原电池实验改进
原电池原理金属的电化学腐蚀
原电池原理金属的电化学腐蚀一、实验目的1、理解原电池原理。
2、认识金属的电化学腐蚀的原因。
二、实验说明（一）、原电池原理1.实验要求所用电极表面积要大，并且要清洁。
如果锌片或铜片上有杂质，会形成许许多多的微电池，现象就会不明显。
所用的铜片如果有明显的氧化层或已经锈蚀，要用酸洗，以除去氧化物和绿锈，然后用去污粉擦净，再用水冲洗干净。
即使铜片表面看上去是光洁的，也要用去污粉把它擦到发亮，以除去表面的氧化物和油脂等污垢。
锌片使用前最好也用酸洗，然后再用水冲洗干净。
2.实验不难成功，但注意不要引导学生观察锌片在形成原电池前后气泡量的变化。
由于锌片含有杂质和铜极上发生电极极化，一般很难观察到锌片在形成原电池前后气泡量的差别。
观察电流表指针偏转时，应引导学生注意指针偏转的方向，并根据指针偏转的方向来判别电流的方向。
（二）、金属的电化学腐蚀1．实验要用较长的时间，应提示学生在等候观察现象时，先进行下面的实验。
铁氰化钾溶液遇到Fe2+时会产生蓝色沉淀，因此可用于检验Fe2+的存在。
学生知道这一现象即可，不要求写反应的化学方程式。
2.这三个小实验实际上都运用了原电池反应，应引导学生结合实验，思考实验后的“问题和讨论”。
三、问题和讨论提示：1.装配原电池时应具备以下条件：必须有两种活动性不同的金属，而且要平行地浸在电解质溶液里，两个电极要用导线连接。
如果用铁片代替锌片做原电池原理实验，铜片的表面几乎没有气泡逸出，说明铁铜原电池中的电流可能较弱，在铜丝的表面观察不到气泡的产生。
如果用导线连接一个电流计，可以观察到电流表的指针发生偏转，表明铁铜原电池中有电流产生。
2.实验结果表明，镀锡铁比镀锌铁容易被腐蚀。
3.实验室制取氢气时，用含有少量杂质的粗锌效果好。
附：Cu—Zn原电池原理实验改进一、实验前准备工作（1）将铜片剪成“Cu”字形，并连接导线。
将Cu放入培养皿内的适当位置，用曲别针将导线固定。
（“Cu”字形要尽可能小）（2）选择不规则的锌粒（甲），用铜导线拴在锌粒的一侧并在锌粒与铜导线接触处用蜡封、在锌粒表面涂一层凡士林油。
物理化学实验项目改进创新 以“原电池电动势的测定及在热力学上的应用”为例
在热力学上的应用”为例
目录
01 一、背景与意义
03 三、实验原理
02 二、实验目的与意义 04 四、实验材料与方法
目录
05 五、实验结果
07 参考内容
06 六、实验分析
内容摘要
随着科学技术的发展，物理化学实验在许多领域都具有广泛的应用。原电池 电动势是其中一个重要的物理化学参数，它反映了电池将化学能转化为电能的能 力。本次演示以“原电池电动势的测定及在热力学上的应用”为例，探讨实验项 目的改进与创新。
2、实验方法
（4）数据处理：根据实验数据，计算原电池电动势。可以绘制温度与电动势 之间的关系图，或者浓度与电动势之间的关系图等。
五、实验结果
五、实验结果
通过实验，我们获取了在不同温度和不同电解液浓度下的原电池电动势数据。 以下是部分实验数据的表格和图表：
五、实验结果
表格：不同温度下原电池电动势数据 图表：温度与电动势之间的关系图通过图表的方式展示了温度与电动势之间 的关系，可以观察到随着温度的升高，电动势呈现出一定的变化趋势。根据这些 数据，我们可以分析热力学性质对能量转化效率的影响。
谢谢观看
