果凍電池的制備

陳振民 祝婷

摘 要：利用明膠和電解質溶液制備果凍電池比普通的雙液電池更高效，實現化學能與電能的相互轉化，且果凍電池比原電池更加綠色環保。

關鍵詞：果凍電池；高效；環保

化學能與電能之間的轉化是整個高中化學的重要知識，為了增強學生的感性認識，實驗教學是解決該知識點的最佳手段。人教版必修二出現過的單液原電池、人教版選修四教材出現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能與電能之間的轉化。但在實驗中存在以下不足：

1.單液原電池裝置產生的電流微弱，供電時間短，不能持續對外提供電能。

2.雙液原電池裝置能產生穩定、持續的電流，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“果凍”來完成該實驗。

本實驗設計的主旨，意在將電解質溶液做成固態的介質省去了鹽橋的使用，更加方便攜帶。

一、實驗儀器及試劑

瓊脂一包、安培表一只、靈敏電流表一只、電壓表一只、學生電源一個、蜂鳴器一個、兩端帶鱷魚夾的導線若干、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、實驗儀器裝置圖

銅鋅果凍原電池電路圖 電能與化學能轉換電路圖

三、實驗操作部分

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，加入相應質量的硫酸鋅固態不斷攪拌，靜置冷卻30分鐘使之凝固成膠狀物質。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，加入相應質量的硫酸銅固態不斷攪拌，靜置冷卻30分鐘使之凝固成膠狀物質。

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聲。

3.將不同濃度的硫酸鋅及硫酸銅果凍分別轉入盒內以塑膠片分割成兩部分，分別插入鋅片和銅片，接上導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.化學能與電能之間的相互轉化將鉛筆芯插入硫酸鋅果凍中，兩端接上10 V的學生電源。15秒之后連接電壓表觀察示數變化，然后連通蜂鳴器，聽是否有響聲。

四、實驗數據記錄

五、實驗的意義

1.“果凍”電池運用了生活中最常見的物質，將電解質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，綠色環保，能激發學生興趣。

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，可以實現電能和化學能之間的相互轉化。

（作者單位 江西省上饒中學）

編輯 張珍珍