高中化学知识点:原电池原理的探究实验

编辑: 逍遥路 关键词: 高中化学 来源: 高中学习网


原电池原理的探究实验:

(1)通过设计实验的方式探究原电池的形成条件:①负极为较活泼金属;正极为较不活泼金属、石墨等②电极需要插入电解质溶液中③必需形成闭合回路
(2)工作原理:负极发生氧化反应;正极发生还原反应;电子流向:负极正极

探究过程:

(1)提出问题:化学反应伴随有能量的变化,化学能能否转变为电能呢?哪些反应能将化学能转变为电能?化学能是怎样转化为电能的呢?化学能转化为电能的基本原理是什么?
思考结果:电流形成原因:电子的定向移动(负极失电子,化合价升高,正极得电子,化合价降低)
(2)猜想与假设:原电池构成须有两个电极、导线、电解质溶液,氧化还原反应与电极和导线之间须构成闭合回路。
思考结果:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极
(3)制定计划:用Zn片、Cu片、稀H2SO4和导线来做实验探究原电池的工作原理,具体步骤见进行实验一栏。
思考结果:1.连接导线前,锌片上有气泡,铜片上无气泡;连接导线后,锌片上气泡减少,铜片上出现比较多的气泡。 2.电流计的指针有一些偏转。
(4)进行实验
实验1.将Zn片插入稀H2SO4中,观察现象并解释原因。
实验2.将Cu片插入稀H2SO4中,观察现象并解释原因。
实验3.取锌片和铜片同时插入装有稀H2SO4的烧杯中,观察现象。
实验4.用导线将插入稀H2SO4中的锌片和铜片连接起来,观察现象。
思考结果:4个实验中实验1有气泡产生,实验2没有明显现象,实验3中铜片上没有明显现象,实验4中大量气泡在铜片上产生,锌片逐渐溶解。
(5)收集证据:在导线间接入一个电流计来验证猜想与假设是否正确。
思考结果:1.形成了以铜,锌为电极,稀硫酸为电解液的原电池。 2.锌是电子流出方,为负极;铜片为正极。
(6)解释与结论:可以从电流计上看到,电流的方向是由铜片流向锌片。电子带负电荷,其流向与电流流向相反,因此,电子的流向是由锌片经导线流向铜片的。把原电池失去电子一极叫负极,得到电子一极叫正极。电子流向是通过原电池的负极流向正极,较活泼金属失去电子,发生氧化反应,氧化剂从正极得到电子,发生还原反应。这两个反应均是在电极上进行的,我们称之为“电极反应”。
思考结果:原电池的构成条件:第一,必须有电极。电极材料可以是活泼性不同的金属或者是金属与非金属构成。较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或非金属为正极。第二,必须有电解质溶液,第三,要有导线,形成闭合回路。
(7)反思与评价:原电池形成的条件:1.形成闭合回路;2.溶液中有自由移动的离子;3.不同活泼性的电极,能发生自发的氧化还原反应学习原电池的工作原理和构成条件,其有利于生活,比如利用原电池原理来制备各种各样的电池。还能利用所学知识来解释生活中常见的一些现象,例如钢铁的腐蚀。


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