三、实验原理
在热力学中，原电池电动势与反应物的活度、反应温度等因素有关。通过测 定不同条件下的原电池电动势，可以研究热力学性质与能量转化效率之间的关系， 为优化能源利用提供理论支撑。
四、实验材料与方法
1、实验材料
1、实验材料
本实验所需材料包括：原电池、电解液、电极、导线、伏特表、恒温水浴、 计时器等。其中，原电池可采用酸性锌锰电池或碱性锌锰电池；电解液可根据实 验需求选择不同种类的溶液；电极选用碳棒或石墨电极；伏特表用于测量电极电 势差；恒温水浴用于控制反应温度；计时器用于记录实验时间。
高中化学实验改进与创新案例集
高中化学实验改进与创新案例集高中化学实验改进与创新案例集：开启新的实验篇章高中化学是一门以实验为基础的学科，实验在化学教学中起着举足轻重的作用。
然而，传统的化学实验往往存在着一些问题，如实验设备复杂、操作繁琐、实验效果不理想等。
为了解决这些问题，我们提出了以下实验改进和创新方案，旨在提高化学实验的教学效果。
一、案例一：酸碱滴定实验的改进传统的酸碱滴定实验采用人工滴定法，操作繁琐且误差较大。
为了解决这一问题，我们提出了以下改进方案：1、采用自动滴定器：将人工滴定改为自动滴定，提高实验的准确性和效率。
2、使用数字传感器：通过数字传感器实时监测酸碱度的变化，提高实验的精确度。
3、引入图像处理技术：利用摄像头捕捉滴定过程中的溶液颜色变化，通过图像处理技术分析实验结果，提高实验的可视化效果。
二、案例二：原电池反应实验的创新传统的原电池反应实验仅展示了化学能转化为电能的过程，为了使实验更加生动有趣，我们提出了以下创新方案：1、添加LED灯：将原电池与LED灯连接，展示化学能转化为光能的过程。
2、制作小型风车：将原电池与小型风车连接，展示化学能转化为机械能的过程。
3、制作小型发电机：将多个原电池连接在一起，驱动小型发电机，展示化学能转化为电能的过程。
三、案例三：物质的鉴别实验的拓展传统的物质鉴别实验主要依靠学生的观察和判断，为了提高学生的实践能力和创新思维，我们提出了以下拓展方案：1、设计多样化的鉴别方案：鼓励学生自主设计不同的鉴别方案，如颜色反应、沉淀反应、气体产生等，培养其独立思考和解决问题的能力。
2、采用互动式教学模式：鼓励学生互相合作，共同探讨鉴别方案的设计和实施，促进其团队协作和创新意识的发展。
3、引入现代技术：借助互联网、虚拟实验室等现代技术手段，提供丰富的化学信息和实验资源，拓宽学生的视野和知识面。
四、案例四：有机合成实验的优化传统的有机合成实验存在着反应时间长、产率低、副反应多等问题，为了提高实验效率和合成效果，我们提出了以下优化方案：1、选择合适的催化剂：根据合成反应的特点，选择合适的催化剂，提高反应速率和选择性。
原电池实验的改进与拓展原电池实验教学实录
则说明化学能越大ꎬ转化得到的电能越大.
【实验验证】学生实验 ３ꎬ现象见表 ４.
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表 ４ 实验 ３ 现象
正极
负极
电流表
现象
【培养学生化学核心素养目标】 化学课堂教学是培养 学生化学核心素养的重要载体ꎬ在教学中创设相关情境ꎬ 培养学生“ 提出问题—猜想与假设—实验验证—分析与 论证—得出结论” 的科学探究方法ꎻ同时培养学生喜爱探 究、乐于探究、善于探究ꎬ不断追求科学发展的精神.
