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原電池原理的探究實(shí)驗(yàn)

更新時(shí)間:2016/9/20 16:24:00  手機(jī)版

  原電池原理的探究實(shí)驗(yàn):

  (1)通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方式探究原電池的形成條件:①負(fù)極為較活潑金屬;正極為較不活潑金屬、石墨等②電極需要插入電解質(zhì)溶液中③必需形成閉合回路

  (2)工作原理:負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng);正極發(fā)生還原反應(yīng);電子流向:負(fù)極正極

  探究過程:

  (1)提出問題:化學(xué)反應(yīng)伴隨有能量的變化,化學(xué)能能否轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苣?哪些反?yīng)能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?化學(xué)能是怎樣轉(zhuǎn)化為電能的呢?化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的基本原理是什么?

  思考結(jié)果:電流形成原因:電子的定向移動(dòng)(負(fù)極失電子,化合價(jià)升高,正極得電子,化合價(jià)降低)

  (2)猜想與假設(shè):原電池構(gòu)成須有兩個(gè)電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液,氧化還原反應(yīng)與電極和導(dǎo)線之間須構(gòu)成閉合回路。

  思考結(jié)果:電子由負(fù)極流向正極,電流由正極流向負(fù)極

  (3)制定計(jì)劃:用Zn片、Cu片、稀H2SO4和導(dǎo)線來做實(shí)驗(yàn)探究原電池的工作原理,具體步驟見進(jìn)行實(shí)驗(yàn)一欄。

  思考結(jié)果:1.連接導(dǎo)線前,鋅片上有氣泡,銅片上無氣泡;連接導(dǎo)線后,鋅片上氣泡減少,銅片上出現(xiàn)比較多的氣泡。 2.電流計(jì)的指針有一些偏轉(zhuǎn)。

  (4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

  實(shí)驗(yàn)1.將Zn片插入稀H2SO4中,觀察現(xiàn)象并解釋原因。

  實(shí)驗(yàn)2.將Cu片插入稀H2SO4中,觀察現(xiàn)象并解釋原因。

  實(shí)驗(yàn)3.取鋅片和銅片同時(shí)插入裝有稀H2SO4的燒杯中,觀察現(xiàn)象。

  實(shí)驗(yàn)4.用導(dǎo)線將插入稀H2SO4中的鋅片和銅片連接起來,觀察現(xiàn)象。

  思考結(jié)果:4個(gè)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)1有氣泡產(chǎn)生,實(shí)驗(yàn)2沒有明顯現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)3中銅片上沒有明顯現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)4中大量氣泡在銅片上產(chǎn)生,鋅片逐漸溶解。

  (5)收集證據(jù):在導(dǎo)線間接入一個(gè)電流計(jì)來驗(yàn)證猜想與假設(shè)是否正確。

  思考結(jié)果:1.形成了以銅,鋅為電極,稀硫酸為電解液的原電池。 2.鋅是電子流出方,為負(fù)極;銅片為正極。

  (6)解釋與結(jié)論:可以從電流計(jì)上看到,電流的方向是由銅片流向鋅片。電子帶負(fù)電荷,其流向與電流流向相反,因此,電子的流向是由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片的。把原電池失去電子一極叫負(fù)極,得到電子一極叫正極。電子流向是通過原電池的負(fù)極流向正極,較活潑金屬失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),氧化劑從正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。這兩個(gè)反應(yīng)均是在電極上進(jìn)行的,我們稱之為“電極反應(yīng)”。

  思考結(jié)果:原電池的構(gòu)成條件:第一,必須有電極。電極材料可以是活潑性不同的金屬或者是金屬與非金屬構(gòu)成。較活潑的金屬為負(fù)極,較不活潑的金屬或非金屬為正極。第二,必須有電解質(zhì)溶液,第三,要有導(dǎo)線,形成閉合回路。

  (7)反思與評(píng)價(jià):原電池形成的條件:1.形成閉合回路;2.溶液中有自由移動(dòng)的離子;3.不同活潑性的電極,能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)原電池的工作原理和構(gòu)成條件,其有利于生活,比如利用原電池原理來制備各種各樣的電池。還能利用所學(xué)知識(shí)來解釋生活中常見的一些現(xiàn)象,例如鋼鐵的腐蝕。

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