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。     

利用数字化手持技术探究原电池电流和温度的变化

对学生原电池学习的认知难点——铜锌原电池为何能产生电流进行了深入分析。利用数字化手持技术定量测定单液和双液铜锌原电池的反应电流、溶液的温度变化曲线,进而比较2种电池的效率,从宏观、微观、符号、曲线表征4个方面深入分析,得出结论:与单液铜锌原电池相比,双液铜锌原电池的电流稳定性较好,能量转化效率较高,因此电池效率也更高。手持技术实验结合"四重表征"模式进行教学,以期为原电池的探究式教学提供案例参考和教学建议。     

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。     

基于热成像的单液与双液原电池性能比较实验

采用控制变量法和组合法设计了单液、双液原电池装置,借助红外热成像仪捕捉原电池发热部位的关键证据。实验表明,在其他条件相同的情况下,双液原电池的最大输出电流、放电效率和电流稳定性的性能均优于单液原电池。通过热成像仪获得的热图像和精确测温揭示了2种原电池性能差异的主要原因：单液原电池的负极有副反应,双液原电池的内阻较小。     

“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.     

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。     

谈原电池实验中的几个问题

为了使原电池原理实验更直观,可在正、负极之间连接一个1.5V小灯泡,代替电流计,说明有电流产生。     

原电池示意图教学中的电子转移标注策略

对于某些学生而言,高中化学中的“原电池”内容是一道难以逾越的鸿沟。这些困难,部分是由于教师在教学中一些策略不当,部分则是因为学生在日常生活中形成的相异概念的干扰。在原电池示意图中标注电子转移这一策略,能够有效地帮助学生更科学地理解原电池的本质。现代认知心理学对表象表征的研究为此策略的使用提供了理论支持。     

中学生实验图式的建构——以原电池形成条件实验为例

原电池形成条件的系列探究实验在课堂教学设计和实验改进方面的研究都比较成熟,但对探究实验所引发的学习心理历程的审视与解读却相对薄弱。基于认知科学视角,剖析了关于原电池形成条件的实验图式的构成要素,描述了其认知建构历程,并提出教学建议。     

基于模型认知与手持技术的化学能与电能项目式教学*——以“设计不同类型的化学电源”为例

以“设计不同类型的化学电源”为项目主题,详细介绍了项目的确立、规划、实施。系列学习活动包括:原电池基础知识教学,建构与应用原电池认知模型,分组设计不同类型的化学电源,进行电流影响因素的探究实验,运用手持技术数字化实验测量电池电流大小,开展成果交流汇报等。课题源于生活,有助于学生深入理解化学能与电能之间的相互转化,提升化学兴趣,发展化学核心素养。     

高中生原电池模型认知能力测评工具开发及其应用研究*

基于模型认知能力的内涵、原电池核心知识内容、布鲁姆教育目标分类学,构建原电池模型认知能力研究框架,设计开发测评工具。该测评工具经过试测、修正、再测、质量论证,最终确定。选取S市2所县级中学419名高中生为研究对象展开调查,基于所获得的有效数据,对高中生原电池模型认知能力水平进行分析,重点对高二、高三学生原电池模型认知能力进行了比对,依据研究结果,提出发展高中生原电池模型认知能力的建议。     

利用手持技术探究铜锌双液原电池中电解质溶液对电流的影响

利用手持技术探究了铜锌双液原电池中电解质溶液的浓度和种类对电流的影响。得出正、负极电解质溶液的浓度与原电池的电流在一定范围内呈正相关，浓度越大，电流越大，负极电解质溶液种类的改变对原电池的电流影响有限。     

铜锌原电池演示实验装置改进

对铜锌原电池实验所用装置进行了改进,避免了原电池实验中盐桥制作的烦琐和应用不便,提高了实验的可操作性和实验效率。     

原电池原理微型实验的研究

以教材中有关原电池原理的2个实验为基础,进行微型化改进——克服演示实验过程中观赏性差、浪费大,且有污染等不足。利于提高学生的参与率,变教师演示实验为学生边学习边实验的自主探究性实验,构建一个较佳的原电池原理微型实验模型。     

关于镁铝原电池问题的讨论

以镁、铝为电极,以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池中,谁是负极？《化学教育》中的“谈谈化学实验设计的创意”（2003年第11期第46页）,《中学化学》中的“有关原电池的电极反应式的书写”（2002年第12期第13页）,“谈电极反应式书写技能的培养”（2003年第3期第44页）等文章都认为铝是负极。这一结论已得到大部分中学教师的认可,笔者对这一问题专门做了多次实验并查阅许多相关书籍,觉得很有必要对这一观点进行讨论,以飨读者。     

“原电池”教学30年演进研究

以近30年“原电池”（第1课时）的教学文献为研究对象，分析其教学演进过程。结果表明，随着化学课程改革进程，“原电池”核心教学内容、基本认识模型及教学实验具有相对稳定性，教学理念、目标、方法、内容组织及实验形式等在合理传承的基础上也在不断超越，呈现出渐进性变革的特征。但仍存在三维目标割裂设计、Cu-Zn原电池模型易衍生错误概念及学生探究活动仍存在浅层化等问题，需要在核心素养时代背景下研究解决。     

原电池的微型化演示实验

原电池原理是高中化学重要知识点,是高考必考点,锌铜原电池实验的现象能极大激发学生探究学习的兴趣.根据教材[1]中原电池示意图,学生按[活动与探究]的要求分组实验很容易做成原电池,产生的实验现象正如教材上所说的铜片上有气泡产生.但是我们认为有几点不足:①装置不轻便,用烧杯盛放的溶液用量多,每次至少要50 mL,比较浪费,不符合"绿色化学"理念;②由于锌片不纯,硫酸溶液用量多,锌片上仍有大量气泡并很快就模糊一团,难以观察,同时有酸雾般的刺激性气体引起的少许空气污染;锌片或者锌粒散落在装置或者水槽里,处理起来较麻烦;③该方法产生的电流微弱,需要用灵敏检流计检测.     

论证式教学对高中生化学概念学习的影响——以原电池为例

以“原电池”及其相关概念为例，探讨论证式教学对高中生化学概念学习的影响。研究对象为131名高二年级学生，其中对照组64人，实验组67人。教学前后，分别对学生的“原电池”概念学习情况进行了测试。实验结果显示实验组学生成绩显著优于对照组学生，表明论证式教学能显著提高学生对“原电池”概念的理解，大多数学生对论证式教学持积极态度。     

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。     

电极材料的相对活泼性的判断要参照组成原电池的电解质溶液

我们发现 :不少教师授课时 ,对原电池正负极的确定 ,常作“电极名称由电极材料本身的性质决定 ,正极 :材料还原性较弱的极 ,…… ;负极 :材料还原性较强的极 ,……”这种不太确切的论断。许多教学参考书对此也有类似的提法。这对学生学习原电池的知识无疑会造成某些误导和误解。为了便于认识 ,我们先来做两组探究性对比实验 ,利用安培表来检验电流的方向 ,从而判断电子的流动方向 ,确定原电池的正负极。我们知道 :原电池中电子由负极经导线流入正极 ,即电流由正极流向负极 ,而物理电学知识告诉我们 :电流表的指针总是偏向正极 (电流流入的极…