4.2《身边化学问题的探究》PPT课件（新人教版-选修6）

(共27张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中化学》
选修6
4.2《身边化学问题
的探究》
课题二
《身边化学问题的探究》
原电池实验的探究
第四单元 研究型实验
一、背景材料分析
（一）从现行教材看
子课题 1 原电池实验
子课题 2 制作氢氧燃料电池
子课题 3 金属的电化学腐蚀
拓展课题 干电池的模拟实验
课题1 原电池
教材资料：锌-铜-稀硫酸为材料的原电池。
专题作业：从理论上分析用铝-铜-氢氧化钠为材料，
能否形成原电池。
《化学2》第39~40页
《化学教学》2007（10）4页
《化学教育》2007（2）53页
（二）从学科指导看
基本要求：
通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识。
发展要求：
能根据已知的电池总反应式，判断电池的正负极，
书写电极反应式。
说 明：
电极的极化作用对原电池产生电流的影响只作一
般了解。
课时安排：
1 课时，（总 2 课时，制作氢氧燃料电池和析氢
腐蚀、吸氧腐蚀拟放在第二课时）
（三）从实验视角看
必修2第38页“化学能转变为电能的活动与探究”
一是电流微弱，
用灵敏检流计检测；
二是供电时间短暂，
电池的放电效率低；
三是锌极板有大量气泡，
干扰铜极板现象的观察。
（三）从实验视角看
选修3第12页“原电池的工作原理活动与探究”
克服了锌极板有大量气泡的现象
盐桥能说明内电路中离子的迁移
电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮
提出课题——用更有说服力的实验来证实
具有实际价值的电池
探究电池效率的因素，
放大电池的电流密度，
延长电池的工作时间，
。。。。。。。
二、实验基本原理
电子迁移
正极
负极
Cu2+ + 2e- = Cu
Zn - 2e- = Zn2+
电池反应 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
离子迁移
外电路
检流计
内电路
盐 桥
ZnSO4溶液
K+迁入
Cl- 迁入
CuSO4溶液
实验表明：
电池的电流密度的大小与电极的表面积、极板之
间的距离和介质等因素有关；
无论何种材料制作的原电池，电池的极化作用都
是很强的，极化作用会使电极的放电反应变得迟
钝，影响电池的工作时间，而去极化剂（如高锰
酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂）由于有效
降低了电极的极化作用，提高了电池的放电效率。
为此设计了如下图的实验装置。
铜锌原电池
三、实验操作要点
1．装置的组装
取一块锌片（6cm×3.3cm）和一块铜片
（6cm×3.3cm），两者之间放一块海绵（厚度2cm），
用橡皮筋固定好，用导线把小灯泡（2.5V 0.3A）和
锌片、铜片连接起来，插入放有50ml蒸馏水的100ml
小烧杯中，组装这样的装置多个备用。
2．去极化剂的选择
向三个装置中分别加入 10ml 的稀硫酸，编号为甲
乙、丙，观察小灯泡是否发光。
向甲装置中加入 5ml 3% 的双氧水，振荡溶液，
记录小灯泡发光的时间和亮度。
向乙装置中加入 0.5 g 的重铬酸钾晶体，振荡溶液，
记录小灯泡发光的时间和亮度。
向丙装置中加入 0.5 g 的高锰酸钾晶体，振荡溶液，
记录小灯泡发光的时间和亮度。
2．去极化剂的选择
加入物质 小灯泡发光的时间 小灯泡发光的亮度 实验结论
5ml 3%的双氧水 约6 min 灯丝亮 重铬酸钾
效果最好
0.5 g
重铬酸钾 约13 min 三者中最亮
0.5 g
高锰酸钾 约4 min 较双氧水亮
3．电极材料的选择
电极材料：Zn－C（直径1.1cm），与Zn－Cu对比
溶液介质：稀硫酸
去极化剂：重铬酸钾晶体
电极材料：Al －C （直径1.1cm），与Al－Cu对比
溶液介质：稀盐酸
去极化剂：重铬酸钾晶体
按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察现象。
3．电极材料的选择
电极材料 电解液 小灯泡发光的亮度 实验结论
Zn － C 稀硫酸 亮，可照明 碳电极
优于
铜电极
Al － C 稀盐酸 亮，可照明
4．溶液介质的选择
Zn－C－NaOH： 小灯泡不亮，检流计偏转。
Al－C－NaOH： 小灯泡不亮，两极有气泡。
电极材料：Zn － C（直径1.1cm） ，Al － C
溶液介质：加入约 10 g 氢氧化钠固体
去极化剂：重铬酸钾晶体
按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验
现象。
四、实验注意事项
1．电解质用浓硫酸或固体氢氧化钠立即加水配制成溶
液，由于它们溶解放热，形成热的介质，加快了电
极反应。
2．如要灯泡持续发亮，不断振荡是关键。可以用电极
搅拌溶液。海绵比两极板稍长，以防碰破烧杯底。
锌片和铜片先用碱液处理，再用酸液处理，然后用
蒸馏水漂洗。