二、实验内容设计
本实验是对选修四第四章第一节原电池实验 ４ － １ 的改进拓展. 力图解决两个问题:
为了解决上述问题ꎬ突出重点ꎬ突破难点ꎬ构建了三 个实验模型:
单池原电池(如图 １):证明化学能转化为电能了. 但 在实现能量转化过程中存在矛盾ꎬ因为氧化剂与还原剂 没有隔开ꎬ部分反应直接发生ꎬ化学能不能全部转化为电
能ꎬ且电流不稳定、不能持续供电. 双池原电池(如图 ２):是对单池原电池的改进ꎬ氧化
剂与还原剂近乎完全隔开ꎬ利用盐桥连接ꎬ克服了化学能 的损失ꎬ实现化 学 能 全 部 转 化 为 电 能ꎬ 为 原 电 池 持 续、 稳 定得产生电流创造了必要的条件.
负极反应:Ｚｎ － ２ｅ － ������������Ｚｎ２ ＋ 正极反应:Ｃｕ２ ＋ ＋ ２ｅ － ������������Ｃｕ 总反应:Ｚｎ ＋ Ｃｕ２ ＋ ������������Ｚｎ２ ＋ ＋ Ｃｕ
【分析与论证】 单池原电池与双池原电池对比:１. 总反
应ꎬ电极反应都相同. ２. 导线中电子流向相同. ３. 阳离子和阴
原电池实验的改进与拓展
———原电池实验教学实录
郑丽霞
( 广东省佛山市第一中学化学科组 ５２８０００)
摘 要:原电池是电化学学习的基础内容也是核心内容ꎬ原电池实验是帮助学生认识和理解原电池概念 和工作原理的必要成分. 本实验教学构建了三个层次的原电池模型:单池原电池、双池原电池、多反应双池原 电池. 双池原电池弥补了单池原电池的缺陷ꎬ而多反应双池原电池则是一个拓展提升ꎬ体现了科学发展服务于 社会需求的理念ꎬ也提升了学生的化学核心素养.
《双液原电池盐桥的实验改进》说课课件(全国化学实验说课大赛获奖案例)
创新琼脂块盐桥，采用温度传感器和电流传感器 直观的让学生感受到双液原电池的能量转化率远 远高于单液原电池。
三、实验条件探究
1.实验条件研究之一 ---- 盐桥的配制
表1 KCl用量对盐桥的影响
编号 1 2 3 4 5 6 7
水 1000 mL 1000 mL 1000mL 1000 mL 1000 mL 1000 mL 1000 mL
实验改进之从理论到工业
单液原电池
双液琼脂块原电池
双膜原电池
一、实验改进背景
原电池内电路中带电粒子的定向移动是一个 非常重要概念，然而教材只有理论表述，缺 少直观的实验感受
二、实验创新方案
1.实验装置的理论构想：
实验装置的创新：
使用阴阳离子交换膜当作盐桥，将两极区域 分开。
改进优点：
让学生可以直观的感受到盐桥溶液中阴阴离 子的移动方向以及阴阳离子交换膜中离子的 移动特点
二、实验改进方案
3.实验装置的实际制作：
阳离子交换膜
阴离子交换膜
Cu片电极
Zn片电极
CuSO4溶液
KCl溶液
ZnSO4溶液
膜电池装置实物俯视面
膜电池装置实物正面图
三、实验结果呈现
1.感悟盐桥中阴离子的移动----使用仪器：朗威8.0数字化氯离子检测仪
Cl-(mol/L)
ZnSO4区域
t(s)
实验结论：可以直观的感受到Cl-从中间盐桥区域移动到负极区。
二、实验改进方案
1.实验装置的制作原料：
实物
名称 大小 数量 价格（元）
PP塑料板
7cm×7cm×0.5cm
2 免费送
pp塑料板框体m×3cm
3
原电池电动势测定实验误差分析与改进
１ 原 电池 电动势 测定 实验 基本 原理
原 电池 由正 、 负两 个 电极 插 在相 应 的电解 质 溶 液 中所 构 成 。正极 （ 或 阴极 ） 发生 还原 反应 ， 负极 发生 氧化 反应 ， 原 电池 反应则是两个 电极反 应 的加 和。原 电池 电动 势为 组成 该 电池 的正 、 负 两个 电极 的电极电势的代数和 ， 即： Ｅ＝‘ Ｐ ＋一‘ ｐ 一 。原 电
３ 实验 的解 决 办法
（ １ ） 用砂纸 打磨 锌 电极 时 ， 以使 表面 光滑 ， 并 呈 银 白色 为 宜， 基本 上可以做到锌棒表面 的氧化 层打磨 较彻底 。由于饱 和 硝酸亚汞溶液有 剧毒 ， 当锌 棒浸 泡完后 取 出来 时 ， 建 议锌 棒在 瓶 口轻轻靠一下 ， 以便 锌棒 上 的液体挂 珠 流入试 剂瓶 中， 避免
ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ，ｔ ｈｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｄｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｅ ｄ， ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ｍｅ ａ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ，
