經(jīng)典原電池的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

付偉憑+陸放+孟慶柱

一、問題的提出

人教版化學(xué)1《化學(xué)能與電能》中指出：要想使氧化還原反應(yīng)放出的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽O(shè)計(jì)一種裝置，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，并使其間的電子轉(zhuǎn)移，在一定條件下形成電流。教材中設(shè)計(jì)的圖1原電池是銅鋅原電池，如圖1所示。此裝置由于氧化劑硫酸與還原劑鋅直接接觸，所以鋅片上始終產(chǎn)生氣體，這會(huì)給學(xué)生帶來誤解，同時(shí)放電時(shí)間也較短，而此時(shí)又不適合引入雙液原電池。據(jù)此，將此實(shí)驗(yàn)改成了如圖2所示方式。此模型相當(dāng)于把雙液原電池的鹽橋放置于底部，且簡(jiǎn)化了鹽橋。

二、改進(jìn)的原理和裝置

利用教材上銅鋅原電池原理進(jìn)行改進(jìn)。用一個(gè)直徑為2 mm的玻璃管彎成如圖2所示形狀。

向其中玻璃管的底部加入棉花，將玻璃管側(cè)放，小心的加入硫酸鈉溶液，然后豎起，再向另一側(cè)加入硫酸溶液。取一長(zhǎng)段銅絲，一端用鋅絲纏繞插入硫酸鈉溶液中，作負(fù)極。銅絲另一端放在硫酸溶液中，作正極。約5 min后，觀察到銅絲有氣泡產(chǎn)生。也可以在中間連接發(fā)光二極管，可以發(fā)亮。其他檢測(cè)電流的方式均可。

此裝置的優(yōu)點(diǎn)是，負(fù)極鋅不與硫酸鈉溶液反應(yīng)，故看不到氣泡產(chǎn)生，正極的銅不與硫酸反應(yīng)，但是可以清楚的看到正極有氣泡產(chǎn)生。由于鋅失去電子形成鋅離子，故右側(cè)的硫酸根向此遷移。銅極聚集了電子，氫離子向銅極遷移，在此產(chǎn)生氣泡。加入的棉花，相當(dāng)于離子交換模。此時(shí)產(chǎn)生的氣泡可以很好的說明氧化劑和還原劑分開，它們之間的電子轉(zhuǎn)移形成了電流。學(xué)生理解起來也很容易，并且適合學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)。而且需要的藥品量少，放電持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，還可以重復(fù)利用。

三、注意事項(xiàng)

1.硫酸的濃度在40%～50%之間。

2.若用發(fā)光二級(jí)管可用紅色的發(fā)光二極管，所需的電流小。

3.用鋅絲和銅絲的效果要比片狀的效果好。

（收稿日期：2014-08-25）

一、問題的提出

人教版化學(xué)1《化學(xué)能與電能》中指出：要想使氧化還原反應(yīng)放出的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽O(shè)計(jì)一種裝置，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，并使其間的電子轉(zhuǎn)移，在一定條件下形成電流。教材中設(shè)計(jì)的圖1原電池是銅鋅原電池，如圖1所示。此裝置由于氧化劑硫酸與還原劑鋅直接接觸，所以鋅片上始終產(chǎn)生氣體，這會(huì)給學(xué)生帶來誤解，同時(shí)放電時(shí)間也較短，而此時(shí)又不適合引入雙液原電池。據(jù)此，將此實(shí)驗(yàn)改成了如圖2所示方式。此模型相當(dāng)于把雙液原電池的鹽橋放置于底部，且簡(jiǎn)化了鹽橋。

二、改進(jìn)的原理和裝置

利用教材上銅鋅原電池原理進(jìn)行改進(jìn)。用一個(gè)直徑為2 mm的玻璃管彎成如圖2所示形狀。

向其中玻璃管的底部加入棉花，將玻璃管側(cè)放，小心的加入硫酸鈉溶液，然后豎起，再向另一側(cè)加入硫酸溶液。取一長(zhǎng)段銅絲，一端用鋅絲纏繞插入硫酸鈉溶液中，作負(fù)極。銅絲另一端放在硫酸溶液中，作正極。約5 min后，觀察到銅絲有氣泡產(chǎn)生。也可以在中間連接發(fā)光二極管，可以發(fā)亮。其他檢測(cè)電流的方式均可。

