专题5 电化学问题研究
课题1 原电池
课题方案设计
一.原电池实验
(1)在一块锌片之间放一块海绵,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重铬酸钾晶体(或高锰酸钾晶体,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.
实验现象
1,用铜锌电极,小灯泡徐徐发光6～10秒.
2,用锌石墨电极,小灯泡发光时间增长,大约为8～13秒,且亮度增强.
3,用铜铝电极,小灯泡不发光.
4,往溶液中加入1～2克高锰酸钾晶体,再放入铜锌电极,发现小灯 泡会发出更明亮的光,而且持续的时间更长,如果锌片,硫酸,高锰酸钾同时存在,小灯泡会发光不止.
实验改动的地方
用牙签代替了海绵,制作比较方便.
改变了实验的顺序,先做完各个电极组合在硫酸中的实验,再往硫酸中加入高锰酸钾晶体,这样不仅我们能很清楚的看出不同电极组合的优劣,还可以节约药品(按照书本需要三杯硫酸).
实验注意点
1,硫酸的浓度要稍微高一点,我采用的是30%的硫酸,为了使实验现象更明显,可以用浓硫酸立即加水配制,这样形成热的的电解质溶液,实验现象更明显.
2.对电极要进行预处理,铜用硝酸洗去氧化层,铝用氢氧化钠洗去氧化层.
3.在实验过程中由于频繁换电极,在换时会使酸液滴在演示台上,可以用滤纸稍微吸干.
4.加入高锰酸钾晶体,要震荡溶液,可以使现象更明显,并可以持续发光.
5.也可以采用电流计,和音乐集成电路.但小灯泡的现象更明显.但要选择电压为1.5V或更小的灯泡,才可以看到明显的现象.
2.制作氢氧燃料电池
(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,在两极之间接上音乐集成电路(原来连接直流电源正极的碳棒应该与音乐集成电路的正极相连接),观察并记录现象.
实验注意点
1,最好采用学生电源,这样可以得到更高的电压.
2,可以用生日卡片中的蜂鸣器,去掉纽扣电池,在线路板上引出正负电极的导线(可用烙铁进行焊接).还可在蜂鸣器加二极管.
3,待两电极的碳棒上吸附很多小气泡后切断电源.

(1)析氢腐蚀
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.
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(CN6)](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).


3.金属的电化学腐蚀
实验现象:绕有铜丝的铁钉周围先出现蓝色沉淀.
实验改动的地方:
这个实验要比较快慢,可以两个人合作.一个人做时可以先把铁钉放入试管,再先往没有绕铜丝的铁钉加试剂.可以发现饶有铜丝的铁钉虽然晚一点加入试剂,但是产生沉淀的快一点.而且放置一段时间后沉淀量也多.
(2)吸氧腐蚀

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