原电池实验改进

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。

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。

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。

实验五原电池改进实验一、探究问题的提出1、传统的原电池实验用电流计的偏转来检测电流并判断原电池的正、负极，电流计表面太小，指针太细，不便于学生观察，判断正、负极需要推理，不直观，而且电流计价格较高。

2、电解质溶液是构成原电池必不可少的一部分，电解质溶液具有一定的浓度，那么，电解质溶液的浓度对原电池反应有什么样的影响呢？3、在一个通路的原电池系统中会有电流通过，如果我们将几个原电池串联起来，通过系统的电流会增大吗？如果会增大，是串流越多电流越大还是有一个限度呢？4、传统的铜锌原电池大多采用锌片、铜片作为电极，那么锌片、铜片的面积大小对实验产生电流的大小有无影响呢？为了解决这些疑惑，增强原电池实验的直观性和趣味性，我们对实验进行了探究。

二、问题解决设想1、用发光二极管和音乐集成片代替电流计。

2、探究不同浓度电解质溶液下原电池的电流和电压。

3、探究串联不同个原电池的情况下系统总电压的变化，并用发光二极管的发光亮度和音乐集成片发出声音的响度进行表征。

4、改变电极表面积的大小，测定原电池电流大小进行探究。

三、实验设计方案1、探究不同浓度电解质溶液下原电池的电流和电压变化规律①配制浓度分别为1mol/L、2mol/L、4mol/L、6mol/L的HCl溶液，用四个50毫升小烧杯分别取30毫升备用。

②用导线将电流计和铜、锌电极连接起来，连接时注意正负极，此时电流计应处于关闭状态。

③将电极依次插入不同浓度的电解质溶液中，观察电极周围的变化，记录电流计读数。

2、探究串联不同个原电池的情况下系统总电压的变化，并用发光二极管的发光亮度和音乐集成片发出声音的响度进行表征。

①取四个50毫升小烧杯分别量取30毫升1mol/L的HCl溶液备用。

②测定没有串联电池情况下原电池的电压③依次测定两个、三个和四个电池串联情况下的电压，记录数据。

④按上述实验过程将万能电表换成发光二极管和音乐集成片进行实验表征。

四个原电池串联的实验图：3、改变电极表面积的大小，测定原电池电流大小的变化。

初中物理《原电池》教案一、教学目标：1. 让学生了解原电池的定义、原理和特点。

2. 使学生掌握原电池的组成和能量转化过程。

3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

二、教学内容：1. 原电池的定义和原理2. 原电池的组成和类型3. 原电池的工作原理和能量转化过程4. 原电池的应用实例5. 原电池的优缺点及改进方向三、教学重点与难点：1. 重点：原电池的定义、原理、组成和能量转化过程。

2. 难点：原电池的工作原理和应用实例。

四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究原电池的奥秘。

2. 利用实验演示，让学生直观地了解原电池的工作过程。

3. 采用小组讨论法，培养学生的合作意识和团队精神。

4. 运用案例分析法，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。

五、教学过程：1. 导入新课：通过一个日常生活中的实例，引发学生对原电池的兴趣。

2. 讲解原电池的定义、原理和组成：引导学生了解原电池的基本概念。

3. 演示实验：展示原电池的工作过程，让学生直观地感受能量转化。

4. 分析原电池的应用实例：让学生了解原电池在实际生活中的广泛应用。

5. 探讨原电池的优缺点及改进方向：引导学生思考原电池的局限性和未来发展。

7. 布置作业：设计一些有关原电池的思考题和练习题，巩固所学知识。

8. 课后反思：教师对课堂教学效果进行反思，为下一步教学做好准备。

六、教学策略：1. 采用互动式教学，鼓励学生提问和发表见解，提高学生的参与度。

2. 利用多媒体教学资源，如图片、视频等，增强课堂教学的趣味性。

3. 创设生活情境，让学生意识到物理知识与生活的紧密联系。

4. 注重启发式教学，引导学生通过思考和讨论，自主探索原电池的原理和应用。

七、教学评价：1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的积极性。

2. 作业完成情况：评估学生对课堂所学知识的掌握程度。

3. 小组讨论：评价学生在团队合作中的表现，包括观点阐述、沟通交流等。