有关铜锌原电池的问题讨论

针对铜锌原电池中锌电极冒气泡的“异常”现象,通过分析不同类型原电池的工作原理,认为即使使用纯度极高的锌也会产生气泡,并给出其缘由。对在教学中如何处理这一棘手的难题,提出个人见解。同时,建议中学化学教材将“锌片上产生气泡”的现象明确地描述出来。     

对选修教材《化学反应原理》上3个电化学实验的探究

1锌铜原电池中的盐桥在中学化学选修教材《化学反应原理》的原电池实验中,锌半电池和铜半电池是用盐桥连接起来的。这是中学生第一次接触盐桥。在此,学生难免产生一些疑问,下面就学生提出的2个有关盐桥的问题进行实验探究。(1)在原电池工作时,除了盐桥中的K 、Cl-向两极溶液中扩散外,电极溶液中的离子是否也相互扩散?下面以电池Zn(s)│ZnSO4(0.2 mol/L)‖KCl饱和溶液‖CuSO4(0.2 mol/L)│Cu(s)为例,进行实验探究(在实验中,把装满了KCl饱和溶液,用棉花堵住管口的U形管作盐桥)。实其验电记池录装置如图所示[1]:电路中电流强度维持在5.3…     

从定量的角度探究单液铜锌原电池实验的改进方案

对铜-锌原电池中的锌片做半汞齐化处理,分别将锌片汞齐化的一端和非汞齐化的一端插入稀硫酸中,测量电池的电流和电压。通过2次实验的测量对照计算得出电流、电压损失百分比,从而定量地描述锌片上产生的氢气,并将此方法应用于改进单液原电池实验。从锌电极、铜电极和稀硫酸浓度3个方面采取改进措施,从而尽可能减少锌片上的气泡。     

“化学反应的利用”教学设计

“化学反应的利用”包含两部分内容:利用化学反应制备新物质,化学反应为人类提供能源。分2课时进行。1教学目标(1)知识与技能①掌握实验室制备氯气的原理和尾气处理方法,了解制备装置及收集方法。②了解原电池的工作原理。(2)过程与方法通过“活动.探究-氯气的制取和原电池的工作原理”学会运用实验、观察获取信息并分析推理。(3)情感态度价值观通过教材等途径为学生提供丰富的材料,开拓视野,使学生从多个角度体会化学科学与人类文明和社会发展的密切关系,提升对研究化学反应应用价值的认识。2教学流程教师活动学生活动设计意图就上一问题作答,引出化学能→电能;布置探究任务-利用所给仪器和试剂进行实验,解决下列问题:(1)化学能能否转化为电能?你组装的装置实现了吗?(2)在装置中你还有什么新发现?依据所给用品与试剂(干电池、导线、电流计、锌板、铜板、稀硫酸、反应器)进行探究性实验并观察实验现象(1)通过让学生分组设计完成实验,为学生提供合作学习机会提高实验技能及观察能力;(2)在探究学习活动中体验科学发现的过程,尝试探究成功的快乐对学生实验进行评价用Flash课件展示原电池工作原理小结原电池工作原理分析现象,探究原电池工作原理(组内讨...     

影响锌铜硫酸原电池负极产生气泡因素的探究

从实验的角度探究影响锌铜硫酸原电池负极产生气泡的常见因素,并介绍减少负极产生气泡的方法.     

原电池负极上的副反应探析

在原电池中 ,理论上 ,是在负极上发生氧化反应 ,在正极上发生还原反应 ,电子由负极通过外电路流向正极。但是 ,实际进行原电池的实验时 ,往往有副反应发生 ,即负极上也发生还原反应。以Cu -Zn原电池为例 ,如图 1装置 ,理论上的反应是 :负极 (Zn) :Zn%D 2e%D Zn2 +　 (氧化反应 )　　正极 (Cu) :2H++ 2e-H2 ↑　 (还原反应 )其现象应该是 ,在正极上有气泡产生 ,而负极逐渐消耗 ,没有气泡出现。但是 ,实际上 ,正极和负极上通常都有气泡产生 ,即负极上也有氢离子得电子的副反应发生。由于副反应的存在 ,原电池的效率就大大降低了。图 1对于…     