势 的 测 定 。当 铜 电极 电 镀 完 后 ， 常 有 同 学 忽 视 电 极 的 清 洗 环
常数 、 解离常数及 某些 热力学 函数 的改变值 。这就 要求实 验 测定结果可靠性 高 、 准确性 高 。作 为 实验 教学 所用 的 电池 ， 往
往 是 由铜 、 锌及其 相应 电解 质溶液所 构成 。通过较 长时 存 在 一定 的 问题 ， 导 致实验结果存在偏差 。因此 ， 作者对此进行 了一定 的探讨 。
物理化学实验改进：原电池电动势与液接电势的测定
大 学 化 学Univ. Chem. 2024, 39 (1), 248收稿：2023-07-20；录用：2023-09-01；网络发表：2023-09-05*通讯作者，Email:*******************基金资助：湖南师范大学校级教学改革项目(校行发教务字[2015] 90号)•化学实验• doi: 10.3866/PKU.DXHX202307059 物理化学实验改进：原电池电动势与液接电势的测定徐开颜1，高梅霞1，方正法1，杨素芳1,2,*1湖南师范大学化学化工学院，长沙410081 2湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心，长沙 410081摘要：本文针对原电池电动势测定实验中被忽略的液接电势，设计了一套测定原电池总电动势的实验装置，将其纳入实验内容，并引入液接电势、可逆电池电动势与原电池总电动势的关系的探究。
改进装置简单、成本低，所测液接电势具有较好的稳定性、重现性。
改进后的实验更完整、真实地体现了原电池总电动势的组成，而并非仅局限于可逆电池电动势的测定，有助于学生建立完整、正确的原电池认知和电化学知识体系。
此外，测出的浓差液接电势可应用于离子迁移数的计算，将电动势法测离子迁移数融入教学，实现课程融合，提升学生对知识的综合运用能力。
关键词：液接电势；可逆电池电动势；半透膜中图分类号：O64；G64Improvement of Physical Chemistry Experiment: Measurement of Electromotive Force and Liquid Junction Potential of Primary BatteriesKaiyan Xu 1, Meixia Gao 1, Zhengfa Fang 1, Sufang Yang 1,2,*1 College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Normal University, Changsha 410081, China.2 National Demonstration Center for Experimental Chemistry and Chemical Engineering Education, Hunan Normal University, Changsha 410081, China.Abstract: Expanding upon the "Basic Physical Chemistry Laboratory" module focused on the measurement of primary battery electromotive force (EMF), this paper introduces a novel experimental design. The design incorporates the often-neglected liquid junction potential, investigating its relationship with reversible battery EMF and the total EMF of the primary battery. The revised apparatus is cost-effective, straightforward, and offers stable and reproducible measurements for liquid junction potential. This improved experiment provides a more comprehensive and accurate representation of the components contributing to the total EMF of the primarybattery, transcending the