1、实验化学实验化学专题专题5 5 电化学问题研究电化学问题研究课题课题1 1 原电池实验的探究原电池实验的探究 原原 电电 池池 实验目的：了解常见原电池、燃烧电池的工作原了解常见原电池、燃烧电池的工作原理，认识电化学腐蚀中包含的化学知识。理，认识电化学腐蚀中包含的化学知识。通过原电池实验，加深对原电池工作通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识，初步认识电池的极化作用。原理的认识，初步认识电池的极化作用。通过制作燃料电池，培养动手能力，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。加深对电池工作原理的认识。认识生活中常见电池的工作原理，体认识生活中常见电池的工作原理，体验化学与生
2、活的密切联系。验化学与生活的密切联系。一一.原电池实验原电池实验实验过程实验过程 1 1在锌片和铜片之间放一块海绵，用棉线或橡皮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，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。插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察发生的现象。2 2一段时间后，向烧杯中加入一段时间后，向烧杯中加入1 12g2g高锰酸钾晶体高锰酸钾晶体（或重铬酸钾晶体，或（或重铬酸钾晶体，或5 510mL6%H10mL6%H2 20 02 2溶液），振溶液），振荡，观察现象。荡，观察现象。3 3改用改用ZnCZnC、
3、AlCuAlCu为电极材料，分别与稀硫为电极材料，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。行实验，观察实验现象。原原 电电 池池 实实 验验原原 电电 池池 实实 验验实验现象用铜锌电极、铜铝电极，小灯用铜锌电极、铜铝电极，小灯 泡泡不发光；不发光；伏特表、安培表指针能偏转伏特表、安培表指针能偏转。用锌石墨电极，小灯泡微微发用锌石墨电极，小灯泡微微发 光光秒。秒。往溶液中加入往溶液中加入1 12 2克高锰酸钾晶体，克高锰酸钾晶体，再放入锌石墨电极，发现小灯泡会发出再放入锌石墨电极，发现小灯泡会发出较明亮的光，而且持
4、续的时间更长，约较明亮的光，而且持续的时间更长，约发光秒钟。发光秒钟。实验注意点实验注意点1 1金属电极用砂纸打磨。金属电极用砂纸打磨。2 2电解质溶液可用左右的硫酸溶液。电解质溶液可用左右的硫酸溶液。3 3去极化时加入高锰酸钾晶体后再去极化时加入高锰酸钾晶体后再不断震荡溶不断震荡溶液或抖动电极液或抖动电极，效果更好。（锌石墨原电池通，效果更好。（锌石墨原电池通过抖动可使电压从过抖动可使电压从0.50.5伏上升到伏上升到2.12.1伏，电流强度伏，电流强度从从0.090.09安变到安变到0.190.19安）安）4 4改用伏特表、安培表或蜂呜器效果好，用小改用伏特表、安培表或蜂呜器效果好，用小灯
5、泡灯泡(2.2V(2.2V，0.25A)0.25A)很难发光。很难发光。5 5实验顺序最好换一下，可节约药品。实验顺序最好换一下，可节约药品。6 6要选用纯度高的锌片做电极。要选用纯度高的锌片做电极。原原 电电 池池 实实 验验我们的困惑电流密度与电极困绑的松紧、导电流密度与电极困绑的松紧、导线的长短线的长短、接触的好差接触的好差、介质类别介质类别、介介质的浓度及温度质的浓度及温度、电电极本身的活泼性极本身的活泼性等诸多因素有关，变量不太好控制。等诸多因素有关，变量不太好控制。理论上，电极电势应该理论上，电极电势应该AlCuAlCu比比 ZnCuZnCu高，但实际测出结论相反。高，但实际测出结
6、论相反。原原 电电 池池 实实 验验该实验要得到最直观的现象，就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。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实验过程 1 1把两根碳棒放在酒精喷灯（或煤气灯）火焰上灼烧把两根碳棒放在酒精喷灯（或煤气灯）火焰上灼烧2 23min3min后，立即投入到冷水中，反复操作后，立即投入到冷水中，反复操作3 35 5次，使次，使碳棒表面变得粗糙多孔。碳棒表面变得粗糙多孔。2 2将经过灼烧的两根碳棒插入将经过灼烧的两根碳棒插入2molL2molL-1-1 KNO KNO3 3溶液中，并与溶液中，并与6V6V直流电源连接，电解约直流电源连接，