探究锌与硫酸亚铁置换反应中无气泡产生的演示实验方案

初中化学教材中Zn置换Fe²⁺中Fe的演示实验中产生的大量气泡干扰学生对置换反应的认知学习。造成该现象的原因主要有：(1)Zn置换出Fe后形成Zn-Fe原电池引起的析氢腐蚀;(2)Fe的析氢过电势较Zn低,因此Zn置换出的Fe掺杂后,使得析氢过电势降低产生大量的气泡。基于此,采取控制反应条件,抑制反应中气泡的产生、放大Zn置换Fe的现象。通过调整反应时Fe²⁺的浓度、pH从而调整Zn-Fe原电池的数量以及析氢过电势,对该教学演示实验条件进行探究。结果表明当FeSO₄的浓度为0.54 mol/L、pH=3.58,Fe³⁺的浓度在KSCN检测不出的条件下,可以观察到Zn置换出的Fe附着在Zn的表面且能被磁铁吸引,同时观察不到气泡的产生。     

注射器在设计简易灭火器实验中的妙用

人教版义务教育课程标准实验教科书九年级《化学》上册中,有"设计一个简易的灭火器"的探究活动[1]。针对教材中实验装置的不足,笔者进行了全新的设计,达到了理想的效果,非常适合学生进行探究实验。     

原电池实验中的锌板为什么要汞齐化?

无机化学中的原电池电动势实验,一般都以铜-锌原电池为例。这个实验所用的锌电极往往不直接将锌板浸于ZnSO4溶液,而是先将它在稀HgCl2溶液中浸几分钟,即经汞齐化后再浸到ZnSO4溶液中去。也有人用棉花蘸汞擦拭锌板,直到它在稀硫酸溶液中不冒气泡为止,再用它做电极为原电池电动势实验使用。不管用哪一种方法处理,其目的都是用锌汞齐电极代替锌电极。为什么锌板要汞齐化?汞齐化以后的电极电势和锌电极电势有何不同?这些问题是实验中应弄清的问题。     

基于数字化实验的原电池能量转化效率研究

采用数字化实验系统,对锌铜原电池中能量转化的定量研究,得出在单液锌铜原电池放电过程中,由于锌片与硫酸铜溶液接触,锌片与硫酸铜直接发生置换反应,化学能较多地转化为热能,能量转化效率不高,电流衰减,无法长时间稳定供电,实际应用受到限制。在双液锌铜原电池放电过程中,由于双液电池是一种可逆体系,化学能主要转化为电能,能量转化效率较高,因此,双液原电池受到广泛应用。     

巧制盐桥

盐桥是一种常用于原电池实验的装置。制作盐桥时,要求U型管内部不要留有空气泡,否则,会造成胶冻与盐溶液隔绝,致使原电池不能导电。可是,在盐桥制作中,常遇到的麻烦正是难以保证不留有气泡。往往就是小心翼翼地操作,也难免不返工。下面介绍一种巧制盐桥的方法,避免了气泡产生。制作方法称4g琼胎于500mL烧杯中,加入200mL水。将烧杯置于电炉上,在搅拌下,加热煮沸,至琼脂完全溶解后,加62gKCI,继续加热,使其溶解。取下烧坏,趁热时,按图所示,将套有一段乳胶管的一端插入烧杯溶液中,用洗耳球,通过U型管另一端的乳胶管将溶…     

新型单片无需电解液电化学实验教学的设计与实践

从氧化还原的基本原理出发,利用原电池构建的基本知识,通过在水中锌片表面负载贵金属Pt纳米颗粒构建微型原电池,其中ZnO/Zn为负极,Pt/H2O/H2为正极。使原本在水中基本不发生反应的锌片在Pt诱导作用下快速转化为氧化锌棒的阵列,并通过XRD、SEM、紫外-可见吸收光谱等表征,证实了锌片可以在Pt诱导作用下形成氧化锌棒。该方法不仅直观展现了氧化还原反应中正负极构建以及惰性电极对反应顺利进行的重要性,而且也是一种新的材料制备方法。该新型电化学实验操作简单,现象直观,能使学生对氧化还原反应有一个更充分的认识和理解,在一定程度上激发了学生的学习积极性、探索性和创造力。     