limitations of merely measuring reversible battery EMF. As a result, the experiment aids students in forming a well-rounded and accurate understanding of primary batteries and the underlyingprinciples of electrochemistry. Furthermore, the measured liquid junction potential is applicable in calculating ion transference numbers, allowing for the integration of this advanced concept into the curriculum and thereby bolstering students' comprehensive skill set.Key Words: Liquid junction potential; Reversible battery electric potential; Semi-permeable membrane1 引言原电池电动势的测定是物理化学教学中电化学部分最重要的实验之一。
铜―锌原电池原理实验改进
铜―锌原电池原理实验改进在现代生活、生产和科学技术的发展中，电池发挥着越来越重要的作用，大至火箭飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船，小至电脑、收音机、照相机、电话、助听器、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各种各样的电池。
而这些电池都是应用原电池原理制作出来的。
新人教版必修二第二章第二节安排了原电池原理及其应用的教学，这部分知识较抽象，学生难以理解。
因此，我对原演示实验进行了部分改进，能更直观的演示原电池原理，展示化学反应过程和结果。
原电池实验是现行高中教材中一个典型的演示实验，实验装置简单明了，学生很容易理解，但是，实际操作过程中确实存在一些问题。
现总结如下：1. 实验时往往在铜片和锌片上同时观察到有气泡产生。
2. 锌片溶解现象不明显。
3. 对于原电池的微观变化无法解释。
4. 电流方向的判断不直观。
总之，现象与知识无法合理统一，不利于学生真正理解和掌握。
演示实验大多是为教授知识和理论服务，只有与知识统一的实验现象才有利于学生对知识的理解和掌握。
因此，许多化学工作者为之努力，但往往锌失去电子变成锌离子进入溶液无法在短时间内观察到，与真正的统一仍有距离，许多教师纷纷采用电脑模拟的方法克服此难题，但毕竟不能代表实际实验。
那如何改进才能使原电池原理的实验现象与原电池原理真正统一呢？一、实验改进的目的通过改进锌电极来增强原电池的实验效果. 用发光二极管指示电流方向，直观明了。
二、改进原理及方法（装置如图所示）1. 锌片：锌片表面产生大量气泡是因为锌片不纯所致，使之表面产生许多微小的原电池，处理方法是用硝酸汞稀溶液浸泡，约20 分钟，再用水洗净即可，使锌极汞齐化，提高锌极H2 的过电位，消除气泡。
2. 电解质溶液：使用稀硫酸溶液，控制浓度在0.5-1.0mol/L 为宜。
且稀硫酸溶液纯度要高（含杂质会引起锌电极自动放电），可用分析纯硫酸与蒸馏水混合配置。
3. 为了更直观的观察出锌失电子成为锌离子进入溶液，电子沿导线流入铜片，氢离子在铜片上获得电子生成氢气而放出，可以考虑将锌电极设计成尖端，使之在短时间内放电而被消耗，这样可帮助我们认识微观变化过程。
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二、实验改进
1．用U型管代替教材上的装置节约硫酸用量。
2．铜丝代替铜片现象更明显。
3．在锌片表面涂凡士林消除锌极上的气泡。
4．用鳄鱼夹直接连接铜丝和锌片可减小电阻。
教 材 装 置
改 进 后 装 置
三、装置优点
1.装置简单，药品用量少、铜丝上产生气泡现 象明显。 2.装置小巧，可做分组实验，产生的臭味几乎 没有。 3.用鳄鱼夹直接连接铜丝和锌片，减小电阻使 实验现象更加明显。
一、问题的提出苏教版化学2上给出的铜锌原电源自装置作为一 个演示实验却存在一些不足：
1．该装置需要稀硫酸较多，不符合绿色化学 思想。
2．用该装置实验往往铜片和锌片同时有气泡 产生，甚至锌片产生的气泡比铜片还多。演示 实验本来是为理论知识的学习服务，在学生还 没有掌握原电池原理的情况下，显然不符合学 生的认知规律。
谢谢！