果凍電池的制備

陳振民 祝婷

摘 要：利用明膠和電解質(zhì)溶液制備果凍電池比普通的雙液電池更高效，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，且果凍電池比原電池更加綠色環(huán)保。

關(guān)鍵詞：果凍電池；高效；環(huán)保

化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化是整個高中化學(xué)的重要知識，為了增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是解決該知識點(diǎn)的最佳手段。人教版必修二出現(xiàn)過的單液原電池、人教版選修四教材出現(xiàn)的銅鋅雙液原電池裝置，這兩套裝置都可以直觀地展示化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化。但在實(shí)驗(yàn)中存在以下不足：

1.單液原電池裝置產(chǎn)生的電流微弱，供電時間短，不能持續(xù)對外提供電能。

2.雙液原電池裝置能產(chǎn)生穩(wěn)定、持續(xù)的電流，但是攜帶不方便且鹽橋存在著一定的電阻。

基于上述不足，我們想到能不能用生活中最常見的物質(zhì)“果凍”來完成該實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計的主旨，意在將電解質(zhì)溶液做成固態(tài)的介質(zhì)省去了鹽橋的使用，更加方便攜帶。

一、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

瓊脂一包、安培表一只、靈敏電流表一只、電壓表一只、學(xué)生電源一個、蜂鳴器一個、兩端帶鱷魚夾的導(dǎo)線若干、鋅片、銅片、硫酸銅（s）、硫酸鋅（s）、熱水、石墨電極、鹽橋、氯化鉀、燒杯若干等

二、實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖

銅鋅果凍原電池電路圖 電能與化學(xué)能轉(zhuǎn)換電路圖

三、實(shí)驗(yàn)操作部分

1.ZnSO4果凍制備（0.2 mol/l、0.4 mol/l、0.6 mol/l），將瓊脂用蒸餾水煮化，加入相應(yīng)質(zhì)量的硫酸鋅固態(tài)不斷攪拌，靜置冷卻30分鐘使之凝固成膠狀物質(zhì)。CuSO4果凍制備（0.2 mol/l、0.4 mol/l、0.6 mol/l）將瓊脂用蒸餾水煮化，加入相應(yīng)質(zhì)量的硫酸銅固態(tài)不斷攪拌，靜置冷卻30分鐘使之凝固成膠狀物質(zhì)。

2.將不同濃度的硫酸鋅和硫酸銅溶液按照上圖用鹽橋連接，用電壓表和電流表測其兩端電壓及電流并接上蜂鳴器聽是否發(fā)聲。

3.將不同濃度的硫酸鋅及硫酸銅果凍分別轉(zhuǎn)入盒內(nèi)以塑膠片分割成兩部分，分別插入鋅片和銅片，接上導(dǎo)線組合成鋅銅果凍電池，以電壓表和電流表測其電壓及電流并接上蜂鳴器聽是否有響聲。

4.化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化將鉛筆芯插入硫酸鋅果凍中，兩端接上10 V的學(xué)生電源。15秒之后連接電壓表觀察示數(shù)變化，然后連通蜂鳴器，聽是否有響聲。

四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

五、實(shí)驗(yàn)的意義

1.“果凍”電池運(yùn)用了生活中最常見的物質(zhì)，將電解質(zhì)溶液做成固體可填在任何一個容器中。

2.“果凍”電池裝置簡單，易于攜帶，綠色環(huán)保，能激發(fā)學(xué)生興趣。

3.“果凍”電池在電壓、電流等方面都比單液原電池和雙液原電池要好，可以使蜂鳴器發(fā)聲。

4.“果凍”電池不僅可以用做原電池還可以用做電解池，可以實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化。

（作者單位 江西省上饒中學(xué)）

編輯 張珍珍