课件21张PPT。《实验化学》
专题5 电化学问题研究
课题1 原电池一、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电池反应 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu离子迁移实验表明：
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．催化剂的选择 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．催化剂的选择 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 4．溶液介质的选择 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。谢谢！课件18张PPT。专题５ 电化学问题研究课题１ 原电池一、原电池比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求必修2第38页“化学能转变为电能的活动与探究” 主要缺点：锌极板有大量气泡，
干扰铜极板现象的观察。一、原电池比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求选修3第12页“原电池的工作原理活动与探究”优点：克服了锌极板有铜析出的现象；盐桥能说明内电路中离子的迁移 缺点：电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮 总结：原电池装置设计要求提高电池的放电效率；
增大电池的电流密度，
延长电池的工作时间，
。。。。。。。1、影响电池的电流密度的大小的因素：
电极的表面积、极间距、介质等
2、影响电池放电效率、放电时间的因素：
电池的极化作用
弊端：极化作用会使电极的放电反应变得迟钝，充电变得困难，影响电池的工作时间。
措施：加入去极化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂），可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。检索咨询铜锌原电池 图5-2 Zn - Cu原电池示意图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。 研究：去极化剂、电极材料、介质对放电效果的影响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。先变亮后变暗2．去极化剂的选择 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 4．溶液介质的选择 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。 实验结论：酸溶液优于碱溶液二、燃料电池1、写出氢氧燃料电池在不同介质中（Na2SO4、KOH、H2SO4）的电极反应式2、写出甲烷燃料电池在以KOH溶液为电解质条件下的电极反应式P64 制作氢氧燃料电池三、电化学腐蚀1、析氢腐蚀
条件：
电极反应式：较强酸性介质中2、吸氧腐蚀
条件：
电极反应式：中性、偏碱性或较弱酸性介质中P64 金属电化学腐蚀四、生活中常见电池的化学原理电池反应：
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3??+ Zn2+ + H2O 1. 普通锌锰干电池四、生活中常见电池的化学原理2、铅蓄电池四、生活中常见电池的化学原理3、镍—镉可充电电池四、生活中常见电池的化学原理4. 银—锌可充电电池电池反应：
Ag2O + Zn + H2O == 2Ag + Zn(OH)2 课件15张PPT。
《实验化学》
专题5 电化学问题研究
课题1 原电池 原 电 池 实验目的：
１．了解常见原电池、燃烧电池的工作原理，认识电化学腐蚀中包含的化学知识。
２．通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识，初步认识电池的极化作用。
３．通过制作燃料电池，培养动手能力，加深对电池工作原理的认识。
４．认识生活中常见电池的工作原理，体验化学与生活的密切联系。一.原电池实验
实验过程