7、电解约20s20s，使，使两电极的碳棒上吸附很多小气泡。两电极的碳棒上吸附很多小气泡。3 3切断电源，在两极之间接上蜂呜器（原来连接直流电切断电源，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。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接通电源接通电源,电极表面产生大量气泡，电极表面产生大量气泡，并在电极表面吸附上大量气泡。并在电极表面吸附上大量气泡。切断电源后切断电源后,将电极接在蜂呜器上，将电极接在蜂呜器上，蜂呜器立刻发出蜂呜声。蜂呜器立刻发出蜂呜声。实验注意点实验注意点1 1多孔碳棒现
8、制现用效果好，也可直接用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。砂纸打磨碳棒，后冲洗，效果也很好。2 2电解硝酸钾溶液时，课本要求接直流电电解硝酸钾溶液时，课本要求接直流电源源6V,6V,实际操作中电压可从几伏到二十几伏，实际操作中电压可从几伏到二十几伏，电解电解1010至至1515秒即可。电解质溶液用硫酸钠、秒即可。电解质溶液用硫酸钠、硝酸钠等效果也很好。硝酸钠等效果也很好。3 3多孔碳棒上吸附上气体后，将导线接蜂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，呜器的过程中千万注意，不可碰到或振动不可碰到或振动碳棒碳棒，以防气体逸出，影响实验。，以防气体逸
9、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析氢腐蚀1.1.析氢腐蚀析氢腐蚀实验过程实验过程1.1.取两根取两根3 35cm5cm长的铁钉，用稀盐酸除去铁锈。在其中一长的铁钉，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。触。2.2.把上述两根铁钉分别放入两支试管中，各加入把上述两根铁钉分别放入两支试管中，各加入3mL0.1molL3mL0.1molL-1-1盐酸和盐酸和2 2滴滴K K3 3FeFe（CNCN）
10、6 6（铁氰化钾）溶（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（周围先出现蓝色沉淀（FeFe2+2+能与能与FeFe（CNCN）6 6 3-3-反应生成蓝反应生成蓝色沉淀）。色沉淀）。三.金属的腐蚀实验现象析氢腐蚀析氢腐蚀绕有铜丝的铁钉周围约秒钟就出绕有铜丝的铁钉周围约秒钟就出现蓝色沉淀，另一铁钉表面约秒钟出现蓝色沉淀，另一铁钉表面约秒钟出现蓝色沉淀。现蓝色沉淀。产生气泡速度较慢，约分钟后能产生气泡速度较慢，约分钟后能明显见到，绕有铜丝的铁钉表面粘附着明显见到，绕有铜丝的铁钉表面粘附着大而多的气泡，另一铁
11、钉表面粘附的气大而多的气泡，另一铁钉表面粘附的气泡少而小。泡少而小。实验注意点这个反应出现蓝色沉淀很快（秒左这个反应出现蓝色沉淀很快（秒左右）右）,所以建议实验时，先在两支试管中加所以建议实验时，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。钉和缠有铜丝的铁钉，观察颜色变化。将两试管静置一段时间将两试管静置一段时间(5(5到到1010分钟分钟)后观后观察气泡。察气泡。析氢腐蚀析氢腐蚀2.吸氧腐蚀实验过程实验过程取一片铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴取一片铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴1 1滴含酚酞的食盐水，静置滴含酚
12、酞的食盐水，静置1 12min2min，观察现象。，观察现象。吸氧腐蚀吸氧腐蚀静置分钟左右就可见到铁片上含酚酞食静置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。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，该实验的关键是非常好的微形实验，该实验的关键是铁要用铁要用生铁生铁，食盐水浓度大一点，铁，食盐水浓度大一点，铁片事先要处理好，先用砂纸打磨，后片事先要处理好，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。就能在周边见到酚酞溶液变红。吸氧腐蚀吸氧腐蚀实
