的实验对铝空气电池的工作原理进行揭示。

三、实验仪器及试剂

活性碳粉(活性碳棒)、铝皮易拉罐、饱和食盐水、纱布、滤纸等

废旧饮料瓶制作浮桶式电解池、燃料电池——极客迷（）

1.电解池的制作

设计意图：利用废旧饮料瓶及常用材料制作电解池

仪器用品：废旧饮料瓶，电源，橡皮塞，剪刀，石蜡，铁架台，较粗铜导线，水槽实验试剂：Na2SO4 蒸馏水，石墨棒，铜片

电解池制作：

1 电解阳极室、阴极室的制作：(图1-1)

两只纯净水饮料瓶，(如娃哈哈纯净水、农夫山泉纯净水瓶等)，配两只合适的橡皮塞，将饮料瓶从中间一剪为二，取上半部作为电极室。

图1-1

图1-2

2 电极的制作：(图1-2)

阳极：取两根石墨棒，长度比饮料瓶内径略短，将两根石墨棒成“十”字用铜导线扎紧，为防止金属铜导线在电解时放电，将铜丝在电解时可能与溶液接触的地方涂上熔化的石蜡。

阴极：可以采用与阳极一样的方法制作，也可以用剪刀剪一块比饮料瓶内径略小的金属片，用较粗铜导线连接。将两个电极的导线分别穿过饮料瓶上口，从饮料瓶口将导线插入橡皮塞。

3 电解池的组装：(图1-3)

图1-3

硫酸钠溶液倒入水槽中;将步骤2中的两只装有电极的饮料瓶置于硫酸钠电解液中，为了顺利将饮料瓶浸入溶液中，可以先将橡皮塞松开，当饮料瓶完全浸没在溶液中时，塞紧饮料瓶口，再根据需要制备气体的多少拉动铜丝，调节电极与饮料瓶口的距离的长短。为防止

电解过程中电极室发生晃动、倾斜，将铜导线未端用铁架台的铁夹稍作固定。不可过紧，在电解过程中铜导线能自由上下移动为好)

4 通电电解：给电解池接上直流电，电压8~12 V 。一段时间后，发现饮料瓶内产生气体，同时，饮料瓶制作的电极室由于浮力作用慢慢上浮，至电极完全脱离溶液，电解自动结束。

图1-4

实验现象：电极表面有许多气泡，(阳阴极靠得越近的地方，气泡越多)饮料瓶内生成无色气体，随着电解的不断进行，电极室慢慢上浮。

实验拓展：

1 换上不同的电解液和不同的电极，可以尝试电解不同的物质，观察不同的电解现象。

2在橡皮塞上除插入电极外，还可以再增加一个玻璃导管，玻璃导管未端接上乳胶管，里面塞入玻璃球，电解结束，再在乳胶管未端接上导管，用于将产生的气体导入其它集气装置中或者接上尖嘴导管，电解结束后将电极室内气体在尖嘴处点燃或进行其它实验(见图

1-4)。

2 .燃料电池的制作

设计意图：利用废旧饮料瓶和活性炭等常见材料制作燃料电池

仪器用品：废旧饮料瓶，电源，音乐贺卡，橡皮塞，剪刀，石蜡，铁架台，较粗铜导线，水槽

实验试剂：Na2SO4 蒸馏水，石墨棒，活性碳，

燃料电池制作：

1 正极室、负极室的制作：(见电解池制作图1-1)

两只纯净水饮料瓶，(如娃哈哈纯净水、农夫山泉纯净水瓶)，配两只合适的橡皮塞，将饮料瓶从中间一剪为二，取上半部作为电池正负极室。

2 电极的制作：(见电解池制作图1-2)

阳极(正极)：取两根石墨棒，长度比饮料瓶内径略短，将两根石墨棒成“十”字用铜导线扎紧，为防止金属铜导线在电解时放电，将铜丝在电解时可能与溶液接触的地方涂上熔化的石蜡。

阴极(负极)：采用与阳极一样的方法制作电极。

3 阴、阳极室活性炭的组装：(见图2-1)

将做好的电极室塞紧橡皮塞，倒置，大口向上，向其中倒入活性炭粉未至满，用一块较密的纱布(以活性炭粉未漏不出为宜)盖上大口，并用细金属丝扎紧。另一电极极室也同样处理。

4 电池的组装：将硫酸钠溶液倒入水槽中;将橡皮塞稍稍松开，将装满活性炭的两只饮料瓶慢慢放入硫酸钠电解液中，直至完全浸没为止，塞紧橡皮塞。

图2-1

图2-2燃料电池

5 通电电解：给电解池接上直流电，电压8~12 V ，一段时间后，如发现饮料瓶瓶口处产生气体，停止通电。

6 将电解时的电源移开，两个电极分别接上音乐贺卡电路，听声音或观察贺卡电路的发光二极管是否闪亮。(也可用灵敏电流计等其它检测装置检测该原电池的电压、电流)(见图2-2)

实验现象及实验拓展：

1活性炭能导电且有吸附性，电极的表面积很大，吸附的气体的量很多，故用该方法制作的燃料电池的电量较大，可使音乐贺卡发出声音且、使发光二极管闪亮，持续时间较长，现象十分明显。

2可以将硫酸钠溶液改成其它溶液，如氯化钠溶液等，组成氢气、氯气等燃料电池。