1．在锌片和铜片之间放一块海绵，用棉线或橡皮筋固定好。用导线把小灯泡和锌片、铜片连接起来，插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察发生的现象。
2．一段时间后，向烧杯中加入1～2g高锰酸钾晶体（或重铬酸钾晶体，或5～10mL6%H202溶液），振荡，观察现象。
3．改用Zn—C、Al—Cu为电极材料，分别与稀硫酸组合成原电池，按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验现象。
原 电 池 实 验原 电 池 实 验实验现象
１．用铜锌电极、铜铝电极，小灯 泡不发光；伏特表、安培表指针能偏转 。
２．用锌石墨电极，小灯泡微微发 光２－３秒。
３．往溶液中加入1～2克高锰酸钾晶体，再放入锌石墨电极，发现小灯泡会发出较明亮的光，而且持续的时间更长，约发光１０秒钟。 实验注意点
1．金属电极用砂纸打磨。
2．电解质溶液可用３０％左右的硫酸溶液。
3．去极化时加入高锰酸钾晶体后再不断震荡溶液或抖动电极，效果更好。（锌石墨原电池通过抖动可使电压从0.5伏上升到2.1伏，电流强度从0.09安变到0.19安）
4．改用伏特表、安培表或蜂呜器效果好，用小灯泡(2.2V，0.25A)很难发光。
5．实验顺序最好换一下，可节约药品。
6．要选用纯度高的锌片做电极。原 电 池 实 验我们的困惑１．电流密度与电极困绑的松紧、导线的长短、接触的好差、介质类别、介质的浓度及温度、电极本身的活泼性等诸多因素有关，变量不太好控制。２．理论上，电极电势应该Al—Cu比 Zn—Cu高，但实际测出结论相反。原 电 池 实 验３．该实验要得到最直观的现象，就是要用小功率的小灯泡，难找。二．氢氧燃料电池的制作 实验过程 1．把两根碳棒放在酒精喷灯（或煤气灯）火焰上灼烧2～3min后，立即投入到冷水中，反复操作3～5次，使碳棒表面变得粗糙多孔。
2．将经过灼烧的两根碳棒插入2mol·L-1
KNO3溶液中，并与6V直流电源连接，电解约20s，使两电极的碳棒上吸附很多小气泡。
3．切断电源，在两极之间接上蜂呜器（原来连接直流电源正极的碳棒应该与蜂呜器的正极相连接），观察并记录现象。氢氧燃料电池的制作氢氧燃料电池的制作实验现象
１．接通电源,电极表面产生大量气泡，并在电极表面吸附上大量气泡。
２．切断电源后,将电极接在蜂呜器上，蜂呜器立刻发出蜂呜声。实验注意点
1．多孔碳棒现制现用效果好，也可直接用砂纸打磨碳棒，后冲洗，效果也很好。 2．电解硝酸钾溶液时，课本要求接直流电源6V,实际操作中电压可从几伏到二十几伏，电解10至15秒即可。电解质溶液用硫酸钠、硝酸钠等效果也很好。
3．多孔碳棒上吸附上气体后，将导线接蜂呜器的过程中千万注意，不可碰到或振动碳棒，以防气体逸出，影响实验。氢氧燃料电池的制作我们的思考这个实验成功率很高，最关键的就是碳棒的固定，我们可以将碳棒固定在泡沫塑料上。氢氧燃料电池的制作析 氢 腐 蚀1.析氢腐蚀
实验过程
1.取两根3～5cm长的铁钉，用稀盐酸除去铁锈。在其中一根铁钉上疏散地绕几圈光亮的细铜丝，使铜丝铁钉紧密接触。
2.把上述两根铁钉分别放入两支试管中，各加入3mL0.1mol·L-1盐酸和2滴K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液，观察现象。比较哪支铁钉上产生的气泡多，哪支铁钉周围先出现蓝色沉淀（Fe2+能与[Fe（CN）6]3-反应生成蓝色沉淀）。
三.金属的腐蚀实验现象
析 氢 腐 蚀１．绕有铜丝的铁钉周围约２秒钟就出现蓝色沉淀，另一铁钉表面约５秒钟出现蓝色沉淀。
２．产生气泡速度较慢，约５分钟后能明显见到，绕有铜丝的铁钉表面粘附着大而多的气泡，另一铁钉表面粘附的气泡少而小。实验注意点
１．这个反应出现蓝色沉淀很快（２秒左右）, 所以建议实验时，先在两支试管中加好稀盐酸和铁氰化钾，再同时分别放入铁钉和缠有铜丝的铁钉，观察颜色变化。
２．将两试管静置一段时间(5到10分钟)后观察气泡。析 氢 腐 蚀 2.吸氧腐蚀
实验过程
取一片铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴1滴含酚酞的食盐水，静置1～2min，观察现象。
吸 氧 腐 蚀 静置１分钟左右就可见到铁片上含酚酞食盐水液滴的边缘出现红色。实验现象 实验注意点
该实验操作简单现象明显，是个非常好的微形实验，该实验的关键是铁要用生铁，食盐水浓度大一点，铁片事先要处理好，先用砂纸打磨，后用酸洗，再水洗。这样不需要一分钟就能在周边见到酚酞溶液变红。吸 氧 腐 蚀