此裝置的優(yōu)點(diǎn)是，負(fù)極鋅不與硫酸鈉溶液反應(yīng)，故看不到氣泡產(chǎn)生，正極的銅不與硫酸反應(yīng)，但是可以清楚的看到正極有氣泡產(chǎn)生。由于鋅失去電子形成鋅離子，故右側(cè)的硫酸根向此遷移。銅極聚集了電子，氫離子向銅極遷移，在此產(chǎn)生氣泡。加入的棉花，相當(dāng)于離子交換模。此時(shí)產(chǎn)生的氣泡可以很好的說明氧化劑和還原劑分開，它們之間的電子轉(zhuǎn)移形成了電流。學(xué)生理解起來也很容易，并且適合學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)。而且需要的藥品量少，放電持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，還可以重復(fù)利用。

三、注意事項(xiàng)

1.硫酸的濃度在40%～50%之間。

2.若用發(fā)光二級(jí)管可用紅色的發(fā)光二極管，所需的電流小。

3.用鋅絲和銅絲的效果要比片狀的效果好。

（收稿日期：2014-08-25）

一、問題的提出

人教版化學(xué)1《化學(xué)能與電能》中指出：要想使氧化還原反應(yīng)放出的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽O(shè)計(jì)一種裝置，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，并使其間的電子轉(zhuǎn)移，在一定條件下形成電流。教材中設(shè)計(jì)的圖1原電池是銅鋅原電池，如圖1所示。此裝置由于氧化劑硫酸與還原劑鋅直接接觸，所以鋅片上始終產(chǎn)生氣體，這會(huì)給學(xué)生帶來誤解，同時(shí)放電時(shí)間也較短，而此時(shí)又不適合引入雙液原電池。據(jù)此，將此實(shí)驗(yàn)改成了如圖2所示方式。此模型相當(dāng)于把雙液原電池的鹽橋放置于底部，且簡(jiǎn)化了鹽橋。

二、改進(jìn)的原理和裝置

利用教材上銅鋅原電池原理進(jìn)行改進(jìn)。用一個(gè)直徑為2 mm的玻璃管彎成如圖2所示形狀。

向其中玻璃管的底部加入棉花，將玻璃管側(cè)放，小心的加入硫酸鈉溶液，然后豎起，再向另一側(cè)加入硫酸溶液。取一長(zhǎng)段銅絲，一端用鋅絲纏繞插入硫酸鈉溶液中，作負(fù)極。銅絲另一端放在硫酸溶液中，作正極。約5 min后，觀察到銅絲有氣泡產(chǎn)生。也可以在中間連接發(fā)光二極管，可以發(fā)亮。其他檢測(cè)電流的方式均可。

此裝置的優(yōu)點(diǎn)是，負(fù)極鋅不與硫酸鈉溶液反應(yīng)，故看不到氣泡產(chǎn)生，正極的銅不與硫酸反應(yīng)，但是可以清楚的看到正極有氣泡產(chǎn)生。由于鋅失去電子形成鋅離子，故右側(cè)的硫酸根向此遷移。銅極聚集了電子，氫離子向銅極遷移，在此產(chǎn)生氣泡。加入的棉花，相當(dāng)于離子交換模。此時(shí)產(chǎn)生的氣泡可以很好的說明氧化劑和還原劑分開，它們之間的電子轉(zhuǎn)移形成了電流。學(xué)生理解起來也很容易，并且適合學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)。而且需要的藥品量少，放電持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，還可以重復(fù)利用。

三、注意事項(xiàng)

1.硫酸的濃度在40%～50%之間。

2.若用發(fā)光二級(jí)管可用紅色的發(fā)光二極管，所需的電流小。

3.用鋅絲和銅絲的效果要比片狀的效果好。

（收稿日期：2014-08-25）