吸氧腐蚀的实验创新设计

使用被氯化钠溶液浸湿的2片滤纸包住锌片和铜片,连接好电流表构成原电池,使学生能够直观地看到吸氧腐蚀的现象,推测出原电池正负极的电极反应原理,从而进一步理解课本中的铁的吸氧腐蚀是由于铁钉中含有碳等杂质与铁形成的微电池的电化学腐蚀原理。     

用铜电极电解饱和食盐水实验的深度研究

用铜电极电解饱和食盐水,是苏教版《实验化学》教材中专题5的一个拓展实验,该实验选自于刘怀乐老师的《电解饱和食盐水的趣味实验》^[1],实验中用铜丝作阳极,产生了许多有趣的现象。但笔者用教材所给的装置进行实验时,发现不利于有些现象的观察。在对电解产生的沉淀物进行实验探究时,出现的现象与刘老师的叙述并不一样。     

“电解——利用原电池产生的电流电解硫酸钠溶液”实验的商讨与改进——“无机化学实验”试用教材探讨之二

本实验按“教材”提供的实验步骤我们已在79届学生实验中做过一次,由于我们水平不高,只是粗略在观察到在电解槽的阴极上出现使酚酞变红色的现象,并未进一步观察证明两极上产生氢气和氧气的气泡。但在对电解原理上却是作为电解水的本质来理解的,即硫酸钠在溶液中实际只起电流传递作用。     

镁铝原电池数字化实验的意外——再探铝与碱性溶液的反应

用电压传感器测得使用铝、镁作电极,氢氧化钠溶液或氨水作电解质的原电池,在放电过程中存在电极极性翻转现象,说明铝片不仅能与强碱反应,也能与氨水反应。该结论和铝片和氨水反应的试管实验的结果一致。换用碳酸钠溶液作电解质的原电池不存在电极极性翻转现象;结合试管实验中铝片与碳酸钠溶液反应的产物分析,发现有难溶于水的碱式碳酸钠铝生成,推测其覆盖在铝片表面,避免了电极极性翻转。     

锌铜原电池中锌片上气泡的成因分析与实验改进*

简要分析了Zn-Cu原电池演示实验中Zn片电极产生气泡的原因,并用琼脂凝胶法改进了实验。改进后的实验有效地避免了Zn片上H2的逸出,使得实验现象与理论推导一致,具有较好的推广价值。     

原电池电动势测定实验的改进

从原电池的结构装置和硝酸亚汞的浓度选择2方面对原电池电动势测定实验进行了一些的改进,从而克服了实验中经常出现溶液渗漏的现象,并且减少了对环境的污染。     

气泡最大压力法测定溶液表面张力实验装置的改进

国内物理化学实验用气泡最大压力法测定溶液表面张力的装置不足之处是:毛细管内的气泡很难以单个方式出现,常常是连串产生,造成压力计内液面连续跳动,液面高度差难以读准(本实验的关键是要测准压力计差△h),对数据处理引入较大误差。针对上述不足,我对原装置进行了改进:将装置中的滴液漏斗换成注射器,通过控制抽气速度快慢来控制毛细管内气泡产生,改进后的装置如图所示。用改进的装置优点在于:(1)能够很好地控制毛细管内产生单个气泡,使得压力计中液面不会连续跳动;(2)气泡的产生和读数能同步进行,做到每产生一个气泡读一次数,能十分准确读出压力差     

“化学能转化为电能”教学设计

1教学目标 (1)知识与技能:理解原电池原理,初步学会书写电极反应方程式,探究原电池的形成条件. (2)过程与方法:通过对锌与稀硫酸反应中的化学能能否转化为电能的实验探究,让学生理解原电池的概念和工作原理;通过对原电池形成条件的实验探究、问题讨论,培养学生观察、分析问题的能力,特别是创新思维能力.