13、验化学实验化学专题专题5 5 电化学问题研究电化学问题研究课题课题2 2 电解与电镀电解与电镀 一.电解饱和食盐水电解饱和食盐水实验过程实验过程取一具支形管，向管内加入饱和食盐水，取一具支形管，向管内加入饱和食盐水，分别在两端插入铁棒和碳棒，作为阴极和阳分别在两端插入铁棒和碳棒，作为阴极和阳极接上直流电源（）观察实验现象。极接上直流电源（）观察实验现象。电解分钟以后，分别检验产生的氯气电解分钟以后，分别检验产生的氯气（碘化钾淀粉溶液）和氢气（收集、点燃）。（碘化钾淀粉溶液）和氢气（收集、点燃）。实验结束后，在形中滴入几滴酚酞溶液，实验结束后，在形中滴入几滴酚酞溶液，观察现象。观察现象。实验装置
14、实验装置电解饱和食盐水现象现象现象现象现象现象过程过程现象现象实验现象电解饱和食盐水接通电源接通电源,阳极产生黄绿色的气体，阴极阳极产生黄绿色的气体，阴极产生无色气体。产生无色气体。将阳极产生的气体通入碘化钾淀粉溶液中，将阳极产生的气体通入碘化钾淀粉溶液中，溶液变蓝色。溶液变蓝色。将阴极产生的气体用小试管收集，移向点将阴极产生的气体用小试管收集，移向点燃的酒精灯，可听到燃的酒精灯，可听到“噗噗”一声。一声。电解结束后，可见到形管中，阳极区溶电解结束后，可见到形管中，阳极区溶液呈浅黄绿色，向形管中滴入酚酞试液，发液呈浅黄绿色，向形管中滴入酚酞试液，发现阴极区溶液呈红色。现阴极区溶液呈红色。实验注
15、意点1.1.所选具支所选具支U U形管要短一点形管要短一点,支管要靠上支管要靠上口一点口一点,管径要大一点；管径要大一点；2.2.食盐水要饱和；食盐水要饱和；3.3.氯气的导出导管插入碘化钾淀粉溶液氯气的导出导管插入碘化钾淀粉溶液中不能太深。中不能太深。4.4.气流不大，要先通电电解二三分钟后气流不大，要先通电电解二三分钟后再收集氢气，后检验氢气。再收集氢气，后检验氢气。电解饱和食盐水铁 钉 镀 锌二二.铁钉镀锌铁钉镀锌1 1电镀液的配制：先向烧杯中加入电镀液的配制：先向烧杯中加入50ml50ml蒸馏水，再加入蒸馏水，再加入3.5gZnCl3.5gZnCl2 2，12.5gKCl12.5gKC
16、l，1.5g1.5g硼酸，搅拌使之溶解，调节溶液硼酸，搅拌使之溶解，调节溶液的的pHpH为为。2 2镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的表面变镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的表面变得光滑，用水洗净；把铁钉放入得光滑，用水洗净；把铁钉放入 molmol氢氧化钠氢氧化钠溶液中浸泡分钟，除去油污，用水洗净；把铁钉放入溶液中浸泡分钟，除去油污，用水洗净；把铁钉放入的浓盐酸中浸泡分钟，取出，洗净；最后将铁钉放入：的浓盐酸中浸泡分钟，取出，洗净；最后将铁钉放入：的稀硝酸中浸泡秒，取出，洗净。的稀硝酸中浸泡秒，取出，洗净。3 3电镀操作：用电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳烧杯
17、作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳极铁钉作阴极，接通伏的直流电源，电镀分钟，极铁钉作阴极，接通伏的直流电源，电镀分钟，后观察现象。后观察现象。实验过程实验过程铁 钉 镀 锌实验现象铁片表面变成银灰色铁片表面变成银灰色铁 钉 镀 锌实验注意点处理镀件时可让学生共用试剂，在通风橱中进处理镀件时可让学生共用试剂，在通风橱中进行，使镀件尽量光洁，处理好后要尽快实验，行，使镀件尽量光洁，处理好后要尽快实验，否则极易生锈否则极易生锈 。电压不能太高，太高镀层会不致密，一般为电压不能太高，太高镀层会不致密，一般为伏。伏。电镀液浓度不能过高。电镀液浓度不能过高。电镀时间不宜过长课本上介绍电镀电镀时间不宜过长课本上介绍电镀分钟，实际操作时只需分钟即可。分钟，实际操作时只需分钟即可。电镀时两极最好悬空且要固定，可用泡沫塑料电镀时两极最好悬空且要固定，可用泡沫塑料固定。固定。我们的改进铁 钉 镀 锌1 1电镀液的配制：用的电镀液的配制：用的ZnClZnCl2 2溶液。溶液。2 2镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉。镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉。3 3电镀操作：用电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳极铁钉作阴极，接通伏的直流用锌片作阳极铁钉作阴极，接通伏的直流电源，电镀分钟，观察现象。电源，电镀分钟，观察现象。
